Protein lässt maßgeschneidertes Material wachsen
Eiweis aus der Haliotis-Schnecke bewirkt Wachstum von Kalk-Arten
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Glänzendes Perlmutt: nützliches Material für Industrie (Foto: Uwe Bellhäuser) |
Saarbrücken (pte004/19.02.2013/06:15) Forscher des Leibniz-Instituts für Neue Materialien http://inm-gmbh.de haben einen Weg gefunden, wie sie das Protein einer Meeresschnecke dazu verwenden, gezielt Kalk-Arten, zu denen auch Perlmutt gehört, herzustellen. Perlmutt ist wegen seiner Festigkeit und des dichten, schichtartigen Aufbaus für unterschiedliche Industrieanwendungen interessant. "Es gibt einen großen Bedarf in der Industrie, Mineralien künstlich züchten zu können", sagt Ingrid Weiss, Leiterin des Programmbereichs Biomineralisation, gegenüber pressetext.
Kopplung von GFP an Perlucin
Als biologisches Kompositmaterial vereinigt Perlmutt viele Vorteile, die sonst über den rohstoffintensiven Weg der Chemischen Nanotechnologie ermöglicht werden. Um die Kalk-Art zu erstellen, koppelten die Forscher das Protein Perlucin aus der Haliotis-Schnecke (Seeohr) an das Grün-Fluoreszierende-Protein (GFP) und träufelten zu dieser Lösung Carbonat- und Kalziumionen.
Je nachdem, in welcher Reihenfolge die Wissenschaftler die Ionen zur Lösung gaben, und je nach pH-Wert, entstanden unterschiedliche Kalk-Arten in Form verschiedener Kristalle. Die Kopplung von GFP an Perlucin ermöglicht zwei Dinge: "GFP erhöht die Löslichkeit von Perlucin; nur so können wir überhaupt in Wasser damit arbeiten. Andererseits hat GFP auch selbst einen Einfluss darauf, welche Kalk-Arten entstehen."
Forscher haben offene Fragen
Echtes Perlmutt setzt sich aus anorganischen Kalziumcarbonat-Schichten zusammen. Diese sind durch Bestandteile wie Chitin, Kollagen oder Proteine miteinander "verklebt". Die Rolle dieser Proteine auf das Wachstum des Perlmutt, wie zum Beispiel bei Perlen oder Muschelschalen, ist zurzeit nicht geklärt. Es wird angenommen, dass sie sowohl die Kristallisation der Ionen steuern als auch selbst am Aufbau beteiligt sind.
"Ebenso verhält es sich bei unserem System im Reagenzglas. Wenn wir die entstandenen Kalk-Arten im Elektronenmikroskop oder mittels Fluoreszenzabbildung untersuchen, sehen wir, dass GFP ebenfalls als "Abstandhalter" für die Kalziumcarbonatplättchen und -kristalle dient, also am Wachstum der Kristalle möglicherweise beteiligt ist." Die Forscherin gibt jedoch zu bedenken, dass die genaue Rolle des GFP noch nicht geklärt ist. GFP stamme ursprünglich aus einer Qualle.
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