Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wenn sich Zucker wie Eiweiße verhalten

28.01.2014
Chemiker der Universität Jena entdecken mit britischen Kollegen bisher unbekanntes Phänomen der Selbstaggregation von Aminozellulose

Die Welt der Zuckerchemiker ist ins Wanken geraten: Bisher galt, dass sich die großen natürlichen Polysaccharid-Aggregate der Zellulose mit Hilfe physikalischer Einflüsse zwar in kleine Bestandteile bis hin zum Molekül zerlegen lassen. Doch dieser Prozess, so die bisherige Lehrmeinung, ist irreversibel.

„Einmal aufgelöst, bilden sich aus den so entstehenden Makromolekülen keine identischen Aggregate mehr“, war auch Prof. Dr. Thomas Heinze von der Friedrich-Schiller-Universität Jena überzeugt.

Doch, so fügt der Professor für Organische und Makromolekulare Chemie hinzu, diese traditionelle Sicht müsse jetzt überdacht werden. Wie das Forscherteam um den Jenaer Chemiker und Fachkollegen der University of Nottingham in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins „Nature Scientific Reports“ schreibt, gibt es eindeutige Hinweise darauf, dass sich aus den Polysaccharid-Molekülen in wässriger Lösung sehr wohl selbstständig größere Aggregate zusammenfinden, welche sich vollständig reversibel wieder lösen (DOI: 10.1038/srep03861).

Dieses Prinzip der Selbstaggregation war bislang nur von Eiweißen bekannt. „Die gesamte Biochemie beruht darauf, dass sich Struktureiweiße oder Enzyme aus kleinen Untereinheiten zu großen funktionalen Komplexen organisieren, die sich je nach chemischer Umgebung wieder lösen oder neu bilden“, erläutert Chemiker Heinze. „Dass auch Zuckermoleküle ein solches eiweiß-artiges Verhalten zeigen können, ist aber eine völlig neue Erkenntnis“, ergänzt Melanie Nikolajski, die in Heinzes Gruppe zu diesem Thema ihre Doktorarbeit geschrieben hat.

In der vorliegenden Arbeit zeigen die Chemiker, dass sich kleine Moleküle sogenannter Aminozellulose zu größeren Molekülaggregaten aus bis acht Untereinheiten formieren, die anschließend größere supramolekulare Strukturen bilden. Bereits in einer früheren Arbeit haben die Jenaer Forscher bewiesen, dass sich solche Aggregate teilweise reversibel auf Oberflächen immobilisieren lassen. „Jetzt ist es uns aber erstmals gelungen, den Prozess der Aggregation und der vollständigen Wiederauflösung der Aggregate zu messen“, so Melanie Nikolajski.

Die Veröffentlichung der Jenaer Chemiker und ihrer britischen Kollegen hat bereits eine lebhafte Debatte in der Fachwelt angestoßen. So werde erwartet, dass ihre Entdeckung die Grundlage für das Design neuer funktionaler Polymere bildet, berichtet Chemiker Heinze. Als potenzielles Anwendungsgebiet nennt er die Weiterentwicklung von Teststreifen in der Medizin etwa von Schwangerschaftstests. „Diese funktionieren, indem immobilisierte Eiweiße mit der jeweiligen zu testenden Substanz wechselwirken“, erläutert er. Allerdings biete sich für diese Wechselwirkung nicht immer eine optimale chemische Umgebung, was die Sensitivität der Teststreifen einschränken kann. Und genau hier könnte die selbstaggregierende Aminozellulose einen Vorteil bieten. „Die Aminozucker können den Eiweißen im Teststreifen eine natürlichere Umgebung schaffen, was ihre Aktivität erhöht und damit die Nachweisgrenze des Teststreifens deutlich senken kann.“

Original-Publikation:
Nikolajski M et al. Protein-like fully reversible tetramerisation and super-association of an aminocellulose. Scientific Reports (2014), DOI: 10.1038/srep03861
Kontakt:
Prof. Dr. Thomas Heinze
Institut für Organische Chemie und Makromolekulare Chemie der Universität Jena
Humboldtstraße 10, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 948270
E-Mail: thomas.heinze[at]uni-jena.de

Dr. Ute Schönfelder | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-jena.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Geckos kommunizieren überraschend flexibel
29.05.2017 | Max-Planck-Institut für Ornithologie

nachricht Bauchspeicheldrüsenkrebs: Forschungsgruppe erprobt erfolgreich neue Diagnose- und Therapieansätze
29.05.2017 | Wilhelm Sander-Stiftung

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: Neue Methode für die Datenübertragung mit Licht

Der steigende Bedarf an schneller, leistungsfähiger Datenübertragung erfordert die Entwicklung neuer Verfahren zur verlustarmen und störungsfreien Übermittlung von optischen Informationssignalen. Wissenschaftler der Universität Johannesburg, des Instituts für Angewandte Optik der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) präsentieren im Fachblatt „Journal of Optics“ eine neue Möglichkeit, glasfaserbasierte und kabellose optische Datenübertragung effizient miteinander zu verbinden.

Dank des Internets können wir in Sekundenbruchteilen mit Menschen rund um den Globus in Kontakt treten. Damit die Kommunikation reibungslos funktioniert,...

Im Focus: Strathclyde-led research develops world's highest gain high-power laser amplifier

The world's highest gain high power laser amplifier - by many orders of magnitude - has been developed in research led at the University of Strathclyde.

The researchers demonstrated the feasibility of using plasma to amplify short laser pulses of picojoule-level energy up to 100 millijoules, which is a 'gain'...

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Lebensdauer alternder Brücken - prüfen und vorausschauen

29.05.2017 | Veranstaltungen

49. eucen-Konferenz zum Thema Lebenslanges Lernen an Universitäten

29.05.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz an der Schnittstelle von Literatur, Kultur und Wirtschaft

29.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligente Sensoren mit System

29.05.2017 | Messenachrichten

Geckos kommunizieren überraschend flexibel

29.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

1,5 Millionen Euro für vier neue „Innovative Training Networks” an der Universität Hamburg

29.05.2017 | Förderungen Preise