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Erfolg für Wissenschaftler der Universität bei Erforschung von Peptiden

21.12.2010 - (idw) Universität Leipzig

Physikern und Biochemikern der Universität Leipzig ist in Zusammenarbeit mit anderen Wissenschaftlern ein Erfolg bei der Erforschung kleiner Eiweißmoleküle - sogenannter Peptide - gelungen. Ihr gewonnenes Wissen konnte jetzt erstmals genutzt werden, um das Verhalten künftiger, noch gar nicht vorhandener Designer-Peptide vorherzusagen. Dr. Karsten Goede arbeitet in der Abteilung Halbleiterphysik an der Universität Leipzig bereits seit Jahren auf diesem Gebiet und hat Herausragendes entdeckt. In einer fachübergreifenden Zusammenarbeit von experimentellen und theoretischen Physikern mit Biochemikern an der Universität Leipzig, der Universität Lund in Schweden und am Forschungszentrum Jülich um Dr. Michael Bachmann konnten Dr. Goede und seine Kollegen nun erneut einen Erfolg feiern. Ihre Forschungsergebnisse wurden in der renommierten "Angewandte Chemie International Edition" veröffentlicht.

Angespornt von den in der Simulation deutlich hervortretenden und vorhergesagten Effekten, wurden neu entworfene Sequenzen dann auch synthetisiert und ihr Verhalten dem Realitätstest unterworfen. Darin zeigte sich, dass die Faltung und das Haftverhalten dieser Peptide ganz überwiegend von der genauen Position einer einzelnen Aminosäure innerhalb der Sequenz abhängt. "Das ist ein doppelter Erfolg für uns: Zum einen zeigt die experimentelle Bestätigung der theoretischen Vorhersage, wie verlässlich letztere gewesen ist - zum anderen wären wir rein experimentell wahrscheinlich niemals auf diesen eindrucksvollen Effekt gestoßen. Dafür gibt es einfach zu viele Möglichkeiten, eine Peptid-Sequenz zu verändern", erklärte Dr. Goede. Erst die Simulation habe den Forschern ein tieferes Verständnis gegeben. Die Wissenschaftler wollen jetzt diese Chance, Haftverhalten und Faltungseigenschaften von Eiweißen durch punktweise Mutationen vorhersagbar und relevant zu steuern, an weiteren Systemen erproben.

Kombinationen aus organischen oder biologischen Molekülen und anorganischen Oberflächen von Halbleitern oder Metallen wird eine glänzende Zukunft vorhergesagt. Das liegt daran, dass man die Vorteile aus zwei Welten zugleich nutzen kann, aus der Physik und der Biochemie. Zu den Visionen zählen hier intelligente Klebstoffe, die ihr Verhalten situationsgesteuert ändern; Prothesen, die langlebiger und im Körper besser verträglich sind als bisherige; Sensoren mit zuvor ungeahnter Empfindlichkeit, die sogar ein einzelnes Molekül nachweisen könnten; oder ein Verschmelzen von Elektronik und menschlichen Hirnfunktionen - zum Beispiel, wenn es darum geht, Blinden wieder zu einer Augenfunktion zu verhelfen oder Patienten mit einer Hirnschädigung ein Gedächtnis zurückzugeben. Doch vor solchen Anwendungen kommen die Untersuchung der Grundlagen und das Verständnis, worauf das Zusammenwirken organischer und anorganischer Materie basiert.

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Weitere Informationen:
Prof. Dr. Marius Grundmann
Telefon: +49 341 97-32650
E-Mail: grundmann@physik.uni-leipzig.de
www.uni-leipzig.de/~hlp

Dipl.-Phys. Karsten Goede
Telefon: +49 341 97-32 654
E-Mail: goede@physik.uni-leipzig.de
www.uni-leipzig.de/~hlp
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