Abb. 1: Beispielhafte Denaturierungssimulation für ein Collagen Like Peptide (CLP) in Wasser: Momentaufnahmen der drei Peptidketten vor und nach der Denaturierung (aus Gründen der Übersicht sind Wassermoleküle nicht und Peptide nur symbolisch anhand des Rückgrats dargestellt)
AUFGABENSTELLUNG
Kollagen, das häufigste Protein im tierischen Organismus, besitzt sehr vielseitige wirtschaftliche Anwendungsmöglichkeiten, beispielsweise in der Nahrungs- und Futtermittelindustrie, der Pharmaindustrie, der Medizin oder in Form von Leder in der Automobil-, Möbel- und Bekleidungsindustrie. Bei hohen Temperaturen kann Kollagen wie alle Proteine denaturieren, was mit dem Verlust der Stützfunktion einhergeht und neben dem Totalschaden der Kollagen- und Lederprodukte erhebliche wirtschaftliche Folgeschäden hervorrufen kann: So können die bei der Denaturierung des Kollagens von in Automobilen verbautem Leder zu so hohen Schrumpfungskräften führen, dass ganze Bauteile zerbrechen.
PROJEKTZIEL | ARBEITSHYPOTHESE
Ziel des Forschungsvorhabens ist es, den Mechanismus der Denaturierung in quervernetztem Kollagen aufzuklären und auf atomarer Ebene beschreibbar und vorhersagbar zu machen. Dazu soll ein Werkzeug entwickelt werden, welches es auf Basis von MD-Simulationen ermöglicht, die Auswirkungen verschiedener Einflussfaktoren (wie Aminosäuresequenz, Wassergehalt, Art- und Menge der Quervernetzung) auf den Denaturierungsprozess abzuschätzen.
NUTZEN | AUSBLICK
Mit diesem Werkzeug soll es zukünftig leichter werden, durch eine gezielte Anpassung der Vernetzung Kollagenprodukte bezüglich ihrer Eigenschaften zu optimieren. Fehlerkosten durch ungewollte Denaturierung von Leder und Kollagenprodukten sowie teure Vorsorgemaßnahmen zur Verhinderung einer eventuellen Denaturierung können so reduziert werden.
FORMALE ANGABEN | PROJEKTLEITER FILK | PROJEKTPARTNER |
Programm: INNO-KOM Förderkennzeichen: 49VF220029 Projektbeginn: 04.2023 Laufzeit: 30 Monate | Dr. Susanne Fritz | keine |
