D. Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses

„Identifizierung des Ursprungs der lokalen Flexibilität in einem
Kohlenhydratpolymer"
Um unsere täglichen Aufgaben zu bewältigen, sind wir auf die Flexibilität unseres
Körpers angewiesen. Wir müssen in der Lage sein, uns zu beugen, zu verdrehen
oder zu strecken. Dieser Zusammenhang von Funktion und Flexibilität findet sich
in der molekularen Welt wieder, wo die Flexibilität eines Moleküls seine Funk-
tionen und Eigenschaften bestimmt. Um diese molekulare Flexibilität besser zu
verstehen, muss man molekulare Strukturen genaustens untersuchen. Während
der Zusammenhang von Funktion und Flexibilität für alle wichtigen Biomoleküle,
etwa Proteine und DNA, bekannt ist, weiß man noch wenig über die molekula-
re Flexibilität von Kohlenhydraten - dem häufigsten auf der Erde vorkommen-
den Biomolekül. Die hohe Flexibilität von Kohlenhydraten verhindert, dass ihre
Strukturen mit konventionellen Techniken beobachtet werden können. In meiner
Arbeit umgehe ich dieses Problem, indem ich Einzelmolekülmikroskopie ver-
wende, um Kohlenhydratstrukturen auf atomarer Ebene abzubilden und somit zu
zeigen, wie die Struktur die Flexibilität der Kohlenhydrate bestimmt. Wir verwen-
den Cellohexaose (ein Sechsfachmolekül aus Glukose-Einfachzuckern, die durch
ß-l,4-glykosidische Bindungen verknüpft sind) als Modellsystem für Zellulose.
Die Abbildung von einzelnen Cellohexaose-Molekülen, die in unterschiedlich ge-
krümmten Konfigurationen auf einer Oberfläche adsorbiert sind, ermöglichte es,
das Ausmaß der Krümmung zu quantifizieren, um die lokale Flexibilität des Mo-
leküls zu bestimmen. Um strukturelle Merkmale, die die Kohlenhydratflexibilität
beeinflussen, zu verstehen, wurde die beobachtete molekulare Flexibilität der Cel-
lohexaose im Vergleich zu Veränderungen in ihrer Primärstruktur (d. h. Sequenz)
und Sekundärstruktur (d. h. Konformation) untersucht. Die daraus hervorgegan-
genen Erkenntnisse sind von Bedeutung für die Entwicklung von Kohlenhydrat-
materialien sowie für das generelle Verständnis der Entstehung makroskopischer
Eigenschaften aus molekularen Strukturen.
Dr. Andre Mateus
studierte Pharmazeutische Wissenschaften an der Universität Lissabon und wurde am De-
partment ofPharmacy der Universität Uppsala promoviert. Seit 2022 hat er eine Position als
Assistant Professor am Department of Chemistry der Universität Umeä (Schweden) und als
Teamleiter am Laboratoryfor Molecular Infection Medicine Sweden (MIMS) inne. Sein neu
gegründetes Labor zielt darauf ab, die Proteinfunktion und -Interaktionen in den wenig unter-
suchten Arten, aus denen das menschliche Darmmikrobiom besteht, zu kartieren, um die Eli-
minierung von Arten zu ermöglichen, die mit Krankheiten in Verbindung gebracht werden.

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