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A Synthetic Molecular Machine Capable of Complex Task Performance: Processive Sequence-Selective Synthesis

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Molekulare Translationsmaschinen

Eine Maschine, die auf Nanoebene die auf einem molekularer Band oder in einer Molekülkette eingetragene Informationen transportiert: Science-Fiction oder wissenschaftliche Tatsache?

Industrielle Technologien

Die Entwicklung sogenannter "Nanomaschinen" ist ein Gebiet der Nanotechnologie, das allgemein starkes Interesse erregt. Diese Maschinen bestehen aus einer beliebigen Anzahl molekularer Komponenten, die als Reaktion auf bestimmte Reize (z. B. Eingangswerte) quasi-mechanische Bewegungen (z. B. Ausgangswerte) erzeugen. Es gibt zwei Haupttypen molekularer Maschinen: synthetische Maschinen sowie die weitaus komplexeren biologischen Maschinen. Synthetische Maschinen sind in zwei allgemeine Gruppen - Schalter und Motoren - unterteilt. Schalter beeinflussen den Zustand eines Systems und unterliegen scheinbar einer Translationsbewegung, während Motoren auf die Fortbewegung einwirken. Das EU-geförderte RIBOSOME MM-Projekt ("A synthetic molecular machine capable of complex task performance: processive sequence-selective synthesis") zielte darauf ab, das erfolgreiche Funktionieren einer der ersten synthetischen molekularen Maschinen zu demonstrieren, die eine komplexe Aufgabe auf molekularer Ebene lösen kann. Dabei ging es um den Transport von Informationen, die auf einem molekularen Band oder in einer Molekülkette eingetragen sind. Die Projektpartner arbeiteten daran, die "Translation" nachzuahmen, den Prozess, durch den ein Protein nach der Vorlage, der Boten-RNA (messenger RNA, mRNA), synthetisiert wird. Dem Projekt gelang es, eine zuverlässige Synthese für jeden der Bausteine der auf Rotaxan basierenden molekularen Maschine zu erstellen. RIBOSOME MM vollendete außerdem etliche Modellstudien, die das Funktionieren der molekularen Maschine in einfachen Testsystemen zum Schwerpunkt hatten, bei denen ein Aminosäurerest beteiligt war.

Schlüsselbegriffe

Nanotechnologie, Nanomaschine, synthetische molekulare Maschine, Rotaxan

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