Protein Baupläne für Nanosysteme
Die Freiburger Forscher Dr. Andreas Schreiber und Dr. Matthias Huber haben gemeinsam mit ihrem Arbeitsgruppenleiter Dr. Stefan Schiller sowie Kollegen der Universität Konstanz das Konzept der Protein-Adaptor-basierten-Nano-Objekt-Anordnung (PABNOA) entwickelt. PABNOA erlaubt es, mithilfe von ringförmigen Proteinen Goldnanopartikel zu verschiedenen Strukturen anzuordnen, wobei der Abstand zwischen diesen Partikeln exakt definiert ist. Dadurch lassen sich biobasierte Materialien mit neuen optischen und plasmonischen Eigenschaften herstellen. Die Nanoplasmonik beschäftigt sich mit kleinsten elektromagnetischen Wellen, die von Metallpartikeln ausgehen, wenn diese mit Licht interagieren. Nach dem gleichen Prinzip wie diese Materialien könnten auch Nanosysteme, die Licht in elektrische Energie umwandeln, sowie biobasierte Materialien mit neuen magnetischen Eigenschaften entwickelt werden. Das Team hat die Ergebnisse im Fachjournal „Nature Communications“ veröffentlicht.
Schiller’s team is using tailor-made proteins as building blocks to assemble nanosystems with new physical, chemical, and biological properties. The sustainable and resource-conserving production of these proteins occurs in processes like the natural energy and material cycle of cells. To this end, the team is working on equipping bacteria with additional elements – such as enzymes, transporters, switches, and organelles, the organs of the cell. In the future, the scientists hope that these elements will extend the range of functions of the cell to enable the sustainable production of the desired nanosystems with a minimum of resources. The same principle could also be used to produce basic raw materials for the chemical industry. “Methods like this are indispensable for the successful transition of our economy to a sustainable and resilient bioeconomy,” says Schiller.
Stefan Schiller is a research group head at the Freiburg Center for Systems Biology (ZBSA) and a member of the Cluster of Excellence BIOSS Biological Signalling Studies of the University of Freiburg. The research was conducted in cooperation with scientists from the University of Constance. The project is receiving funding from the Baden-Württemberg Foundation within the context of the research network “Functional Nanostructures.”
Originalveröffentlichung:
Molecular protein adaptor with genetically encoded interaction sites guiding the hierarchical assembly of plasmonically active nanoparticle architectures.
Schreiber A, Huber MC, Cölfen H, Schiller SM.
Nat Commun. 2015 Mar 27;6:6705.
http://www.nature.com/ncomms/2015/150327/ncomms7705/full/ncomms7705.html