BILOCATION - Eine mechanistische Herangehensweise zur Abschätzung und Modellierung des Biokonzentrationspotenzials von geladenen und ionogenen Chemikalien mittels in vitro, in vivo und in silico Methoden.

• Antragsteller: Professor Dr. Stefan Stolte
• Fachliche Zuordnung: Biologische und Biomimetische Chemie ; Analytische Chemie ; Theoretische Chemie: Moleküle, Materialien, Oberflächen
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 380298548

In der Umweltrisikoeinschätzung von Chemikalien sind die Biokonzentrations-, bzw. Bioakkumulations-potenziale von großer Bedeutung. Chemikalien, die sich in Organismen anreichern können stellen bekanntermaßen eine erhebliche Bedrohung für Mensch und Umwelt dar. Die experimentelle Bestimmung von Biokonzentrationsfaktoren ist zeit- und kostenintensiv und ist auch hinsichtlich von Tierschutzaspekten nicht für große Chemikaliendatenbanken durchführbar. Daher werden Vorhersagemodelle, die auf vergleichsweise einfach zugänglichen physikalisch-chemischen Eigenschaften (zum dem Beispiel Oktanol-Wasser Verteilungskoeffizienten) beruhen, zur Abschätzung von Biokonzentrationsfaktoren genutzt. Diese Modelle funktionieren gut für hydrophobe und polare Chemikalien, aber unterschätzen deutlich das Biokonzentrationspotenzial von ionischen oder ionogenen organischen Verbindungen, weil ionische Wechselwirkungen zwischen den Chemikalien und Biomolekülen bzw. zwischen den Ionen untereinander keine Berücksichtigung finden. Ziel dieses Projekts ist es daher, die Interaktionen von Ionen und insbesondere von Ionenpaaren mit biologischen Systemen besser zu verstehen. Für eine ausgewählte Chemikalien sollen experimentelle in vitro und in vivo Daten erhoben werden, die ein mechanistisches Verständnis der Biokonzentrationseffekte von Ionen bzw. von ionogen Verbindungen ermöglichen sollen. Auf Basis dieser Ergebnisse sollen aussagekräftige Quantitative Struktur-Wirkungs-Beziehung (QSARs) abgeleitet werden, die eine verlässliche Abschätzung des Biokonzentrationspotenzials von geladenen Substanzen erlauben. Solche Modelle erscheinen dringend notwendig, wenn man berücksichtigt, dass etwa 70 000 der unter REACH vorregistrierten Verbindungen zu der Gruppe der ionischen und ionogenen organischen Verbindungen gehören. Hier gilt es grundlegende Konzepte zu entwickeln, die schlussendlich eine erhebliche Lücke in der Risikoabschätzung von Chemikalien zu schließen hilft.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Polen
• Großgeräte: Gerät zur einzelmolekülsensitiven elektrophysiologischen Charakterisierung von Proteinen
• Gerätegruppe: 3440 Elektrophysiologische Meßsysteme (außer 300-309 und 340-343)
• Kooperationspartner: Professor Dr. Piotr Stepnowski, Ph.D.