Zusammenhang von lokalen und globalen Membraneigenschaften

Phospholipidmembranen dienen schon seit geraumer Zeit als Modellsysteme für biologische Zellmembranen und sind bekannt für eine Vielzahl interessanter Phänomene auf mikroskopischer (molekular, lokal) als auch makroskopischer (global) Ebene. Molekulare Wechselwirkungen bestimmen die globalen Charakteristika der Membranen. Umgekehrt sind aber gerade die globalen Membraneigenschaften für Wechselwirkungen mit membranaktiven Stoffen (z.B. Proteine) ausschlaggebend. Der Zusammenhang zwischen lokalen und globalen Membraneigenschaften ist aber größtenteils nicht verstanden. In Bezug darauf, werden wir die globalen Membraneigenschaften, und deren Änderung bei Zugabe von membranaktiven Stoffen, von verschiedenen Modelsystemen untersuchen. Der Schwerpunkt der geplanten Forschungsarbeiten liegt bei Effekten, die bei geringer Dosis membranaktiver Stoffe auftreten. In diesem Bereich stellen die Stoffe einen lokalen Defekt, oder eine Verunreinigung dar. Ferner gibt es gerade bei geringer Dosis kaum quantitative Untersuchungen, da oft hohe Zugaben von membranaktiven Stoffen nötig waren, um Effekte beobachten zu können. Mittels der jüngsten Entwicklungen in Röntgenstrukturanalyse und deren Kombination mit thermodynamischen Methoden ist es nun aber möglich, auch geringste Änderungen der Membraneigenschaften zu bestimmen. Es ist nicht das Ziel der Arbeit, individuelle membranaktive Molekühle, Poren oder Defektstellen darzustellen. Wir werden deren statistisch gemittelte Wirkung auf die Membran auflösen. In diesem Sinn werden die Membran also als Sensor für lokal ablaufende Wechselwirkungen benutzen.