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Sonntag, 22.01.2017
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„Hochzeit“ von Eiweißen und Halbleitern?

Verknüpfung könnte zu neuen Materialien führen

Eiweiße spielen bekanntlich eine wichtige Rolle bei allen Vorgängen des Lebens. Sie sind aber auch interessante Verbindungen aus Riesenmolekülen (Polymeren). Wenn es gelingt, die biologischen, also lebendigen Proteine mit "toten" Materialen zu verknüpfen, kann das zu völlig neuartigen Materialien führen. Wissenschaftler der Universität Leipzig erforschen derzeit, wie diese bisher unbekannte Verknüpfung praktisch umgesetzt und theoretisch erklärt werden kann.
Biomoleküle könnten zum Beispiel bei opto-elektronischen Bauelementen wie sie in Computern verwendet werden, eingesetzt 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.


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 Professor 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."
(idw - Universität Leipzig, 17.06.2005 - DLO)
 
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