Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Punktgenau zusammengesteckt

02.02.2012
Zinkfingerproteine als ortsspezifische Adapter für DNA-Origami-Strukturen

DNA ist nicht nur der Träger der genetischen Information, DNA ist auch ein interessantes Nanobaumaterial. Ähnlich wie beim Origami, der japanischen Kunst des Papierfaltens, lässt sich beispielsweise ein langer DNA-Einzelstrang mithilfe kurzer DNA-Stückchen in eine nahezu beliebige dreidimensionale Form falten.


Rasterkraftmikroskopische Aufnahmen zeigten, dass die Streptavidinmoleküle immer spezifisch in der jeweils vorgesehenen Aussparung des Origami-Rechtecks gebunden waren.(c) Wiley-VCH

Diese Nanostruktur lässt sich zudem mit spezifischen Andockstellen für Proteine ausstatten. Ein Team um Takashi Morii von der Universität Kyoto stellt in der Zeitschrift Angewandte Chemie nun eine neue Methode vor, mit der die Proteine über spezielle „Adapter“ angeknüpft werden, so genannte Zinkfingerproteine.

Physiologische Vorgänge und chemische Reaktionen in Zellen laufen hochspezifisch in mehreren Reaktionsschritten ab. Mehrere Enzyme müssen kooperieren, um die aufeinanderfolgenden Schritte der notwendigen chemischen Transformationen zu katalysieren – wesentlich effizienter als künstliche Systeme dies vermögen. Die natürlichen Systeme lassen sich nur effektiv nachahmen, wenn sich die einzelnen Enzyme und Faktoren im richtigen nanoskopischen Abstand zueinander befinden. DNA-Origami-Strukturen lassen sich als eine Art „molekularer Stecktafeln” nutzen, um Enyzme und andere Proteine mit Nanometer-Präzision anzuordnen.

Verschiedene Methoden zur Anbindung von Proteinen an DNA-Origamis wurden bereits entwickelt, dazu ist aber meist eine Modifikation des Proteins notwendig. „Eine nur auf Proteinen basierende Methode wäre wünschenswert“, so Morii, „denn sie würde die Bindung von Proteinen an die Origamis vereinfachen und beschleunigen.“

Morii und sein Team setzen auf Zinkfingerproteine als „Adapter“. Eine Polypeptidkette eines Zinkfingerproteins bindet ein Zinkion und nimmt dabei eine stabile, kompakt gefaltete Form ein, die als „Zinkfinger“ bezeichnet wird und spezifisch an bestimmte DNA-Motive binden kann. Zinkfinger können so konstruiert werden, dass sie jedes gewünschte DNA-Motiv erkennen.

Die Wissenschaftler stellten rechteckige Origami-Strukturen her, die mehrere definierte Aussparungen enthielten. An diesen Stellen enthielten die Origamis verschiedene DNA-Erkennungsmotive für verschiedene Zinkfinger. Dann konstruierten sie Proteine, die an einem Ende Zinkfinger-Einheiten enthielten, am anderen Ende ein fluoreszierendes Protein oder ein Biotin-Molekül. Biotin bindet spezifisch an das große Protein Streptavidin. Rasterkraftmikroskopische Aufnahmen zeigten, dass die Streptavidinmoleküle immer spezifisch in der jeweils vorgesehenen Aussparung des Origami-Rechtecks gebunden waren.

„Unsere Ergebnisse belegen, dass Zinkfinger geeignete Adapter sind, um bequem Positionen einer DNA-Origami-Struktur ortsselektiv ansteuern zu können“, sagt Morii. „Mehrere verschiedene Adapter, die verschiedene Proteine tragen, können dabei voneinander unabhängig voneinander an definierte Stellen einer solchen Nanostruktur geknüpft werden.“

Angewandte Chemie: Presseinfo 04/2012

Autor: Takashi Morii, Kyoto University (Japan), http://akweb.iae.kyoto-u.ac.jp/material/en/index.html

Angewandte Chemie, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201108199

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | GDCh
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Nose2Brain – Effizientere Therapie von Multipler Sklerose
26.04.2017 | Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB

nachricht Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität
25.04.2017 | Universität Bielefeld

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Wie digitale Technik die Patientenversorgung verändert

26.04.2017 | Veranstaltungen

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungen

Berührungslose Schichtdickenmessung in der Qualitätskontrolle

25.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bestrahlung bei Hirntumoren? Eine neue, verlässlichere Einteilung erleichtert die Entscheidung

26.04.2017 | Medizin Gesundheit

Nose2Brain – Effizientere Therapie von Multipler Sklerose

26.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Bauübergabe der ALMA-Residencia

26.04.2017 | Architektur Bauwesen