MPI-P Forschungsthemen

Proteine an Grenzflächen

Vor einigen Jahren war bereits bekannt, dass Proteine sich an Oberflächen von flachen Polymermaterialien oder gekrümmten Nanopartikeln anordnen. Ein Verständnis für den Prozess jedoch fehlte größtenteils. Seitdem hat das MPI für Polymerforschung beschlossen, die Bildung von Proteinhüllen um polymere Nanopartikel zu verstehen und die Identifizierung von biochemisch entscheidenden Proteinen voran zu treiben. Außerdem wurden Wege gefunden, Protein-abweisende („stealth“) Oberflächen mit niedriger unspezifischer Proteinadsorption oder sogar superamphiphobe Oberflächen ohne innerhalb von Stunden nachzuweisende Proteinadsorption zu entwickeln. Wo die Proteinadsorption nicht verhindert werden kann, sind wir in der Lage, Nanomaterialien mit bestimmten Eigenschaften zu erzeugen, indem die Charakteristik der adsorbierten Proteine ausgenutzt wird.

Die durch Proteinadsorption neu erzeugte Grenzfläche auf polymeren Materialien wird als Schlüsselfaktor bezüglich weiterer Wechselwirkung mit Bakterien und Zellen angesehen. Außerdem beeinflusst sie physikochemische Parameter wie Aggregation und Zersetzung. Um Standard-Protokolle für die Charakterisierung von Nanoträgern in biologischen Medien zu etablieren, wurde der Einfluss verschiedener Proben-Präparationsmethoden untersucht. In diesem Zusammenhang streben wir eine Kombination verschiedener Messtechniken und Präparationsmethoden an, was es erlaubt wesentlich mehr Informationen zu erhalten, als bei einem jeweils einzelnen Einsatz. Mit Methoden wie dynamischer Lichtstreuung, isothermer Titrationskalorimetrie, Quarzmikrowaage oder Summenfrequenzspektroskopie kann die Proteinadsorption in situ charakterisiert werden, was es erlaubt, alle gebundenen Proteine inklusive derer mit sehr niedriger Bindungsaffinität zu analysieren. Bei anderen Methoden wie Gelelektrophorese und Massenspektrometrie ist ein Präparationsschritt zur Entfernung von freien Proteinen notwendig, was dazu führt, dass auch lose gebundene Proteine mit entfernt werden.

 
loading content