Einblick in die supramolekulare Architektur von intaktem Diatomeen-Biosilikat mithilfe DNP-verstärkter Festkörper-NMR-Spektroskopie

Abstract

Das Biosilikat von Diatomeen ist ein organisch-anorganisches Hybridmaterial mit interessanten Eigenschaften. Die molekulare Architektur des Materials sowohl auf der atomaren als auch auf der Nanometerskala ist bisher noch unbekannt, insbesondere im Fall des intakten Biosilikats. DNP-verstärkte Festkörper-NMR-Spektroskopie in Kombination mit Mikroskopie, MS und MD-Simulationen wurde zur Untersuchung der strukturellen Organisation des intakten Biosilikats angewendet. Damit gelang es erstmals, die Sekundärstrukturelemente von stark Biosilikat-assoziierten nativen Proteinen im Biosilikat in situ zu charakterisieren. Anhand der Festkörper-NMR-Daten wurde eine Mischung von Random-Coil- und β-Faltblatt-Konformation nachgewiesen. Außerdem wurden mit dem Biosilikat assoziierte, langkettige Polyamine und Kohlenhydrate untersucht, woraus ein neues Modell für die supramolekulare Organisation des intakten Biosilikats abgeleitet wurde.