Fakultät für Physik - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 01/05 podcast - Page 20

August 01, 2000 The X-Ray Source Population of Nearby Spiral Galaxies

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July 28, 2000 Optimization and Calibration of the Drift-Tube Chambers for the ATLAS Muon Spectrometer

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July 28, 2000 Die nukleare Zustandsgleichung in relativistischen Schwerionenstößen

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July 27, 2000 X-Ray diffraction from semiconductor quantum dots

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July 26, 2000 Studies of Spin Relaxation and Recombination at the HERMES Hydrogen/Deuterium Gas Target

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July 26, 2000 Growth and Electronic Properties of AlAs/GaAs Lateral Superlattices: from 2D to 1D

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July 25, 2000 Adressierung und Strukturierung von Biomolekülen auf der Nanometer-Skala

Im Rahmen dieser Arbeit werden Nanostrukturen aus biologischen Molekülen untersucht,

sowie neue Methoden zur Strukturierung biologischer Systeme im nanoskaligen Bereich

entwickelt und vorgestellt. Neben selbstorganisierten und enzymatischen Prozessen, wie sie

bei der Strukturbildung biologischer Systeme eine wesentliche Rolle spielen, wird insbesondere

auch eine neuartige Methode der gerichteten enzymatischen Hydrolyse biologischer

Membranen, die eine gezielte Strukturierung im Nanometerbereich ermöglicht, vorgestellt. Vor

dem Hintergrund, daß die Natur mit Polynucleinsäuren extrem vielseitige, universell

einsetzbare und chemisch sowie molekularbiologisch sehr gut handhabbare molekulare

Bausteine für den selbstorganisierten Aufbau hochintegrierter Nanoarchitekturen zur

Verfügung stellt, werden ferner die grundlegenden Mechanismen und Kräfte der molekularen

Erkennung bei der DNA-Basenpaarung sowie die mechanische Stabilität der DNA-

Doppelhelix untersucht.

- Durch kraftmikroskopische Untersuchungen an einer binären Mischung aus Dipalmitoyl-

Phosphatidylcholin (DPPC) und Diarachidoyl-Phosphatidylcholin (DAPC) konnte

erstmals die laterale Struktur von binären Lipidmischungen in Lipiddoppelschichten direkt

bestimmt werden. Es konnte gezeigt werden, daß diese biologisch wichtigen Lipide in

Lipiddoppelschichten spontan Domänen mit einer chrakteristischen Größe von etwa 10 nm

bilden. Ein Vergleich der Ergebnisse der kraftmikroskopischen Untersuchungen mit denen

von Neutronendiffraktionsexperimenten zeigte eine hervorragende Übereinstimmung der mit

diesen beiden komplementären Techniken bestimmten mittleren Domänenabstände.

- Untersuchungen des enzymatischen Abbaus von Lipidmembranen durch das lipolytische

Enzym Phospholipase A2 (PLA2) erlaubten erstmals Einblicke in die Aktivität dieser

Enzyme auf der Einzelmolekülebene. Es konnte gezeigt werden, daß die Enzymaktivität

stark von den physikalischen Eigenschaften der Membran abhängig ist und daß Membranen

in der Gel-Phase ausschließlich von Membrandefekten her und entlang der Hauptachsen des

Molekülkristalls hydrolysiert werden, während die Hydrolyse flüssigkristalliner

Membranen im wesentlichen isotrop verläuft. Die am freien Enzym gewonnenen

Erkenntnisse konnten dann in einem nächsten Schritt zur Entwicklung einer neuartigen

gerichteten Hydrolyse von Lipidmembranen genutzt werden, bei der mit der Spitze eines

Rasterkraftmikroskops gezielt Defekte in kristallin gepackten Membranen induziert

werden, und die Membranen dann durch das Enzym an Stellen mit diesen künstlichen

Packungsdefekten hydrolysiert wird. Auf diese Weise konnten künstliche Strukturen in

festkörpergestützten Membranen mit minimalen Strukturdurchmessern von bis zu 10 nm

erzeugt werden.

- Mit Hilfe von kraftspektroskopischen Untersuchungen an einzelnen DNA-Molekülen

konnte erstmals ein neuartiger kraftinduzierter Schmelzübergang, der je nach

Kraftladungsrate, Umgebungsbedingungen und DNA-Sequenz und Topologie zwischen

einigen Piconewton (pN) und etwa 300 pN stattfindet, nachgewiesen werden. Durch

Variation von Kraftladungsrate, Ionenstärke, Umgebungstemperatur und DNA-Sequenz

konnte gezeigt werden, daß die mechanische Energie die unter Gleichgewichtsbedingungen

bis zum kraftinduzierten Schmelzen in der DNA-Doppelhelix deponiert werden kann,

hervorragend mit der freien Basenpaarungsenthalpie ∆Gbp der entsprechenden DNA-

Sequenz unter den jeweiligen Umgebungsbedingungen übereinstimmt. Es konnte gezeigt

werden, daß sich mit Hilfe der Temperaturabhängigkeit der mechanischen Stabilität von

DNA die thermodynamischen Größen ∆Hbp und ∆Sbp von DNA direkt aus

Kraftexperimenten an einzelnen Molekülen bestimmen lassen. Schließlich konnten die

Basenpaarungskräfte von DNA erstmals sequenzspezifisch bestimmt werden. Die zum

reißverschlußartigen Aufbrechen e

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July 25, 2000 Equation of State of Superdense Matter and Neutron Star Properties

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July 25, 2000 H+2 in intensiven Lichtfeldern

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July 25, 2000 Antibiotische Peptide in Phospholipiden: Strukturuntersuchungen mit Beugungsmethoden

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