Chemical and biological composite materials for the organization, assembly and manipulation of proteins

• Applicant: Professor Dr. Robert Tampé
• Subject Area: Biochemistry
• Term: from 2003 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5469960

Biologische Systeme organisieren sich spontan aus einfachen, chemisch leicht modulierbaren Grundbausteinen zu komplexen Überstrukturen mit besonderen Eigenschaften. Wir nutzen dieses Prinzip aus, um neuartige schaltbare, vielfältig modulierbare Verbundsysteme zwischen chemischen und biologischen Systemen aufzubauen. So bilden Chelatorlipide und - alkylthiole biofunktionale Grenzschichten, die Histidin-Fusionsproteine spezifisch über ihre Metallchelatkomplexe binden, gezielt orientieren und in Proteinarrays reversibel schaltbar organisieren. Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Verknüpfungssystemen, die an Proteine über Peptide mit hoher Affinität und Selektivität reversibel binden. Proteine oder Proteindomänen werden somit zu Funktionseinheiten assembliert oder lateral an Oberflächen strukturiert. Zentrale Herausforderung in diesem Projekt ist das Design geeigneter Erkennungsstrukturen. Hierfür werden zunächst verschiedene Chelator-Aminosäuren aufgebaut, die beliebig in Polypeptidstrukturen integriert werden können. Über entsprechende Templatstrukturen oder selbstassemblierende Peptidverbindungen werden die Chelatseitengruppen definiert positioniert, um über multivalente Wechselwirkungen eine quasiirreversible Verknüpfung zu erreichen. Um gleichzeitig hohe Affinität und Selektivität zu erhalten, können die Erkennungsstrukturen durch kombinatorische Ansätze optimiert werden. Über diese Strategie werden chemisch-biologische Paarungssysteme und Hybridverbindungen realisiert, die es erlauben, Proteine in zwei und drei Dimensionen molekular zu organisieren und beliebig miteinander zu verknüpfen.

• DFG Programme: Research Units
• Subproject of: FOR 495: Bio/Chemical Hybridcompounds
• Major Instrumentation: Isothermes Titrationskalorimeter
• Instrumentation Group: 8640 Kalorimeter und Heizwertschreiber (außer 865, 866)