Lösungsstruktur von Nanosomen

Das Hauptziel dieses Projektes ist die Anwendung neuer Auswertungsmethoden für die Röntgenkleinwinkelstreuung (SAXS) zur genaueren Bestimmung der Lösungsstruktur von Nanosomen, welche Modelle für Cellulosomen darstellen. Cellulosomen sind multienzymattische Aggregate produziert von Bakterien und vermögen pflanzliche Polysacharide, wie z. B. Cellulose, Xylan und Pectine, zu degradieren. Die Cellulosomen bestehen aus mehreren "receptor" Modulen, an welche die enzym-aktiven Domänen gebunden sind. Die Modularität, die Größe, die Heterogenität und die eigene Flexibilität behindern die Bestimmung einer detaillierten Struktur. Dennoch ist die Analyse einer detaillierten Struktur für einzelne Module realisierbar. Zur Zeit haben wir die Möglichkeit, genau definierte Cellulosomen selbst zu konstruieren, welche Nanosomen genannt sind. Mit Hilfe von SAXS und der Struktur einzelner Module können die wichtigsten Strukturmerkmale solcher Protein-Aggregate bestimmt werden. Die Größe, Form und Konstruktion von Nanosomen unter physilogischen Bedingungen werden in der erster Linie mit Hilfe von Standard SAXS Analysen bestimmt. In weiterer Folge sollten auch Computer-Simulationsmethoden Anwendung finden. Die vorhandene detaillierte Struktur einzelner Module wird für die Bestimmung der genauen Struktur vom ganzen Nanosom genützt. Die Aufklärung der Nanosomstruktur hilft uns zu verstehen, warum solche multienzymattischen Aggregate im Vergleich zu einzelnen Bausteinen eine erhöhte Aktivität zeigen. Unter Umständen wird in Zukunft der Bau programmierbarer Nanosomen realisierbar sein. Die erhöhte katalytische sowie auch programmierbare Spezifität von Nanosomen wirkt sich nicht nur auf den schon etablierten Sektor Biokatalyse aus, sondern auch auf wirtschaftlich deutlich interessantere Bereiche wie zum Beispiel Biomasse-Abbau und Faser- Technologie - finanziell und ökologisch von immensem Interesse.