{"id":17708,"date":"2013-11-04T02:20:40","date_gmt":"2013-11-04T00:20:40","guid":{"rendered":"http:\/\/www.innovations-report.de\/html\/berichte\/biowissenschaften_chemie\/vorteilhafte_destabilisierung_221996.html"},"modified":"2013-11-04T10:56:44","modified_gmt":"2013-11-04T08:56:44","slug":"vorteilhafte-destabilisierung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/vorteilhafte-destabilisierung\/","title":{"rendered":"Vorteilhafte Destabilisierung"},"content":{"rendered":"
\"201341press\"
\u00a9 Wiley-VCH<\/figcaption><\/figure>\n

Unsere Haar- und Hautfarbe wird von mehreren Melanintypen bestimmt, darunter Eumelanin, ein schwarzes unl\u00f6sliches Biopolymer. Es kommt vornehmlich bei dunklen Ph\u00e4notypen vor und ist daneben als weiches biokompatibles Nanomaterial von technischem Interesse. Bisherige Studien wurden jedoch fast ausschlie\u00dflich mit synthetischem Eumelanin durchgef\u00fchrt. Italienische Forscher zeigen in der Zeitschrift Angewandte Chemie nun auf, warum nat\u00fcrliches Eumelanin dem k\u00fcnstlichen als Radikalf\u00e4nger, Antioxidans und Lichtschutz deutlich \u00fcberlegen ist.<\/p>\n

Dank seiner ungew\u00f6hnlichen optoelektronischen, dielektrischen, metallbindenden und Radikalf\u00e4nger-Eigenschaften k\u00f6nnte Eumelanin f\u00fcr eine Vielzahl technischer Anwendungen interessant sein, z.B. f\u00fcr elektronische Bauteile auf organischer Basis oder als Antioxidationsmittel f\u00fcr Kunststoffe. K\u00fcrzlich stellte sich jedoch heraus, dass sich synthetisches Eumelanin in seinen Eigenschaften ganz erheblich von nat\u00fcrlichem unterscheidet.<\/p>\n

In den Pigmentzellen wird Eumelanin enzymatisch aus Tyrosin oder DOPA hergestellt. Ein wichtiger Zwischenschritt ist die Isomerisierung von Dopachrom zu 5,6-Dihydroxyindol-2-carbons\u00e4ure (DHICA). Bei der enzymfreien Synthese im Labor spaltet sich dabei, anders als in der Natur, spontan eine Carbons\u00e4uregruppe ab, es entsteht 5,6-Dihydroxyindol (DHI). W\u00e4hrend nat\u00fcrliche Eumelanine mehr als 50% von DHICA abgeleitete Bausteine enthalten, weisen synthetische haupts\u00e4chlich von DHI abgeleitete Bausteine auf.<\/p>\n

Ein Team von der Universit\u00e4t Neapel und dem Nationalen Forschungsrat von Italien in Pozzuoli hat nun Melanine auf DHI- und DHICA-Basis hergestellt und verglichen. Es zeigte sich, dass Molek\u00fcl-Struktur, Morphologie sowie optoelektronische und paramagnetische Eigenschaften sehr unterschiedlich sind. W\u00e4hrend DHI-basierte Polymere als kleine rundliche Aggregate vorliegen, bilden sich bei der DHICA-Variante mikrometergro\u00dfe St\u00e4bchen aus l\u00e4nglichen Aggregaten. Das DHICA-Polymer ist ein wesentlich st\u00e4rkerer Protonen-Donor und Radikal-F\u00e4nger als das DHI-Polymer.<\/p>\n

Ursache ist die unterschiedliche Art der Verkn\u00fcpfung der einzelnen Bausteine in den beiden Melanintypen, wie die Forscher um Marco d’Ischia belegten. Bei den DHI-Biopolymeren k\u00f6nnen sich die Doppelbindungs-Elektronen \u00fcber das ganze Molek\u00fclger\u00fcst frei bewegen (konjugierte Doppelbindungen). Dies hat einen stabilisierenden Effekt, die Molek\u00fcle sind flach und liegen als kompakte Stapel vor. Bei den DHICA-basierten Melaninen ist diese Konjugation zwischen den Bausteinen dagegen gehindert, was einen destabilisierenden Effekt hat und zu Monomer-artigem Verhalten sowie einer geringeren Aggregationsneigung f\u00fchrt. Paradoxerweise ist es gerade diese Destabilisierung, die DHICA-Melaninen ihre au\u00dfergew\u00f6hnlich effizienten Antioxidanz-, Redox- und Lichtschutzeigenschaften verleiht \u2013 und sie so als sch\u00fctzende Hautpigmente pr\u00e4destiniert.<\/p>\n

Die Forscher zeigen sich optimistisch, dass DHICA-basierte Melanine als herausragende Radikalf\u00e4nger auch in technischen Anwendungen den bisher getesteten DHI-Polymeren \u00fcberlegen zeigen werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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