Bakterielle S-Layer als Strukturelemente für die Nanobiotechnologie

Eine der großen Herausforderungen in den Nanowissenschaften ist die reproduzierbare und einfache Herstellung nanoskaliger Strukturen mit neuen Eigenschaften für technische Anwendungen. Hier kann die Biologie einen wichtigen Beitrag leisten. So besitzen 70% aller bekannten Bakterien und Archaeen parakristalline Zellwandschichten, so genannte S-Layer, als äußerste Zellwandkomponente. Diese nanoskaligen Proteingitter können sehr unterschiedliche Funktionen übernehmen wie zum Beispiel als Schutzschicht, sie können für die Formgebung notwendig sein, als Molekularsieb wirken oder aber als Ionen- und Molekülfalle dienen. Die intrinsische Eigenschaft der Proteinuntereinheiten als monomolekulare Schicht in Suspension, an Grenz- und zahlreichen Oberflächen zu assemblieren, machen diese Proteine äußerst interessant für die einfache Herstellung multifunktionaler Oberflächenbeschichtungen. Auf Grund der sehr guten Metall-bindenden Eigenschaften und der höhere Stabilität gegenüber chemischen Einflüssen sind die S-Layer verschiedener Uranabfallhaldenisolate besonders gut zur Herstellung stabiler metallischer und halbleitender Nanopartikel und Nanostrukturen geeignet. Der Vortrag gibt einen Überblick über die Möglichkeiten und Grenzen der technischen Anwendung bakterieller S-Layer-Proteine und stellt die aktuelle Arbeiten des Instituts für Radiochemie dazu vor.