idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
Science Video Project
idw-Abo

idw-News App:

AppStore

Google Play Store



Instance:
Share on: 
01/28/2014 11:35

Wenn sich Zucker wie Eiweiße verhalten

Dr. Ute Schönfelder Stabsstelle Kommunikation/Pressestelle
Friedrich-Schiller-Universität Jena

    Chemiker der Universität Jena entdecken mit britischen Kollegen bisher unbekanntes Phänomen der Selbstaggregation von Aminozellulose

    Die Welt der Zuckerchemiker ist ins Wanken geraten: Bisher galt, dass sich die großen natürlichen Polysaccharid-Aggregate der Zellulose mit Hilfe physikalischer Einflüsse zwar in kleine Bestandteile bis hin zum Molekül zerlegen lassen. Doch dieser Prozess, so die bisherige Lehrmeinung, ist irreversibel. „Einmal aufgelöst, bilden sich aus den so entstehenden Makromolekülen keine identischen Aggregate mehr“, war auch Prof. Dr. Thomas Heinze von der Friedrich-Schiller-Universität Jena überzeugt.

    Doch, so fügt der Professor für Organische und Makromolekulare Chemie hinzu, diese traditionelle Sicht müsse jetzt überdacht werden. Wie das Forscherteam um den Jenaer Chemiker und Fachkollegen der University of Nottingham in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins „Nature Scientific Reports“ schreibt, gibt es eindeutige Hinweise darauf, dass sich aus den Polysaccharid-Molekülen in wässriger Lösung sehr wohl selbstständig größere Aggregate zusammenfinden, welche sich vollständig reversibel wieder lösen (DOI: 10.1038/srep03861).

    Dieses Prinzip der Selbstaggregation war bislang nur von Eiweißen bekannt. „Die gesamte Biochemie beruht darauf, dass sich Struktureiweiße oder Enzyme aus kleinen Untereinheiten zu großen funktionalen Komplexen organisieren, die sich je nach chemischer Umgebung wieder lösen oder neu bilden“, erläutert Chemiker Heinze. „Dass auch Zuckermoleküle ein solches eiweiß-artiges Verhalten zeigen können, ist aber eine völlig neue Erkenntnis“, ergänzt Melanie Nikolajski, die in Heinzes Gruppe zu diesem Thema ihre Doktorarbeit geschrieben hat.

    In der vorliegenden Arbeit zeigen die Chemiker, dass sich kleine Moleküle sogenannter Aminozellulose zu größeren Molekülaggregaten aus bis acht Untereinheiten formieren, die anschließend größere supramolekulare Strukturen bilden. Bereits in einer früheren Arbeit haben die Jenaer Forscher bewiesen, dass sich solche Aggregate teilweise reversibel auf Oberflächen immobilisieren lassen. „Jetzt ist es uns aber erstmals gelungen, den Prozess der Aggregation und der vollständigen Wiederauflösung der Aggregate zu messen“, so Melanie Nikolajski.

    Die Veröffentlichung der Jenaer Chemiker und ihrer britischen Kollegen hat bereits eine lebhafte Debatte in der Fachwelt angestoßen. So werde erwartet, dass ihre Entdeckung die Grundlage für das Design neuer funktionaler Polymere bildet, berichtet Chemiker Heinze. Als potenzielles Anwendungsgebiet nennt er die Weiterentwicklung von Teststreifen in der Medizin etwa von Schwangerschaftstests. „Diese funktionieren, indem immobilisierte Eiweiße mit der jeweiligen zu testenden Substanz wechselwirken“, erläutert er. Allerdings biete sich für diese Wechselwirkung nicht immer eine optimale chemische Umgebung, was die Sensitivität der Teststreifen einschränken kann. Und genau hier könnte die selbstaggregierende Aminozellulose einen Vorteil bieten. „Die Aminozucker können den Eiweißen im Teststreifen eine natürlichere Umgebung schaffen, was ihre Aktivität erhöht und damit die Nachweisgrenze des Teststreifens deutlich senken kann.“

    Original-Publikation:
    Nikolajski M et al. Protein-like fully reversible tetramerisation and super-association of an aminocellulose. Scientific Reports (2014), DOI: 10.1038/srep03861

    Kontakt:
    Prof. Dr. Thomas Heinze
    Institut für Organische Chemie und Makromolekulare Chemie der Universität Jena
    Humboldtstraße 10, 07743 Jena
    Tel.: 03641 / 948270
    E-Mail: thomas.heinze[at]uni-jena.de


    More information:

    http://www.uni-jena.de


    Images

    Prof. Dr. Thomas Heinze von der Uni Jena. Der Chemiker hat mit Kollegen aus Jena und Nottingham herausgefunden, dass sich Aminozellulose-Moleküle - ähnlich wie Eiweiße - zu Aggregaten formieren.
    Prof. Dr. Thomas Heinze von der Uni Jena. Der Chemiker hat mit Kollegen aus Jena und Nottingham hera ...
    Foto: Jan-Peter Kasper/FSU
    None


    Criteria of this press release:
    Journalists, Scientists and scholars
    Chemistry
    transregional, national
    Research results, Scientific Publications
    German


     

    Prof. Dr. Thomas Heinze von der Uni Jena. Der Chemiker hat mit Kollegen aus Jena und Nottingham herausgefunden, dass sich Aminozellulose-Moleküle - ähnlich wie Eiweiße - zu Aggregaten formieren.


    For download

    x

    Help

    Search / advanced search of the idw archives
    Combination of search terms

    You can combine search terms with and, or and/or not, e.g. Philo not logy.

    Brackets

    You can use brackets to separate combinations from each other, e.g. (Philo not logy) or (Psycho and logy).

    Phrases

    Coherent groups of words will be located as complete phrases if you put them into quotation marks, e.g. “Federal Republic of Germany”.

    Selection criteria

    You can also use the advanced search without entering search terms. It will then follow the criteria you have selected (e.g. country or subject area).

    If you have not selected any criteria in a given category, the entire category will be searched (e.g. all subject areas or all countries).