SFB 858 - Synergetische Effekte in der Chemie - Von der Additivität zur Kooperativität

Grunddaten zu diesem Projekt

Beschreibung

n einem interdisziplinären Ansatz nutzt der SFB 858 kooperative Effekte zum Aufbau und zur Aktivierung chemischer Systeme. Kooperativität soll zu einem Ordnungsprinzip in der Chemie reifen, um chemische Reaktivität effizienter zu nutzen, den Aufbau chemischer Strukturen besser zu verstehen und folglich gezielter zu gestalten. Diese Ziele verfolgt der SFB auf zwei Ebenen: Auf der molekularen Ebene lassen sich kooperative Effekte mit gut definierten Verbindungen und verschiedenen Techniken analysieren und gut beschreiben. Zudem werden kooperative Effekte auf der systemischen Ebene adressiert, wobei die zu untersuchenden Strukturen komplexer sind, hier werden vor allem Oberflächen-determinierte Prozesse und biologisch orientierte Fragestellungen einbezogen. Die Bereiche sind verbrückt über theoretische Betrachtungen. Allen Studien sind Systeme mit individuellen Funktionseinheiten gemein, deren kooperative Interaktion zu einem von den Einzelfunktionen unterschiedlichen Resultat führt.Auf dem hochaktuellen Gebiet der frustrierten Lewis-Säure/Base-Paare (FLPs) werden Reaktionsmodi aufgeklärt und neue Reaktionen entwickelt. Kooperative Effekte interagierender Metalle in metallorganischen Verbindungen werden als bi- und multimetallische Systeme mit etablierten wie auch unkonventionellen Ligationsstrukturen (bspw. DNA) untersucht, dieses Gebiet wird um die Erzeugung und Anwendung von Metall-Nanoclustern erweitert, womit der Verbund wichtige Beiträge zur Entwicklung von heterogenen Katalysatoren leistet. Die Oberfläche wird als Organisations- und Syntheseplattform für 2D-Reaktionen genutzt und trägt mit Pionierarbeiten zur Sichtbarkeit dieses Gebietes bei. Sie agiert dabei kooperativ zur Positionierung einzelner Moleküle und als Katalysator für die eigentliche Bindungsknüpfung. Magnetismus stellt ein Paradebeispiel für die Erzeugung von Materialeigenschaften durch Kooperativität dar, so organische Polyradikale auf Basis theoretischer Voraussagen gezielt synthetisiert werden. Kooperativität spielt für Molekülensembles z. B. bei der Modulierung dynamischer Oberflächen auch in Biosystemen eine Schlüsselrolle: Protein-Protein- und Protein-Lipid-Interaktionen werden durch Kooperation von vielen, räumlich präzise ausgerichteten, schwachen Wechselwirkungen ermöglicht. Fundamentale Aspekte der Membranzusammensetzung und der Wechselwirkung mit Proteinen werden in zellulären Membranen mit Hilfe von Theorie und Experiment studiert. Zudem untersucht der SFB physiologisch wichtige Kohlenhydrat-Protein-Wechselwirkungen. Zur Analyse von Protein-Protein- und Protein-RNA-Wechselwirkungen werden chemische Methoden zur kovalenten Knüpfung von Proteinen eingesetzt und chemische Sonden verwendet.Der SFB trägt in einem idealen Umfeld (drei beteiligte Fachbereiche unter Einbeziehung des Centrums für Nanotechnologie) zur Bündelung des vermehrt auch in der Chemie und Physik genutzten Begriffs der Kooperativität bei und entwickelt gemeinsam gültige, grundlegende Prinzipien.