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FOR 495:  Synthese funktionaler chemisch-biologischer Hybridverbindungen

Fachliche Zuordnung Chemie
Biologie
Medizin
Förderung Förderung von 2003 bis 2009
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5469960
 
Im Lauf der Evolution hat die Natur eine enorme Fülle hochkomplexer Biomoleküle entwickelt mit katalytischen, sensorischen oder informationsspeichernden Funktionen. Millionen von Jahren evolutiver Entwicklung schufen Biomoleküle mit phantastischen Funktionen. In Marburg sollen diese biologischen Substanzen mit chemisch synthetisierten Ankermolekülen und Funktionsmodulatoren verknüpft werden. Diese chemisch-biologischen Hybridverbindungen versprechen hoch interessante Anwendungen in den Gebieten der Nanowissenschaften, der Diagnostik oder als neuartige Katalysatoren in der chemischen Synthese komplexer Naturstoffe. So sollen z.B. in der Natur vorkommende Photorezeptoren mit chemisch synthetisierten Chromophoren bestückt und auf Oberflächen zu Sensoren assembliert werden. Auch Enzymen sollen durch den Einbau chemisch veränderter Coenzyme neue Reaktionsmöglichkeiten eröffnet werden. Evolutive Techniken werden angewendet, um die Biomoleküle an die chemisch hergestellten Funktionsmodulatoren anzupassen.Innerhalb der Forschergruppe sollen durch die Verankerung von synthetischen Gruppen mit biochemisch und biophysikalisch arbeitenden Arbeitskreisen neue Methoden zur Herstellung, zur Analyse und zur Manipulation derartiger Hybridbioverbindungen erarbeitet werden. Besondere Bedeutung kommt in diesem Zusammenhang Oberflächentechniken zu, da viele der geplanten chemischen Veränderungen der Biomoleküle darauf abzielen, diese geordnet an festen Oberflächen oder an Membranenstrukturen zu immobilisieren. Das Arbeitsprogramm in der Forschergruppe umfasst die Erarbeitung von Methoden zur chemischen Manipulation und Modifikation von Biomolekülen. Das Ziel der Forschung ist die Erzeugung neuer biochemischer Funktionseinheiten. Zum Beispiel werden DNA-Arrays erzeugt, die eine elektrochemische und photochemische Detektion von Gensequenzen und DNA-Schäden ermöglichen. Informationsspeicher auf der Basis von Bakteriorhodopsin werden erzeugt. Die Gruppe plant ferner, Rezeptor-Membran-Architekturen als neuartige Sensoren herzustellen oder evolutiv veränderte, immobilisierte und miteinander verknüpfte Biosynthesemodule zur Herstellung neuartiger Antibiotika heranzuziehen.
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