Rheology of Model Glycocalix at Air/Water Interface

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Die an der Zelloberfläche befindliche Glykokalix spielt eine fundamentale und essentielle Rolle bei der Steuerung von Wechselwirkungen zwischen Zellen sowie Zellen und Matrix. Dabei dient sie nicht nur als weiches "Kissen" zwischen den Zellen, sondern stellt auch spezifische Erkennungsmerkmale (Bindungsstellen) für entsprechende Rezeptoren zur Verfügung. Das wissenschaftliche Ziel des hier vorgestellten Projekts ist es, die Rheologie von Glykokalix-Modellsystemen zu untersuchen. Dafür planen wir, die viskoelastischen Parameter von künstlichen Glykolipid-Monolagen an der Wasser/Luft-Grenzfläche mit Hilfe eines hochempfindlichen "Interfacial Stress Rheometer" (ISR) zu bestimmen. Der auf eine Idee von Prof. G. G. Fuller (Stanford Univ.) zurückgehende Aufbau wurde kürzlich in dessen Labor verwirklicht. Als erstes Ziel planten wir den Aufbau eines ISR im Labor von Prof. G. G. Fuller, das nach erfolgreicher Installation in unser Labor der TU-München transportiert werden soll. Der Einfluss von (1) molekularer Konformation (hydrophobes/hydrophiles Gleichgewicht), (2) Zusammensetzung der Subphase (pH, Ionenstärke, etc.), (3) spezifischen Wechselwirkungen zwischen Molekülen (z.B. Proteine) auf die Viskoelastizität von Monolagen wird systematisch untersucht werden. Diese Vorgehensweise verspricht unter anderem neue, grundlegende Einsichten über das komplexe Wechselspiel verschiedener, an der Zelloberfläche wirkender Kräfte, wie z.B. die schwache, multivalente Wechselwirkung zwischen Kohlenhydraten.