Bindung von Schwermetallen durch Polysaccharide bakterieller Herkunft

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Mayer
• Fachliche Zuordnung: Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung
• Förderung: Förderung von 2006 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 30019783

Extrazelluläre polymere Substanzen bakterieller Herkunft vermögen toxische Schwermetalle aufzunehmen und zu binden. Zwar ist sowohl das ökologische Risiko als auch der praktische Nutzen dieses Phänomens gut bekannt, nicht jedoch die Art der Bindung und die genaue molekulare Struktur der entstehenden Komplexe. Im Rahmen der geplanten Untersuchungen sollen diese Fragen vor allem mit Hilfe der kernmagnetischen Resonanzspektroskopie beantwortet werden. Zunächst ist vorgesehen, anhand einer gegebenen Auswahl von extrazellulären Polysacchariden und Schwermetallkationen die exakten Äquivalenzpunkte der Komplexbildung zu ermitteln. Danach werden Methoden der 1H- und 13C-Kernresonanzspektroskopie angewandt, um die lokale Beweglichkeit komplexbildender Gruppen des Polysaccharids unter dem Einfluss allmählich steigender Mengen an Kationen zu beobachten. Bei Untersuchungen mit vergleichbaren paramagnetischen Kationen dient darüber hinaus die dipolare Wechselwirkung mit den beobachteten Kernen zur Bestimmung der interatomaren Abstände zum komplexierten Metallion. Auf der Basis der Ergebnisse dieser Untersuchungen soll die Art der Bindung für Kombinationen aus vier verschiedenen Polysacchariden und drei verschiedenen Schwermetallkationen identifiziert werden. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen das Verständnis der Schwermetallbindung in extrazellulären polymeren Substanzen vertiefen und Grundlagen für ihre praktische Anwendung schaffen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen