Meine Merkliste
my.chemie.de  
Login  

Das können Zucker auch

Proteinähnliche Oligomerisierung von Kohlenhydraten

28.07.2011

Damit Enzyme und andere Eiweiße unseres Organismus richtig arbeiten können, müssen sich oft mehrere Protein-Einheiten zu einem größeren Ganzen zusammenlagern. Ketten aus Zuckermolekülen können so etwas nicht – dachte man zumindest bisher. Ein Team um Thomas Heinze von der Universität Jena und Stephen E. Harding von der University of Nottingham (Großbritannien) hat nun das Gegenteil bewiesen. In der Zeitschrift Angewandte Chemie stellen die Forscher ihre Entdeckung vor: Cellulose-ähnliche Kohlenhydrate, die definierte Aggregate aus mehreren Untereinheiten bilden können.

Die einzelnen Proteinuntereinheiten funktionaler Eiweiße sind nicht chemisch miteinander verbunden, sondern werden durch physikalische Anziehungskräfte beieinander gehalten und können sich je nach Umgebungsbedingungen auch wieder trennen. Bisher war man davon ausgegangen, dass Moleküle aus vielen Zuckereinheiten, die so genannten Polysaccharide, dieses Verhalten nicht zeigen. Definierte, reversible Aggregate aus mehreren solchen Zuckerketten wurden bisher nicht beobachtet. Das deutsch-britische Forscherteam konnte nun erstmals eine proteinähnliche Zusammenlagerung von Kohlenhydraten zu definierten Oligomeren nachweisen – ein neuartiges und ganz unerwartetes Phänomen.

Als Studienobjekt dienten den Wissenschaftlern stickstoffhaltige Cellulose-ähnliche Polysaccharide. Cellulose, Hauptbestandteil pflanzlicher Zellwände, ist neben Stärke der bekannteste Vertreter der Polysaccharide. Die Forscher untersuchten so genannte Aminocellulosen mithilfe der analytischen Ultrazentrifugation. Ultrazentrifugen rotieren bis zu 500.000 mal pro Minute. Durch die entsprechend hohe Zentrifugalkraft werden große Moleküle zum Sedimentieren gebracht. Anhand der Sedimentationsgeschwindigkeit lässt sich die ungefähre Molmasse der Makromoleküle ermitteln. Die Forscher fanden auf diese Weise, je nach Versuchsbedingungen, bis zu fünf verschiedene Spezies in ihren Aminocellulose-Lösungen. Deren Molmassen erwiesen sich als Vielfache der Masse des Monomers, also offenbar Aggregate aus zwei bis fünf Polysaccharid-Bausteinen. Wie sich zeigte, dissoziieren die Aggregate wieder, wenn die Lösung verdünnt wird. Die Bindung ist also reversibel.

Die Forscher vermuten, dass Aminocellulosen nicht nur untereinander wechselwirken, sondern in ähnlicher Weise auch mit bestimmten anderen Biomolekülen. Sie könnten daher interessant sein als Grenzflächenmaterialien mit biologischer Erkennungsfunktion, über die etwa Proteine immobilisiert werden könnten. Damit können beispielsweise Schnellanalysen außerhalb von Laboren realisiert werden, mit denen sich binnen Minuten Giftstoffe und Krankheitserreger nachweisen lassen. Einsatzgebiete sind die Detektion von Tierseuchenerregern und Lebensmittelkontaminationen sowie der Nachweis von biologischen Kampfstoffen wie Anthrax, des Ebola-Virus und des Botulinus-Toxins im dezentralen Einsatz.

Fakten, Hintergründe, Dossiers
Mehr über Uni Jena
  • News

    Pilz produziert hochwirksames Tensid

    Mortierella alpina lebt im Boden und mag es eher kühl. Der zu den Jochpilzen (Zygomyzeten) gehörende Pilz gedeiht am besten bei 10 bis 15°C und kommt vor allem in alpinen oder arktischen Regionen vor. In der Biotechnologie wird der Pilz bislang genutzt, um langkettige Fettsäuren wie Arachid ... mehr

    Gründungsprojekt "Polytives" der Uni Jena präsentiert neuartige Kunststoffzusätze

    Mit dem Gründungsvorhaben „Polytives“ ist die Friedrich-Schiller-Universität Jena auf der Technologiemesse „Rapid.Tech + FabCon 3.D“ vertreten, die vom 25. bis 27. Juni in Erfurt stattfindet. In dem Projekt werden Additive für verschiedene Kunststoffe entwickelt, um deren Verarbeitung zu er ... mehr

