Projektbeschreibung
Strukturelle Einblicke in die Selbstorganisation
Mit Selbstorganisation wird das Phänomen bezeichnet, bei dem sich einzelne Einheiten eines Materials spontan zu gut organisierten und strukturierten Mustern zusammenfügen. Die Selbstorganisation auf atomarer Ebene zu verstehen, gilt als notwendig, um neuartige Materialien für die Verabreichung von Arzneimitteln und andere Anwendungen erschließen zu können. Selbstorganisierte Strukturen weisen typischerweise Eigenschaften weicher Materie bzw. Materialien auf, es fehlt ihnen an kristalliner Ordnung und sie sind nur begrenzt löslich. Folglich erweisen sich die konventionelle Röntgenkristallografie oder die Kernspinresonanz in Lösung oft als unzureichend, um Informationen über die Struktur bereitzustellen. Das Ziel des vom Europäischen Forschungsrat finanzierten Projekts Weakinteract ist die Entwicklung einer Kernspinresonanzspektroskopie-Methode mit Isotopenmarkierung. Das Hauptziel besteht darin, die bei der Selbstorganisation eine Rolle spielenden Mechanismen und schwachen Wechselwirkungen aufzuklären.
Ziel
Self-assembly is a fundamental process by which individual subunits organize into ordered supramolecular entities, usually through weak interactions. A longstanding goal is to engineer synthetic self-organized structures, often inspired by protein assemblies found in the context of living cells, to design materials of high potentiality, e.g. drug delivery, scaffolding or electronic applications. There is a tremendous interest in physical chemistry to understand the role of weak interactions at the supramolecular interfaces. However, self-organizations usually form soft material, lacking crystalline order and at the same time exhibiting poor solubility. As a consequence, standard techniques for structural investigation such as X-ray crystallography or solution NMR usually fail or deliver only partial information, preventing an atomic-level understanding and therefore the design of new architectures.
The Weakinteract project aims at developing NMR spectroscopy in the relevant supramolecular solid-state for those non-crystalline and insoluble self-organizations. Weakinteract will exploit strategic isotope labeling, state-of-the-art solid-state NMR methods and integration of hybrid approaches to elucidate the assembly mechanisms, revealing the weak interactions at the supramolecular interfaces. The project comprises three different aspects of growing complexity: (1) Elaboration of a proof-of-concept for atomic resolution structure determination of self-assembled nanotubes in hydrogel form. (2) Determination of the structural basis for bacterial filaments (3) Investigation of the phenomenon of heterogeneous supramolecular templating, in the context of amyloid fold initiation. One major aim of Weakinteract is to provide a robust approach dedicated to chemists, biophysicists and structural biologists in order to tackle weak interactions in the relevant assembled state, ultimately delivering atomic level structures and an understanding of the assembly process.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Frankreich