Projektbeschreibung
Ein genauerer Blick auf die Struktur von Melanin
Unsere Haar-, Haut- und Augenfarbe hängt von Melanin ab, das die Pigmentierung für die Zellen liefert. Melanin wird als heterogen, tief gefärbt und unlöslich eingestuft und schützt unsere Haut vor der Sonne. Seine synthetische Polydopaminnachbildung hat großes Interesse in der Materialgemeinschaft geweckt. Doch aufgrund der heterogenen Polymerstruktur ist die Funktion noch weitestgehend unklar. Vor diesem Hintergrund wird das EU-finanzierte Projekt Mel.Photo.Protect die Wissenslücke schließen, indem die Struktur von Melanin und die allgemeine lichtschützende Funktion durch computergestützte Chemie erklärt wird. Die Ergebnisse werden auch Erkenntnisse über die mögliche pathogene Rolle der Chemie-Exzitation von Melanin liefern und neue Grundsätze für das Design von auf Polydopamin basierenden Funktionsmaterialien bieten.
Ziel
Melanin is the deeply coloured, insoluble and heterogenous biopolymer of animal skin, hair and eyes responsible for protection against harmful light action. It also has a pathogenic role as a generator of reactive oxygen species and possibly through chemiexcitation, and its polydopamine synthetic analogue has raised great interest in the materials community. In spite of these multiple points of interest, the details of melanin structure and its main photoprotecting function are still largely unknown, mostly due to the heterogeneous polymer structure. Closing this gap is an urgent challenge, and our proposal aims at doing that with the methods of computational chemistry. Based on the widely accepted hierarchical structure model for melanin, in WP1 we will generate a library of aggregates made of 5,6-dihydroxyindole (DHI) and 5,6-dihydroxyindole-2-carboxylic acid (DHICA) oligomers with different connectivity and redox state (diol, semiquinone and quinone forms). In WP2 we will simulate the absorption spectra of the aggregates and compare them with the experimental melanin spectrum, which starts at the near IR and increases monotonically into the UV. In WP3 we will simulate the excited-state decay mechanisms for the different aggregates in order to explain melanin's lack of fluorescence, which is indicative of fast decay responsible for its photoprotecting function. The results of our project will provide a new view on the photoprotecting function of melanin based on a systematic consideration of its heterogeneous structure, and they will allow us to assess what specific aggregates are responsible for the different functional characteristics. They will help us to assess the possible pathogenic role of melanin chemiexcitation, and provide new principles for design of PDA-based functional materials.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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MSCA-IF-EF-ST - Standard EFKoordinator
17004 Girona
Spanien