Rekombinant hergestellte S-Schicht-Fusions-Proteine als Self-Assembly-Systeme zum Aufbau funktioneller supramolekularer Strukturen (GZ30.763/3-III/2a/99)
Abstract
Für die Herstellung von kleinsten funktionellen supramolekularen Strukturen in der Nanobiotechnologie werden Moleküle benötigt, die in definierter Weise miteinander in Wechselwirkung treten. S-Schicht-(Glyko)-Proteine assemblieren in kristallin geordnete monomolekulare Gitter, die als äußerste Zellgrenzfläche vieler Bakterien und Archaea im Reich der Prokaryonten weit verbreitet sind. Die S-Schicht-Subeinheiten von Bacillaceae erkennen Oligo- oder Polysaccharidstrukturen in der Zellwand als Bindungsstelle, und einige fungieren zusätzlich als Adhäsionszone für zelleigene Exoenzyme. Demnach weisen S-Schicht-Proteine nicht nur Erkennungsstrukturen in der Gitterebene (Intersubeinheit-Bindungen und Self-Assembly), sondern auch an ihrer Innen- und Außenseite auf. Isolierte S-Schicht-Proteine bilden in Suspension vielfach flache Schichten oder offene Zylinder (sogenannte Self-Assembly Produkte) aus, bzw. sie rekristallisieren an verschiedenen Ober- und Grenzflächen, wie Glas, Silizium, Metalle, Kunststoffe oder Lipidfilmen, in hoch geordnete Monoschichten. In Abhängigkeit von den Materialeigenschaften und den Milieubedingungen binden die S-Schicht-Subeinheiten entweder mit der Außen- oder mit der Innenseite. Für die Herstellung von Affinitätsstrukturen, die für diagnostische Testsysteme einschließlich Biosensoren, als Immuntherapeutika oder in der Nanoelektronik Anwendung finden, werden Enzyme, Antikörper, Liganden oder metallbindende Moleküle kovalent an funktionelle Gruppen der S-Schicht-Proteine gebunden. In künftigen Entwicklungen sollen stattdessen rekombinant hergestellte S-Schicht-Fusionsproteine eingesetzt werden. Für die Konstruktion von S-Schicht-Fusionsproteinen ist zunächst die Identifikation jener Domänen erforderlich, die in den Self-Assembly-Vorgang involviert, bzw. die an der S-Schicht-Innen- oder Außenseite lokalisiert sind.
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Seta Küpcü
Assistenzprofessor Dipl.-Ing.Dr.techn. Seta Küpcü
seta.kuepcue@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-80456
Projektmitarbeiter*in
09.12.1999 - 31.12.2000
Uwe B. Sleytr
em.o.Univ.Prof. Dipl.-Ing.Dr. Uwe B. Sleytr
uwe.sleytr@boku.ac.at
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09.12.1999 - 31.12.2000
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