Mitglieder-Login
Biomoleküle und Nanobausteine
Projekte
C.3.1 | Biologische Mikrokristalle und gepulste Synchrotronstrahlung
C.3.2 | Kohärente Beugungsbilder von einzelnen Teilchen und Biomolekülen
C.3.3 | Biologische Nanobaugruppen für ultrahelle Lichtquellen
Proteine und Nukleinsäuren sind die elementaren Bausteine des Lebens. Um zu verstehen, wie sie in gesunden und in kranken Zellen funktionieren, ist es unbedingt notwendig, ihren Aufbau und ihre Dynamik zu kennen. Auch die Medikamentenentwicklung ist auf dieses Wissen angewiesen, um effektivere Medikamente zu entwickeln.
Die Struktur vieler Bio-Bausteine ist heute bereits aufgeklärt, selten jedoch bis auf die atomare Ebene. Mit den heutigen Techniken ist das auch nur für kristalline Moleküle möglich. Die meisten Biomoleküle liegen aber nicht in dieser Form vor und können auch nicht kristallin hergestellt werden. Für die eigentliche Strukturaufklärung brauchen die Wissenschaftler neben neuen Techniken für nicht-kristalline Moleküle vor allem starke gepulste Röntgenstrahlung, die weltweit nur wenige Geräte erzeugen können. Die Wissenschaftler in Garching entwickeln einen ultrahellen Röntgen-Freie-Elektronen-Laser, der bei milliardenfach höherer Leistung nur rund 6 m lang ist und mit einem einzigen Blitz die Struktur eines Moleküls offen legt.
Mit diesen Forschungsarbeiten fügt die Physik der dreidimensionalen Betrachtung von Biomolekülen eine vierte Dimension hinzu, nämlich die Zeit. Durch die schnellen Pulsquellen wird es jetzt erstmals möglich, „Filme“, also kurz aufeinanderfolgende Einzelaufnahmen, von biologischen Vorgängen aufzunehmen. Beispielsweise sehen die Biologen dabei die Arbeitsweise von „Reparaturproteinen“, die unentwegt die Doppelstränge unserer DNS absuchen und Brüche wieder (richtig) zusammen fügen.
Publikationen