Dank eines Methoden-Mixes ist es einem Team der Technischen Universität Braunschweig erstmals gelungen, einzelne Aminosäuren in einem Peptid durch eine mikroskopische Analyse der Moleküloberfläche zu identifizieren. Damit kann jetzt einer der Grundbausteine des Lebens auf den Nanometer genau untersucht werden. Das Team unter Leitung von Physikerin Uta Schlickum berichtet im Fachjournal „Nature Communications“ über das neue Messverfahren.

Peptide als kurze Aminosäure-Ketten

Der Unterschied von Peptid zu Protein wirkt etwas willkürlich gewählt und hängt ausschließlich von der Größe ab: Solange nicht mehr als etwa 100 Aminosäuren zusammen eine Kette bilden, ist es ein Peptid. Sobald es mehr werden, spricht die Fachwelt von Proteinen. In biologischen Prozessen tauchen die Peptide an allen möglichen Stellen auf – etwa als Hormon oder als Antibiotikum. Doch wie Peptide genau funktionieren, ist bisher nur in Ansätzen erforscht. Das liegt auch daran, dass bisher kein Mikroskop die biologischen Bauteile einzelner Peptide aufs Atom genau abbilden kann.

Rastertunnelmikroskop mit anderen Erkennungsmethoden kombiniert

Im Rahmen des Exzellenzclusters QuantumFrontiers kombinierte das Forschungsteam um Uta Schlickum verschiedene Methoden, um ein Rastertunnelmikroskop für die Peptid-Erkennung nutzbar zu machen. Die Braunschweiger haben dazu mit dem Max-Planck-Institut für Festkörperforschung in Stuttgart und weiteren internationalen Forschenden zusammengearbeitet.

An sich sind Rastertunnelmikroskope zwar aufs Atom genau, können aber verschiedene Elemente einer molekularen Struktur nicht auseinanderhalten. Dem Team um Schlickum ist es gelungen, die Messspitze des bildgebenden Geräts chemisch sensitiv zu machen und so auf eine der Aminosäuren im Peptid zu spezialisieren. Mit dieser neuartigen Spitze sind erstmals einzelne Aminosäuren der komplexen biologischen Ketten unterm Mikroskop sicht- und identifizierbar. Damit, so die Forschenden, sei ein erster Schritt für die Sequenzierung von Peptiden auf Oberflächen bei höchster räumlicher Auflösung erreicht.

pg