Membranbiosensoren: Ligand-induzierte Ausbildung von peptidischen Helix-Bündeln in Lipidmembranen

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In der Natur vorkommende Liganden-operierte Membrankanäle sind als biosensorische Komponenten seit Jahren im Gespräch, da sie eine enorme Signalverstärkung in einem Sensorsystem realisieren würden, die darin besteht, daß die Bindung eines einzigen niedermolekularen Liganden an einen solchen Kanal einen Ionenstrom von 10(hoch 4) - 10 (hoch 5) Ionen pro Millisekunde induziert. Jedoch ist die Langzeitstabilität dieser zum Teil komplex aufgebauten Proteine oftmals gering, und es ist sehr aufwendig, maßgeschneiderte Sensorsysteme durch protein engineering zu entwickeln. Dieses Projekt hat zum Ziel, orientiert an den natürlich vorkommenden Liganden-operierten Kanalproteinen, ein Verstärkungssystem auf Basis rational-konzipierter synthetischer ligandengesteuerter peptidischer Ionenkanäle in Lipidmembranen aufzubauen. Es wird postuliert, daß die Ausbildung von Membrankanälen bestehend aus amphipatischen Peptidhelices mit Rezeptorfunktionen durch Bindung von Liganden induziert werden kann. Durch Kombination einer synthetischen Peptidkomponente mit einer biologischen Lipidmembran kann das System bezüglich Selektivität und Sensitivität maßgeschneidert werden, es ist aber gleichzeitig robust und universell einsetzbar. So können niedermolekulare Moleküle im Sinne einer Einzelmolekülanalytik nachgewiesen werden.