Femtoliter-Arrays für die Analyse von Einzel-Molekül-Mechanismen von Enzymen

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Die rasante Entwicklung neuer Einzel-Molekül-Techniken hat in den letzten Jahren Untersuchungen ermöglicht, die unseren Erkenntnishorizont, wie wir über biochemische Reaktionen denken, wesentlich erweitert haben. Die Beobachtung individueller Proteinmoleküle macht kinetische Details und Subpopulationen zugänglich, die in konventionellen Ensemble- Methoden verdeckt sind. Weil mit den meisten Einzel-Molekül-Techniken nur ein einzelnes oder wenige Proteinmoleküle untersucht werden können, sollen neue Arrays aus zehntausenden Femtoliter-Kammern durch Lithographie in Quarzglas hergestellt werden, um eine statistisch repräsentative Population aus tausenden individueller Enzymmoleküle parallel zu beobachten. Auf diese Weise lassen sich die Kinetik verschiedener Enzymklassen und Inhibitionsmechanismen analysieren. Abgeschlossene Femtoliter-Kammern bieten die einzigartige Möglichkeit, gekoppelte Enzymreaktionen auf Einzel-Moleküle-Ebene zu untersuchen. Durch die Verwendung in vitro-evolvierter Enzyme lassen sich neue Erkenntnisse zur molekularen Evolution gewinnen. Über den wichtigen Beitrag zur Grundlagenforschung hinaus soll der hohe Parallelisierungsgrad auf kleinstem Raum in einem Femtoliter-Array für eine miniaturisierte Sensorik verwendet werden.