Mechanoproteine

Forisome sind einzigartige, strukturelle Multiproteinkomplexe, die im Phloem von Leguminosen vorkommen. Bei Verletzung des Gewebes durchlaufen sie eine Calcium-induzierte, reversible und ATP-unabhängige Strukturveränderung von einer spindelförmigen in eine pfropfartige Form. In der Natur dient dies dem schnellen Wundverschluss innerhalb von Millisekunden und verhindert den Verlust des nährstoffreichen Phloemsafts.

Mithilfe moderner molekularbiologischer Methoden untersuchen wir den Aufbau und das Reaktionsprinzip dieser Mechanoproteine. So gelang uns bereits wissensbasiert große Mengen funktionaler, artifizieller Forisome herzustellen und deren Eignung als intelligente Biomaterialien aufzuzeigen.

Die Fusion von Forisomen mit Enzymen, sogenannte »Forizyme«, ermöglicht die schrittweise Herstellung und Immobilisierung von Einzel- und Multienzymkomplexen, deren spezielle Modifikation eine präzise Funktionalisierung in Mikrokanälen von Lab-on-a-Chip-Systemen erlaubt. Die Kombination ihrer katalytischen und Stimulus-abhängigen Aktivität eröffnet neue attraktive Anwendungsfelder in der Biosensorik und Mikrofluidik.