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In künstlich geschaffene Membran wird natürliches Protein eingebaut

Forscher vom Departement Chemie der Universität Basel ist es gelungen, ein natürliches Kanalprotein in eine von ihnen geschaffene Membran einzubauen und den Transport der Ionen zu kontrollieren.

Die Wissenschaftler aus Basel haben für ihre Studie eine künstliche, doppelschichtige Membran gewählt, die an einer Oberfläche aus Gold befestigt wurde, wodurch eine flache Membranstruktur entstand, da diese den Vorteil hat, dass sie im Gegenteil zu kugelförmigen oder freistehenden Membranen, umfangreicher eingesetzt werden kann und mechanisch deutlich stabiler ist.
Synthetische Membranen sind allgemein besonders nützlich um grundlegende Prinzipien lebender Systeme zu untersuchen.
In diese entstandene Membran wurden bis zu 420 Kanalproteine pro Quadratmillimeter der Membran eng gedrängt eingebaut. Kanalproteine haben die Eigenschaft, wie eine Schleuse zu arbeiten, durch die bestimmte Moleküle, aber auch Ionen die Membran durchdringen können.
Durch das Anlegen einer elektrischen Spannung an der Membran, konnten die Biochemiker prüfen, ob das Kanalprotein funktionsfähig ist. Elektrisch geladene Teilchen wandern dabei durch die Kanäle und leiten den Strom über die Membran weiter. Diese sogenannte Ionenwanderug konnte mit Hilfe des neuen System der Membran explizit gesteuert werden. Es war möglich, eine genaue Zahl von Ionen durch die Membran wandern zu lassen. Durch diese Eigenschaft ließen sich unter anderem positiv geladene Ionen zwischen der Goldoberfläche und der Membran anreichern, wodurch die elektrische Spannung kompensiert werden konnte.

Dieses Verfahren ist zum Beispiel brauchbar für die Entwicklung von Biosensoren, die Einsatz in der Untersuchung von Wechselwirkungen von Wirkstoffen mit Proteinen finden.

Veröffentlicht wurde die detaillierte Studie in der "Nature".