Nanotechnologie: Langlebige Proteingitter

17. September 2015
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Mit einer neuen Methode konnte die Konstruktion von zweidimensionalen Gittern erprobt werden. Diese bestehen aus Clathrin-Proteinen und haben einen Porendurchmesser von nur dreißig Nanometern. Nanotechnologische Anwendungen können dadurch äußerst belastbar werden.

Proteine, die strukturell anspruchsvoll sind, spielten bislang bei der Herstellung von Nanomaterialien kaum eine Rolle. „Dabei stellen sie ein sehr abwechslungsreiches Rohmaterial dar, mit dessen Hilfe komplexe Problemstellungen gelöst werden könnten“, erläutert Dr. Iwan Schaap vom III. Physikalischen Institut der Universität Göttingen. Das Protein Clathrin erzeugt normalerweise Transportvesikel in Zellen. Die Wissenschaftler konnten in ihrer Studie nun zeigen, dass sich damit zweidimensionale Gitter auf fast jeder Oberfläche formen lassen. „Das könnte das Design von biologischen Sensoren und biosynthetischen Reaktoren revolutionieren“, so Dr. Schaap.

Nachdem die Forscher die Clathrin-Bausteine in eine Gitterform mit einem Porendurchmesser von nur dreißig Nanometer gebracht hatten, gelang es ihnen, diese Zusammenschlüsse zu modifizieren. „Dadurch wird die nanotechnologische Anwendung äußerst belastbar, was eine lange Lebensdauer und Lagerfähigkeit garantiert“, so Dr. Schaap.

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Regelmäßiges Clathrin-Gitter auf einer Aluminium-Oberfläche (Aufnahme mit dem Elektronenmikroskop, ca. 1,5 x 1,5 µm). © Universität Göttingen

Anschließend funktionalisierten sie die Gitter durch die Bindung von kleinen metallischen Partikeln und aktiven Biomolekülen. Die Wissenschaftler wollen ihre Arbeit an den neuartigen Proteingittern fortsetzen. Dabei wird die Entwicklung von funktionellen, nanotechnologischen Geräten für sensorische Anwendungen und zur Synthese von Biomolekülen im Vordergrund stehen.

Originalpublikation:

Durable protein lattices of clathrin that can be functionalized with nanoparticles and active biomolecules
Philip N. Dannhauser et al.; Nature Nanotechnology, doi: 10.1038/nnano.2015.206; 2015

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