    Batterien aus dem Drucker

    Vom 3. bis 5. Juni findet an der Friedrich-Schiller-Universität Jena eine Konferenz zu neuartigen Batterien statt. Die „Organic Battery Days“ sind das weltweit einzige Forum auf dem Gebiet der organischen Batterien und finden erstmals in Deutschland statt. Neue Batterien für smarte Produkte ... mehr

  • q&more Artikel

    Gene auf Zucker

    Der gezielte Transport von DNA und RNA mit Vektoren, meist aus synthetischen Polymeren, in Zellkulturen gehört mittlerweile zum festen Repertoire der biologischen Forschung und Entwicklung, was die Vielzahl an kommerziellen Kits zeigt. Allerdings gestalten sich bisher nicht nur viele Laborv ... mehr

    Sex oder Tod

    Diatomeen sind einzellige Mikroalgen, die aufgrund ihrer filigranen und reich verzierten mineralisierten Zellwand auch als Kieselalgen bezeichnet werden. Trotz ihrer mikroskopisch kleinen Zellen spielen ­diese Algen eine fundamentale ­Rolle für marine Ökosysteme und sind sogar zentrale Akte ... mehr

    Wertgebende Komponenten

    Die Isolierung bioaktiver Pflanzeninhaltsstoffe, ätherischer Öle bzw. pflanzlicher Farb- und Aromastoffe erfordert aufwändige und kostenintensive Verfahren. Oft ist jedoch für verschiedene Anwendungen eine Isolierung der Einzelkomponenten nicht erforderlich, es genügt deren Konzentrierung. ... mehr

  • Autoren

    Prof. Dr. Thomas Heinze

    Thomas Heinze, Jahrgang 1958, studierte Chemie an der FSU Jena, wo er 1985 promovierte und nach dem Postdoc an der Katholischen Universität Leuven (Belgien) 1997 habilitierte. 2001 folgte er dem Ruf auf eine Professur für Makromolekulare Chemie an die Bergische Universität Wuppertal. Seit 2 ... mehr

    Prof. Dr. Dagmar Fischer

    Dagmar Fischer ist approbierte Apothekerin und promovierte 1997 im Fach Pharmazeutische Technologie und Biopharmazie an der Philipps-Universität Marburg. Nach einem Aufenthalt am Texas Tech University Health Sciences Center, USA, sammelte sie mehrere Jahre Erfahrung als Leiterin der Präklin ... mehr

    Prof. Dr. Stefan H. Heinemann

    Stefan H. Heinemann, geb. 1960, studierte Physik an der Universität Göttingen. Nach zweijähriger Forschungszeit an der Yale University, New Haven, USA, promovierte er 1990 am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen. Nach einem Forschungsaufenthalt an der Standford Unive ... mehr

Mehr über University of Nottingham
Mehr über Wiley-VCH
  • News

    Chemischer Wasserstoffspeicher

    Wasserstoff ist ein leistungsfähiger, aber auch höchst explosiver Energieträger. Gesucht werden daher kostengünstige, leichte und vor allem sichere Speicher- und Transportsysteme. Wissenschaftler am Weizmann Institute of Science in Israel haben jetzt aus einfachen und ungefährlichen organis ... mehr

    Knoblauchinhaltsstoff aus dem Labor

    Frisch gepresster Knoblauch enthält eine Vielzahl von gesunden schwefelorganischen Verbindungen. Ein knoblauchtypischer Inhaltsstoff, der aus Ölextrakten gewonnen werden kann, ist Ajoen. Erstmals haben Chemiker aus Großbritannien diese Substanz jetzt rein aus gängigen Ausgangsstoffen synthe ... mehr

    Intelligente Fluoreszenzfarbstoffe

    Die größte Schwierigkeit bei der Entwicklung von Fluoreszenz- und Phosphoreszenzfarbstoffen liegt in der exakten Einstellung der angeregten Elektronenzustände. Wissenschaftler in Japan haben nun ein organisches Lumineszenzsystem mit einem ungewöhnlichen reizresponsiven Farbumschlag entwicke ... mehr

  • Firmen

    Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA

    Wiley-VCH publiziert Monographien, Lehrbücher, Nachschlagewerke und Zeitschriften die in gedruckter oder als Online-Version, maßgebliche und topaktuelle wissenschaftliche Inhalte vermitteln. Wiley-VCH besitzt eine über 80-jährige Verlagstradition in den Bereichen Chemie, Materialwissenschaf ... mehr

Ihr Bowser ist nicht aktuell. Microsoft Internet Explorer 6.0 unterstützt einige Funktionen auf Chemie.DE nicht.