NMR-spektroskopische Untersuchungen der membranmodifizierenden Eigenschaften polyphiler Moleküle: Struktur und Lipiddynamik

Ziel dieses Teilprojektes ist die umfassende NMR-spektroskopische Charakterisierung der membran­modifizierenden Eigenschaften von den in den Teilprojekten der Kollegen Kressler, Blume und Tschierske synthetisierten und mit anderen Methoden komplementär untersuchten polyphilen Moleküle. Aufgrund ihrer chemischen Regio­selektivität ist die NMR-Spektroskopie im Festkörper besser als jede andere Methode geeignet, die Ursachen membran­modifi­zieren­der Wirkungen auf moleku­larer Ebene aufzuklären. Wir erwarten daher grundlegende neue Erkenntnisse zu verschiedenen Wechselwirkungsmodi komplexer, polyphiler Moleküle mit Membranen, und die hier geplanten Modellstudien werden auch zu einem besseren Verständnis biologischer Systeme, beispielsweise auch zur Wirkung membranaktiver Wirk- und Arzneistoffe betragen können. Dazu soll einerseits mit verschiedenen Methoden (i) die strukturelle Anordnung der Wirkmoleküle an oder in der Lipidmembran bestimmt werden (über die Messung direkter Dipolkopplungen, Spindiffusion, und ggf. Kreuzrelaxation), und andererseits (ii) die Änderung der Membran­eigen­schaften charakterisiert werden, um so ein vollständiges Bild des Wirkmechanismus zu erhalten. Für letzteren Themenkomplex sind Untersuchungen der Reorientierungsdynamik der 31P Verschiebungsanisotropie in den Lipid-Kopfgruppen, Messungen von CH-Dipol- oder CD-Quadrupolkopplungen in den Lipidketten, sowie Diffusionsmessungen zum Transport durch die Membran geplant.