Neue Materialklasse entdeckt: "Protein Crystalline Frameworks"

27. August 2014, 13:25
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Proteine können in PCFs stabile Kristalle bilden. Nach der Entwicklung wollen Forscher als Nächstes potenzielle Anwendungen untersuchen

Berlin/Shanghai - Die Entdeckung einer neuen Materialklasse meldet das Berliner Helmholtz-Zentrum für Materialien und Energie. Diese sogenannten "Protein Crystalline Frameworks" (PCFs) zeichnen sich dadurch aus, dass in ihnen Proteine über bestimmte Hilfssubstanzen derart fixiert sind, dass sie sich symmetrisch ausrichten und sehr stabile Kristalle bilden.

    Forscher des Helmholtz-Zentrums und der chinesischen Fudan-Universität in Shanghai berichten von ihren Ergebnissen im Fachjournal "Nature Communications“. Die chinesischen Wissenschafter verknüpften das Protein Concanavalin A mit Hilfsmolekülen aus der Substanzklasse der Zucker sowie mit dem Farbstoff Rhodamin. Die so fixierten Concanavalin-Moleküle ordneten sich in dem Rahmen aus Hilfsstoffen symmetrisch an: Sie bildeten einen Kristall, in dem die Proteine stabil ineinander verschachtelt sind.

    Eigenschaften erkannt, Anwendungen gesucht

    Zur Untersuchung der neugeschaffenen Struktur wandten sie sich anschließend an die Berliner Forschungseinrichtung, wo der Elektronenspeicherring BESSY II zur Verfügung steht. "Wir konnten am HZB mit unseren speziellen Kristallografie-Messplätzen optimale Voraussetzungen bieten, um die PCFs hochaufgelöst zu charakterisieren“, sagt Manfred Weiss vom Helmholtz-Zentrum.

    Im Zuge der Unterrsuchungen wurde klar, dass man über die Hilfsmoleküle auch steuern kann, wie stark sich die Protein-Netzwerke durchdringen. "Das gibt den PCFs eine enorme Flexibilität und Variabilität, die wir bei den nun anstehenden Forschungen zu möglichen Anwendungen stets im Auge haben werden“, so Weiss. Inwieweit sich PCFs in der Praxis verwenden lassen könnten, soll als nächstes untersucht werden. (red, derStandard.at, 27. 8. 2014)

    • Anordnung der Concanavalin A–Proteinmoleküle in zwei verschiedenen Protein Crystalline Frameworks.
      illustration: fudan universität/hzb

      Anordnung der Concanavalin A–Proteinmoleküle in zwei verschiedenen Protein Crystalline Frameworks.


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