Molekulare Maschinen basierend auf Lassopeptiden

• Antragsteller: Dr. Hendrik V. Schröder
• Subject Area: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Term: from 2019 to 2021
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 427725459

Eine der fundamentalen Ideen der Nanotechnologie ist die Miniaturisierung von funktionellen Systemen, d.h. zum Beispiel makroskopische Maschinen auf die Größe von Molekülen zu reduzieren und ihre Arbeit auf der Größenskala von Nanometern zu nutzen. Mechanisch verzahnte Moleküle wie Rotaxane oder Catenane gelten als vielversprechende Prototypen für synthetische molekulare Maschinen. Der Chemienobelpreis 2016 brachte dieses Feld in den Fokus der Öffentlichkeit. Bis heute nicht gelöste Probleme sind jedoch die fehlende Biokompatibilität und die aufwendigen Herstellungsverfahren dieser synthetischen Systeme, die eine zukünftige Anwendung erschweren. Eine aussichtsreiche Alternative bieten verzahnte Naturstoffe wie Lassopeptide, die natürlicherweise eine verknotete molekulare Struktur besitzen. Durch einfache Methoden der Chemie und Biochemie lassen sich Lassopeptide in Rotaxane und auch Catenane umwandeln. Des Weiteren zeigen einige natürlich vorkommende Lassopeptide reversible Konformationsänderungen und sind so gezielt schaltbar. In diesem Projekt sollen neuartige molekulare Architekturen basierend auf Lassopeptiden hergestellt werden, die sich als Basis für molekulare Maschinen eignen. In einem ersten Schritt soll durch chemische Modifikation der Peptide eine einfache Verknüpfung von Bausteinen ermöglicht werden. Im Anschluss werden diese modifizierten Peptidbausteine durch Selbstassemblierung in Catenane überführt. Durch geschicktes Design können in den resultierenden Catenanen kontrollierte molekulare Bewegungen erzeugt werden. Somit bieten lassopeptidbasierte Systeme eine weitestgehend unerforschte, jedoch vielversprechende Alternative zu synthetischen molekularen Maschinen.

• DFG Programme: Forschungsstipendien
• International Connection: USA
• Gastgeber: Professor A. James Link, Ph.D.