Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue biophysikalische Forschungsergebnisse zur Wechselwirkung zwischen Membran und Proteinen

24.10.2012
Wie Proteine und Viruskapside – komplexe Proteinstrukturen, die das Erbgut von Viren umhüllen – sich in der Nähe einer schwingenden Zellmembran strukturieren, das simuliert Physiker Richard Matthews mit hoch entwickelten Computerberechnungen.
Matthews forscht als Lise-Meitner-Fellow in der Gruppe Computergestützte Physik der Universität Wien unter der Leitung von Christos Likos, Professor für Multiscale Computational Physics. Die Ergebnisse sind für das bessere Verständnis von biophysikalischen Vorgängen von Bedeutung und erscheinen in der aktuellen Ausgabe der Physical Review Letters.

"In unserer aktuellen Publikation stellen wir neue Ergebnisse einer computergestützten Untersuchung vor, die den Einfluss von Membranen auf wichtige biologischen Vorgänge darstellt", erklärt Richard Matthews, Lise-Meitner-Fellow an der Universität Wien und Erstautor der Studie. Gegenstand der Untersuchung ist die "Selbstassemblierung" – auch Selbstorganisation – winziger Partikel. Damit wird der Prozess einer Struktur- und Musterbildung, die ohne menschliche Einwirkung erfolgt, bezeichnet. Im konkreten Fall geht es um die Erforschung des Prozesses der Wechselwirkungen zwischen Membran und Proteinen, der die Bildung geordneter Strukturen in der Zelle beeinflusst.
In den vergangenen Jahren wurde viel zum Prozess der Selbstassemblierung geforscht. Es gibt beeindruckende Beispiele davon in der Natur, von winzigen Motoren (z.B. bei Flagellen) bis hin zu Virsukapsiden mit perfekten sphärischen Formen. Bisher war man in der Lage, einfache Modelle "selbstassemblierender" Objekte nachzubauen und erhielt so Einblick in deren wichtigsten, experimentell beobachtbaren Eigenschaften. In der Natur gehen solche Prozesse jedoch nicht isoliert vor sich, sondern stehen in Wechselwirkungen mit ihrer Umgebung. Das bedeutet oft bei der Selbstassemblierung, dass sie auf bzw. in der Nähe von einer Membran stattfindet, was bis dato bei dem Aufbau von einfachen Modellen nicht berücksichtigt wurde.

Hoch entwickelte Simulationsmethoden
Ziel der Forschung ist es, die allgemeinen Eigenschaften dieser faszinierenden Vorgänge zu erforschen und sie mit neuen Berechnungsmethoden zu beschreiben. Dazu ist es nötig, den gesamten Prozess am Computer zu modellieren. Aufgrund der Komplexität der Aufgabe sind zur Berechnung Hochleistungscomputer erforderlich. "In unserer Arbeit haben wir hoch entwickelte Simulationsmethoden angewendet und konnten so herausfinden, wie die Wechselwirkungen mit einer Membran die Selbstassemblierung beeinflussen", führt Biophysiker Richard Matthews aus. "Wir stellten fest, dass eine Membran die Selbstassemblierung fördert, und dass in unserem Modell Strukturen vorkommen, die der Natur sehr ähnlich sind."

Publikation:
Influence of Fluctuating Membranes on Self-Assembly of Patchy Colloids. Richard Matthews and Christos N. Likos. Physical Review Letters. Oktober 2012.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.109.178302

Wissenschaftliche Kontakte:
Dr. Richard James Matthews
Computergestützte Physik
Universität Wien
1090 Wien, Sensengasse 8
T +43-(0)1-4277-73233
richard.matthews@univie.ac.at

Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Christos N. Likos
Computergestützte Physik
Universität Wien
1090 Wien, Sensengasse 8
T +43-1-4277-732 30
T +43-1-4277-732 31
christos.likos@univie.ac.at

Rückfragehinweis:
Mag. Veronika Schallhart
Pressebüro der Universität Wien
Forschung und Lehre
Universität Wien
1010 Wien, Universitätsring 1
T +43-1-4277-175 30
M +43-664-602 77-175 30
veronika.schallhart@univie.ac.at

Alexandra Frey | Universität Wien
Weitere Informationen:
http://www.univie.ac.at

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation
12.12.2017 | Max-Planck-Institut für Quantenoptik

nachricht Einmal durchleuchtet – dreifacher Informationsgewinn
11.12.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Im Focus: Scientists channel graphene to understand filtration and ion transport into cells

Tiny pores at a cell's entryway act as miniature bouncers, letting in some electrically charged atoms--ions--but blocking others. Operating as exquisitely sensitive filters, these "ion channels" play a critical role in biological functions such as muscle contraction and the firing of brain cells.

To rapidly transport the right ions through the cell membrane, the tiny channels rely on a complex interplay between the ions and surrounding molecules,...

Im Focus: Stabile Quantenbits

Physiker aus Konstanz, Princeton und Maryland schaffen ein stabiles Quantengatter als Grundelement für den Quantencomputer

Meilenstein auf dem Weg zum Quantencomputer: Wissenschaftler der Universität Konstanz, der Princeton University sowie der University of Maryland entwickeln ein...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

Hohe Heilungschancen bei Lymphomen im Kindesalter

07.12.2017 | Veranstaltungen

Der Roboter im Pflegeheim – bald Wirklichkeit?

05.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mit Quantenmechanik zu neuen Solarzellen: Forschungspreis für Bayreuther Physikerin

12.12.2017 | Förderungen Preise

Stottern: Stoppsignale im Gehirn verhindern flüssiges Sprechen

12.12.2017 | Biowissenschaften Chemie

E-Mobilität: Neues Hybridspeicherkonzept soll Reichweite und Leistung erhöhen

12.12.2017 | Energie und Elektrotechnik