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Synthese und Eigenschaften neuartiger, nichtkristallisierbarer Amphiphile als Baustein für biologische Modellmembranen
(2000) Benedek, Christina; Eisenbach, Claus (Prof. Dr.)
Die chemische Biophysik befaßt sich zunehmend mit Proteinreaktionen in Modellmembranen. Zur Immobilisierung werden diese Proteine häufig an sogenannte Ankerlipide gebunden, die möglichst lange hydrophobe Reste aufweisen sollten, was bei gesättigten Alkylketten zu einem Verlust an Fluidität der Membran führen kann. In der vorliegenden Arbeit wurde ein neuartiger Amphiphiltyp synthetisiert, der trotz langer hydrophober Reste nicht an Kettenflexibilität einbüßt und gleichzeitig Modellmembranen unverzweigter Lipide fluidisiert. Um sich für den Einsatz in Modellmembranen zu eignen, müssen die hergestellten Amphiphile einige Forderungen erfüllen. In erster Linie sollten sie nichtkristallisierbar sein, um die Fluidität zu gewährleisten. Dies wurde durch die Verwendung eines hydrophoben Bausteins aus verzweigtem, hydriertem Polybutadien erfüllt. Die Synthese durch anionische Polymerisation ermöglichte die Herstellung von Oligomeren mit geringer Polydispersität, die mittels Gelpermeationschromatographie bzw. Elektronenspray Ionisation / Massenspektroskopie (ESI/MS) nachgewiesen werden konnte. Funktionalisierung durch Ethylenoxid ermöglichte die Anknüpfung verschiedener hydrophiler Gruppen (Methoxyhexaethylenglykol bzw. Phosphatidylcholin) an hydrophobe Reste unterschiedlicher Länge und Struktur. Ihre Nichtkristallinität wurde mittels DSC nachgewiesen. Diese Eigenschaft führte zu Beobachtung ungewöhnlicher Effekte bei Beobachtung der Quellung mittels Lichtmikroskopie. Das Selbstorganisationsverhalten in Monolagen an der Luft-Wasser-Grenzfläche wurde mittels Filmwaagenmessungen ermittelt und konnte durch eine einfache Modellvorstellungen anhand der spezifischen Struktur der Amphiphile erklärt werden. Mischungen der Amphiphile mit DPPC wurden mit Filmwaage und mit der Messung der Fluoreszenzerholung nach Photobleichen (FRAP) untersucht. Deutung der Ergebnisse hinsichtlich des Auftretens einer Mischungslücke sind mit Ergebnissen aus der Fluoreszensmikroskopie konsistent.