Wechselwirkungen von polyphilen Molekülen mit Lipidmonolayern und Lipidvesikeln

Ziel dieses Teilprojektes ist die grundlegende systematische Untersuchung der Wechselwirkung von nieder- und höhermolekularen polyphilen Molekülen in wässrigen Lösungen mit Modellmembranen und Lipidmonolayern. Die Grenzfläche der bimolekularen Modellmembran bzw. des Lipidmonolayers ist dabei die als Templat dienende Struktur an der sich die polyphilen Moleküle durch Bindung und Wechselwirkung untereinander organisieren. Voraussetzung dazu ist zunächst die Wechselwirkung der polyphilen Moleküle über polare und hydrophobe Wechselwirkungen mit der Membran. Dazu sind die polyphilen Moleküle ideal geeignet, da sich beide Arten von Bindungen mittels des gleichen Moleküls erreichen lassen. Die Separation der im gleichen Molekül vorhandenen bindenden Gruppen, die durch die Synthese vorgegeben ist, führt dabei auch zu einer orientierten Anlagerung bzw. zu einem Einbau der polyphilen Moleküle in die Membran. Die grundlegenden Methodiken zum Studium der Wechselwirkung bzw. des Einbaus sind dabei zum einen die bekannten kalorimetrischen, wie die Isothermal Titration Calorimetry (ITC) und die Differential Scanning Calorimetry (DSC), über die die thermodynamischen Größen für die Wechselwirkung (Bindungskonstante, Bindungsenthalpie und ? entropie) ermittelt werden können, und zum anderen spektroskopische Methoden, wie die FT-IRSpektroskopie, mit deren Hilfe molekulare Aussagen über Änderungen des Ordnungszustands der Membran bzw. über konformationelle Änderungen der polyphilen Moleküle erhalten werden können.
Die zu untersuchenden Moleküle werden dabei von der Arbeitsgruppe Tschierske synthetisiert (neue T- und X-förmige Polyphile) sowie von der Arbeitsgruppe Kreßler (ABA- oder ABC-Blockcopolymere mit verschiedenen hydrophilen, hydrophoben und lipophoben Gruppen) und der Arbeitsgruppe Binder (Blockcopolymere und Nanopartikel) zur Verfügung gestellt. Auf dem apparativen Gebiet besteht eine enge Kooperation und Abstimmung mit den physikalisch-chemisch orientierten Arbeitsgruppen Kerth (festkörperunterstützte Membranen) und Saalwächter (NMR-Spektroskopie)