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ffentliches Erscheinungsdatum: 2-May-2007

Molekulares rendezvous vor der kamera

Wissenschaftler verfolgen auf der atomaren skala, wie einzelne moleküle einander erkennen

Diese Verffentlichung ist auch verfgbar auf Englisch.

Der menschliche Krper ist eine nahezu perfekte Maschine. Fr sein Funktionieren ist er darauf angewiesen, dass jede einzelne Komponente, sprich jedes Molekl, seine spezifische Funktion zuverlssig erfllt. Dazu muss es andere Molekle "erkennen" und mit ihnen zusammenarbeiten. Einem Team aus Forschern vom Max-Planck-Institut fr Festkrperforschung, Stuttgart, vom Fraunhofer Institut, Freiburg, und vom Kings College, London, ist es nun gelungen, Molekl-Paare beim Erkennungsprozess zu filmen. Wie die Forscher in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, passt sich dabei die Moleklform wechselseitig aneinander an.

Nicht nur wir Menschen, auch Molekle "begren" einander mit einer Art "Handschlag". Jeder, der schon versucht hat, die rechte Hand seines Gegenbers mit seiner Linken zu schtteln, wird auf Schwierigkeiten gestoen sein. Rechte und linke Hand kann man nicht zueinander passend machen. Genauso knnen bestimmte Molekle, die in einer "rechtshndigen" (D-) und "linkshndigen" (L-) Form existieren, erkennen, ob ihr Gegenber ein D oder ein L ist.

Magal Lingenfelder und Kollegen von Max-Planck-Institut fr Festkrperforschung konnten mittels Rastertunnelmikroskopie Bildfolgen aufnehmen, die "Begegnungen" auf einem Substrat adsorbierter Di(phenylalanin)-Molekle detailliert verfolgen. Di(phenylalanin) bildet das zentrale Strukturmotiv innerhalb von Polypeptidfasern, die bei Alzheimer-Patienten gefunden werden. Aus diesen Filmsequenzen geht hervor, dass sich immer nur Molekle gleicher Chiralitt (Hndigkeit) bereitwillig zu Paaren und Ketten zusammenfinden.

Wie beim Hndedruck reicht es nicht, die rechten Hnde einfach aneinander zu halten. Damit sie richtig ineinander greifen, muss jeder seine Hand bewegen, um die Handform aneinander anzupassen. Auch das tun die Molekle: Wie genaue Beobachtungen aus dem Film, gesttzt von theoretischen Modellrechnungen der Forscher vom Kings College, erstmalig belegen, findet eine solche dynamische Formanpassung auch beim "Hndedruck" zwischen zwei Moleklen statt.

"Mit unseren Arbeiten konnten wir endlich nachweisen, dass Linus Pauling vor ber 50 Jahren Recht hatte mit seiner These der zwischenmolekularen Anpassung," sagt Lingenfelder. "Bei der Erkennung zwischen Moleklen ist weniger deren statische Form von Bedeutung, sondern vielmehr, inwieweit sie sich dynamisch aneinander anpassen knnen."

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