Angewandte Chemie

Cover image for Vol. 127 Issue 10

Chefredakteur: Peter Gölitz, Stellvertreter: Neville Compton, Haymo Ross

Online ISSN: 1521-3757

Associated Title(s): Angewandte Chemie International Edition, Chemistry - A European Journal, Chemistry – An Asian Journal, ChemistryOpen, ChemPlusChem, Zeitschrift für Chemie

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Den vollständigen Artikel und die Anschrift des Autors finden Sie in Angew. Chem 1998, 110 (1-2), 138

Doppelhelix einmal anders

Japanische Chemiker entwerfen eine ungewöhnliche, schraubenförmige Verbindung

Ein Molekül, dessen Modell verblüffend an das Aussehen einer DNA-Doppelhelix erinnert, jedoch völlig anders aufgebaut ist, hat ein Team um den japanischen Chemiker K. Nozaki vor kurzem hergestellt. Die Verbindung besteht aus einer langen Kette von leiterartig angeordneten Ringmolekülen, die sowohl über die Holme als auch die Leitersprossen miteinander verbunden sind. Da sich die Ringe gegenseitig im Weg sind, kann dieses Molekül bei seiner Bildung nicht einfach "geradeaus" wachsen, sondern ist gezwungen, sich quasi "um sich selbst" zu winden: Aus der Leiter wird eine Wendeltreppe.

Nun können Wendeltreppen bekanntlich "linksherum" und "rechtsherum" laufen; diese Möglichkeit besteht im Prinzip auch bei der Doppelhelix, die die japanischen Forscher in ihren Kolben zusammengesetzt haben. Dennoch konnten sie ihre Reaktion so steuern, daß sie am Ende nur "linksgängige" Moleküle erhielten. Das Geheimnis liegt in der ersten Stufe dieser Wendeltreppe: Ihre Orientierung gibt den Verlauf des ganzen restlichen Gebildes vor. Chemisch ausgedrückt: Der erste Molekülbaustein überträgt seine "Chiralitätsinformation" (Chiralität = "Händigkeit", "rechts-links-Eigenschaft" auf alle nachfolgenden Bausteine.

Helikale Strukturen sind überall in der Natur zu finden, angefangen bei einfachen α-helicalenPolypeptiden und der Doppelhelix von Nucleinsäuren bis hin zu komplexen Proteinstrukturen, Mikrotubuli und der Proteinhülle des Tabakmosaikvirus. Um solche Strukturen auch künstlich erzeugen zu können, haben Chemiker beträchtliche Forschungsanstrengungen unternommen. Dabei haben sie bereits eine Reihe Erfolge zu verbuchen: Zur Zeit gelten beispielsweise bestimmte Helices, in deren Innern Lanthanoidatome eingebaut sind, als mögliche Kandidaten für neue Lichtwandler.

Noch nicht ganz so gut wie die Natur sind Chemiker allerdings zur Zeit noch, wenn es darum geht, Schraubenmoleküle zu bauen, die gezielt nur links- oder rechtsgängig sind - die belebte Natur hat damit keine Probleme. Das Molekül von Nozaki hilft deshalb auch mit, die Biologie auf molekularer Ebene besser zu verstehen.

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