Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Materialwissenschaft nutzt die Weisheit der lebendigen Natur

17.06.2005


Forscher der Universität Leipzig verknüpften Biomoleküle mit Halbleitern


Proteine spielen bekanntlich eine wichtige Rolle bei allen Vorgängen des Lebens. Sie sind aber auch interessante Polymere, also Verbindungen aus Riesenmolekülen. Wenn es gelingt, die biologischen, also lebendigen Proteine mit "toten" Materialen zu verknüpfen, kann das zu völlig neuartigen Materialien führen. Wissenschaftler der Universität Leipzig forschen derzeit daran, wie diese bisher unbekannte Verknüpfung praktisch gehandhabt und theoretisch erklärt werden kann. Ein internationaler Workshop am Donnerstag widmete sich diesem Thema.

Vorstellbar ist das Einbringen von Biomolekülen zum Beispiel bei opto-elektronischen Bauelementen wie sie in Computern verwendet werden. Wenn diese im Gegensatz zur heute üblichen Halbleiter-Elektronik auch aus Polymeren bestehen, ergäbe das einen Durchbruch bei der weiteren Miniaturisierung der Bauelemente. Andererseits ermöglichen erst Biomoleküle die Ausnutzung eines sehr mächtigen Wirkprinzips in der Natur, nämlich der spontanen Selbstanordnung von Molekülen. Strukturen eines gewünschten Bauelements können somit von selbst wachsen, ohne dass sie zeitaufwendig von Menschenhand geschaffen werden müssten. Die ersten Schritte bei der Verwirklichung solcher Visionen konnten an der Universität Leipzig experimentell bereits umgesetzt werden: Ein Beispiel bieten Peptide, also Eiweiße, die an der Regulation des Zellstoffwechsels und der Interaktion zwischen Zellen beteiligt sind. Einige von ihnen wollen von selbst nur auf einem ganz speziellen der angebotenen Halbleiter haften, während sie sich in der Gegenwart anderer Oberflächen zu großen Clustern ballen und eine Verknüpfung verweigern. Jetzt gilt es, nach einer Beschreibung und theoretischen Erklärung dieser Prozesse auf atomarer Ebene zu suchen.


Für beide der zu verknüpfenden Elemente ist an der Universität Leipzig große Kompetenz vorhanden. So fungiert die Einrichtung als Sprecher-Universität des Sonderforschungsbereichs 610 "Proteinzustände mit zellbiologischer und medizinischer Relevanz", in dem Proteinzustände theoretisch vorhergesagt, aber auch praktisch untersucht werden. Zudem können in Leipzig am Institut für Biochemie Peptide speziell hergestellt und Proteine chemisch modifiziert und mit Sonden versehen werden, die besonders für eine Anheftung an Materialien geeignet sind. Auf der Seite der Physik sind vor allem theoretische Physiker und Biophysiker aus der Arbeitsgruppe Halbleiterphysik und dem Institut für Biochemie beteiligt. Im Bereich der computerorientierten Quantenfeldtheorie wird die Haftung von Polymeren und Peptiden an adsorbierenden Oberflächen untersucht.

Diese Arbeit findet auch international zunehmend Aufmerksamkeit. Wissenschaftler der Universität Leipzig haben sich am 16. Juni 2005 im Rahmen des Workshops ProtFold05 getroffen, um mit internationalen Gästen innovative Konzepte dieser Verknüpfung von neuen Materialien und Proteinen zu diskutieren. So ging es unter anderem um die Fragen: Wie stellt man chemisch modifizierte Proteine her, die an andersartige Oberflächen binden können? Wie erlangen die Proteine spezielle, gewünschte Eigenschaften? Oder wie kann man das Interagieren von Oberflächen mit Proteinen beschreiben?

"Bei unserem Workshop wurde deutlich, dass an den Schnittstellen von Wissenschaftsgebieten völlig Neues entstehen kann", so Prof. Dr. Annette G. Beck-Sickinger von der Fakultät für Biowissenschaften, Pharmazie und Psychologie der Universität. Im Grenzgebiet von Proteinen und Materialien, also dort wo die Weisheit der lebendigen Natur die Grenzen der bisherigen Materialwissenschaft überschreitet, kann in Leipzig noch viel erreicht werden."

Dr. Bärbel Adams | idw
Weitere Informationen:
http://www.sfb610.de
http://www.biochemie.uni-leipzig.de/agbs

Weitere Berichte zu: Biomolekül Materialwissenschaft Peptid Polymer Protein

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Wussten Sie, dass Verpackungen durch Flash Systeme intelligent werden?
23.05.2017 | Heraeus Noblelight GmbH

nachricht Bessere Kathodenmaterialien für Lithium-Schwefel-Akkus
17.05.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

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....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

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

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften