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Der Regenmantel der Natur: Enträtselung der außergewöhnlichen Eigenschaften von Hydrophobinfilmen

Antragsteller Dr. Konrad Meister
Fachliche Zuordnung Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
Förderung Förderung von 2019 bis 2023
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 427448850
 
Erstellungsjahr 2024

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Das Forschungsprojekt konzentrierte sich auf die Untersuchung von Hydrophobinen, niedermolekularen Proteinen, die von filamentösen Pilzen produziert werden, und ihr Verhalten an hydrophoben:hydrophilen Grenzflächen. Die Hauptziele waren, mechanistische Einblicke in die Organisation von Hydrophobinen auf molekularer Ebene zu gewinnen, fortschrittliche Spektroskopietechniken zur Untersuchung von Hydrophobin-Struktur und - Interaktionen zu nutzen, Hydrophobin-Filmeigenschaften unter verschiedenen Bedingungen zu erkunden und sie mit Schaumstabilitäten zu korrelieren. Fortschrittliche Spektroskopietechniken, insbesondere die Summenfrequenzspektroskopie (SFG), lieferten neue Erkenntnisse über die Hydrophobin-Struktur an Grenzflächen. Der Kollaps der Hydrophobinfilme offenbarte Mehrschichtstrukturen und verbesserte unser Verständnis des Verhaltens von den Grenzflächenproteinen. Das Verständnis des wahren Ursprungs von Amid-I-Signalen in Proteinspektren mit SFG-Spektroskopie unterstrich die Bedeutung nicht-resonanter Beiträge bei der Interpretation von komplexer Hydrophobin- und Protein-Daten. Darüber hinaus lieferten Studien zur Schaumstabilität und den Struktur-Funktionsbeziehungen von Hydrophobin- und Bovin Serum Albumin (BSA)-Schaumstoffen Einblicke in Proteischaumstabilität, insbesondere am isoelektrischen Punkt. Eine neu entwickelte automatisierte Methode zur Schaumcharakterisierung mittels Bildanalyse ermöglicht nun eine quantitative Analyse von Schaumeigenschaften. Interessanterweise wurde auch eine potentielle Rolle von Hydrophobinen in funktionale Aggregaten von pilzlichen Eiskernkeimen gefunden, was Licht auf biologische Eisbildungsmechanismen wirft. Insgesamt hat das Projekt das Verständnis des Verhaltens von Hydrophobinen, der Schaumstabilität und der biologischen Eiskernbildungsmechanismen wesentlich vorangetrieben, mit Implikationen für verschiedene Fachbereiche.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

 
 

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