FOR 1145:  Strukturbildung von synthetischen polyphilen Molekülen mit Lipidmembranen

• Fachliche Zuordnung: Chemie
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 80053741

In der Forschergruppe werden polyphile Moleküle synthetisiert, die zu spezifischen Wechselwirkungen mit Lipidmembranen befähigt sind und somit selbst organisierende Strukturen bilden. Polyphilie bedeutet, dass die synthetisierten Moleküle neben den von amphiphilen Molekülen bekannten hydrophilen und hydrophoben Bausteinen weitere Strukturmotive besitzen. Dies können z.B. flüssig-kristalline Segmente, selektive (komplementäre) Bindestellen oder auch kovalent gebundene Nanopartikel oder fluorophile Segmente sein. Wegen ihrer polyphilen Eigenschaften ist zu erwarten, dass diese Moleküle starke Wechselwirkungen mit Phospholipidmembranen eingehen und diese stabilisieren oder auch destabilisieren können.
Es sollen polyphile niedermolekulare Verbindungen und Makromoleküle synthetisiert werden, die spezifisch angeordnete hydrophile, lipophile, fluorophile oder weitere selbst assoziierende Gruppen enthalten, die für eine Ausbildung von Überstrukturen an und in Membranen geeignet sind. Somit ist es möglich, dass die organisierten polyphilen Moleküle an oder in den Membranen spezifische Funktionen übernehmen, wie sie von Membranproteinen bekannt sind. Neben den membranstabilisierenden Netzwerken können polyphile Moleküle auch zur kontrollierten Ausbildung von Poren oder Kanälen benutzt werden.
Ziel der Forschergruppe ist daher, die Wechselwirkung und die damit verbundene Strukturbildung von neu synthetisierten polyphilen Molekülen per se und mit unterschiedlich hergestellten Phospholipidmembranen zu untersuchen. Die Strukturbildung sowie die membranmodifizierenden Eigenschaften sollen dabei mit verschiedenen physikalisch-chemischen Methoden aufgeklärt werden. Dabei ist es ein weiteres Ziel, die Membranoberfläche als Template für die Selbstorganisation von an die Membran bindenden Molekülen auszunutzen.
Im Ergebnis der durchgeführten Untersuchungen sollen allgemeine Prinzipien für die Strukturbildung polyphiler Moleküle an Membranen ermittelt werden. Es ist geplant, polyphile Moleküle zu detektieren, die biologische Relevanz besitzen und die damit eine potenzielle Anwendung in der Medizin, Pharmazie, Biologie und den Materialwissenschaften ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Internationaler Bezug: Großbritannien

Projekte

• Koordination der Forschungsgruppe 1145 (Antragsteller Kreßler, Jörg )
• Mikroskopische Untersuchung und Funktionalisierung von Hybridmembranen aus Phospholipiden und synthetischen Polyphilen (Antragstellerin Bacia, Kirsten )
• NMR-spektroskopische Untersuchungen der membranmodifizierenden Eigenschaften polyphiler Moleküle: Struktur und Lipiddynamik (Antragsteller Saalwächter, Kay )
• Numerische Modellierung von Struktur und Eigenschaften polyphiler Moleküle in Lipidmembranen (Antragsteller Sebastiani, Daniel )
• Polyphile Moleküle mit membranmodifizierenden Eigenschaften (Antragsteller Tschierske, Carsten )
• Selbstorganisation von Nanopartikeln an der Grenzfläche von gemischten Lipid/Polymer-Membranen und Polymersomen (Antragsteller Binder, Wolfgang )
• Taktizität, Helikalität und Chiralität von triphilen Blockcopolymeren und deren Strukturbildung an und in Modellmembranen (Antragsteller Kreßler, Jörg )
• Wechselwirkungen von polyphilen Molekülen mit Lipidmonolayern und Lipidvesikeln (Antragsteller Blume, Alfred )

• Sprecher: Professor Dr. Jörg Kreßler
• stellvertr. Sprecher: Professor Dr. Wolfgang Binder