Immobilisierung

Einleitung
zyme an Metalle komplexiert werden [2][47] . Diese Technik könnte sich also zu Nutze gemacht
werden, um Enzyme über Ni-His-Komplexe an eine Oberfläche zu binden.
Für die effektive Anbindung eines Enzyms an eine Elektrode muss auch die Bindung zwischen
dem Linker, der das Protein komplexieren soll und der Oberfläche gegeben sein. Zudem
muss der Linker möglichst geordnet an der Oberfläche binden, um eine größtmögliche
Effizienz zu erreichen.
Für die Darstellung geordneter Oberflächen haben sich in den letzten dreißig Jahren
Dendrimere als innovative Klasse makromolekularer Strukturen herausgebildet. Sie sind
exakt definierte Moleküle, die durch die Kaskadensynthese hergestellt werden [28] . Weiterentwickelt
wurde diese Strategie u.a. von Tomalia [29] und Newkome [30] und hat bis heute eine
weite Evolution durchgemacht [31,32] . Die Anwendung der Dendrimere, insbesondere in der
Life Science, reichen von dem Transport von Wirkstoffen [33,34] über die Unterstützung von
wachsendem Gewebe [35] bis hin zur Diagnostik und der Verwendung als Sensor [36] .
Neben diesen speziellen Eigenschaften gibt es allgemeine Prinzipien, die den Dendrimeren
gemein sind, wie der exakte und geregelte Aufbau durch die Kaskadenreaktion. Die
Strukturen können multifunktionell gestaltet werden, so dass ein Dendrimer unterschiedliche
Aufgaben ausführen kann. Neben den unterschiedlichen Eigenschaften durch den Aufbau,
welche durch die verwendeten funktionellen Gruppen beeinflusst werden, weisen die
Dendrimere auch einzigartige physiologische Bedingungen auf, die in Wechselwirkung mit
Enzymen die Stabilität erhöhen und ein Denaturieren unterdrücken.
Eine neue Immobilisierungsstrategie, welche sich eines genetisch optimierten Enzyms bedient,
könnte zu einer stabileren Bindung an eine Elektrode führen. Dabei ist es denkbar, dass
durch die zweite Bindungsstelle eine Verbesserung der Stabilität erzielt wird, deren Summe
größer ist, als die der einzelnen Metall – Enzym – Bindungen.
Das genetisch veränderte Enzym soll zusammen mit einem speziell angepassten Dendrimer
an einer Elektrode immobilisiert werden. Durch seine exakte Orientierung können die
Redoxmediatoren des Dendrimers sein aktives Zentrum erreichen. Dadurch würde das Enzym
mit einer höheren Stabilität vor der Elektrode kontaktiert sein als bei etablierten Immobilisierungsstrategien.
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