Kurzbeschreibung
Molekulare Wechselwirkungen von Bio‐Nanostrukturen und die damit einhergehende Dynamik bilden die Grundlage aller biologischen Prozesse und sind deshalb aus medizinischer und pharmakologischer Sicht von größter Bedeutung. Um diese Prozesse und mögliche Fehlfunktionen in ihrem Ablauf im Detail zu verstehen, ist es wichtig, bis an ihre nanoskopischen Wurzeln zu gehen und diese genauer zu charakterisieren. Eben dieser Aufgabe widmet sich die Forschungsgruppe am FH OÖ Campus Linz.
Eine geeignete Methode dafür ist die Hochgeschwindigkeits‐Rasterkraftmikroskopie (HS‐AFM). Mit ihr lassen sich Proteindynamik, molekulare Wechselwirkungen sowie Konformationsänderungen markierungsfrei unter physiologischen Bedingungen, in Echtzeit und mit submolekularer Auflösung verfolgen. Supplementär dazu ermöglicht die Kombination von Fluoreszenz‐ und Rasterkraftmikroskopie (FM‐AFM) die Manipulation von Zellen sowie den gezielten Transport von Biomolekülen (z.B. Wirkstoffen) zu Zellen, wobei gleichzeitig auch die Molekülaufnahme und die zelluläre Antwort ausgelesen werden.
Unterstützt werden die bildgebende Verfahren durch die Einzelmolekülkraftspektroskopie, welche zur Bestimmung von Bindungskräften oder zur der physikalischen Charakterisierung von Oberflächen dient. Darüber hinaus kommen Ensemblemethoden wie die Quarzkristall‐Mikrowaage oder Oberflächenplasmonenresonanz-Bildgebung zum Einsatz, um intermolekulare Wechselwirkungen und die einhergehenden chemischen Raten zu quantifizieren. Kombiniert mit den dynamisch‐strukturellen Informationen aus HS‐AFM entsteht so z.B. ein umfassendes molekulares Prozessmodell, das in der Arzneimittelentwicklung angewendet werden kann.
Ansprechperson
DI Dr. Johannes Preiner
Research Services
Analyse von molekularen Wechselwirkungen und physikalischen Oberflächeneigenschaften mittels Einzelmolekülkraftspektroskopie, Quarzkristallmikrowaage (QCM) und Oberflächenplasmonresonanz-Bildgebung (SPRi)
Chemische Raten und Affinitäten, Stöchiometrie, Multivalenz, Wechselwirkungskräfte und Energien
Direkte, markierungsfreie Visualisierung von Biomolekülen, Interaktionen und Konformationsänderungen mittels High‐Speed Rasterkraftmikroskopie (HS‐AFM); zeitlich sowie räumlich hochauflösende zelluläre Interaktionsstudien (Wirkstoffcharakterisierung) (FM-AFM)
Kombination der Resultate, mathemati-sche Modellierung und Simulation
Methoden & Expertise zur Forschungsinfrastruktur
» Nanoskopie
» Hochgeschwindigkeits‐Rasterkraftmikroskopie (HS‐AFM)
» Kombination von Fluoreszenz‐ und Rasterkraftmikroskopie (FM‐AFM)
» Einzelmolekülkraftspektroskopie
» Ensemblemethoden wie die Quarzkristall‐Mikrowaage oder Oberflächenplasmonenresonanz-Bildgebung