Kraftspektroskopie von einzelnen Biomolekülen: Biologische Makromoleküle besser begreifen – mit Einzelmolekül‐Kraftmessungen und Computersimulationen

Praktisch alle Stoffwechselvorgänge im Körper werden durch hochspezialisierte Proteine bewirkt oder gesteuert – man kann sie mit gutem Recht als die biochemischen „Nano‐Maschinen” der Zelle bezeichnen. Jüngste Fortschritte, besonders bei Einzelmolekülexperimenten und deren Simulation mithilfe von Hochleistungscomputern, erlauben es, einigen dieser „Nano‐Maschinen” bei der Arbeit zuzusehen. Dabei treten erstaunliche Mechanismen zutage: Man beobachtet z. B. fein abgestimmte Bewegungen der Bindungstasche eines Rezeptor‐Proteins bei der Erkennung eines Ligandenmoleküls oder die Entfaltung von Titin, das als molekularer Stoßabsorber Muskelzellen schützt. Gegenwärtig sind wir aber außerstande, solche Präzisionsfeinmechaniken zu konstruieren – wir beginnen gerade, deren Mechanismen zu verstehen und die Eigenschaften ihrer Funktion zu berechnen und vorherzusagen.