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TU Berlin

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Untersuchung von Zinkhomöostase und -signalen: Um die biologische Rolle von Zink zu verstehen, wird seine Rolle in der Signaltransduktion untersucht. Dazu gehört die Messung von Zinksignalen, die Identifikation ihrer molekularen Zielstrukturen (z. B. Protein-Tyrosin-Phosphatasen) und die Untersuchung der biologischen Funktionen dieser Signale. Das Immunsystem ist ein besonderes Zielorgan sowohl von essenziellen als auch toxischen Nahrungsbestandteilen. Aufgrund dessen, werden Experimente zur Signaltransduktion in verschiedenen Zellen des Immunsystems eine zentrale Rolle einnehmen. Zusätzlich werden aber auch Modellsysteme für Zellen anderer Organe untersucht. Ein Beispiel sind intestinale Zelllinien, an denen Faktoren wie Bioverfügbarkeit und die Auswirkungen von Nahrungsbestandteilen auf die Zelltypen untersucht werden können, mit denen sie bei Aufnahme in den Organismus zuerst in Kontakt kommen.

Wirkmechanismen toxischer Schwermetalle: Neben den essenziellen Spurenelementen sind toxische Metallionen wie Cadmium, Blei, und Quecksilber als Bestandteile der Nahrung von großer Bedeutung für die Lebensmittelsicherheit. Ihre Anwesenheit stellt ein erhebliches Risiko für eine Gesundheitsbelastung dar. Unsere Arbeiten haben gezeigt, dass dies in direktem Zusammenhang mit den essenziellen Spurenelementen steht. Insbesondere die weiteren Elemente der zweiten Nebengruppe (Cd, Hg) haben eine ähnliche chemische Affinität zu Cystein-Thiolen wie Zink. Es zeigt sich, dass diese Metalle in der Lage sind, die aktiven Zentren der durch Zink regulierten Enzyme zu inhibieren. Während dies eine physiologische Funktion von Zinkionen ist, kann es zur Erklärung der toxischen Effekte von anderen Metallen beitragen. Unsere Arbeiten beschäftigen sich daher mit dem Nachweis, der Untersuchung der Bioverfügbarkeit aus Lebensmitteln und den toxikologischen Auswirkungen dieser Metalle.

Antimikrobielle Textilien: Ein Aspekt der Lebensmittelchemie ist die Untersuchung von Bedarfsgegenständen wie Textilien. In einem bereits seit mehreren Jahren etablierten Projekt wird in Kooperation mit Prof. Boris Mahltig von der Hochschule Niederrhein die Entwicklung und toxikologische Charakterisierung anti-mikrobiell beschichteter Textilien betrieben. Das Ziel ist es, Textilien herzustellen, die durch eine kontrollierte Freisetzung antimikrobiell wirksamer Metallionen bakterielle Infektionen verhindern. Dafür werden unterschiedlichste Trägermaterialien (z. B. Algen, Schichtsilikate und Nanopartikel) und Metalle (z. B. Ag, Cu, Zn) eingesetzt. Die notwendige Expertise bei der Herstellung der Beschichtungen und deren Befestigung auf Textilien wird durch Prof. Mahltig bereitgestellt, während hier an der TU Berlin die biologische Testung der Materialien sowohl in Bezug auf die antimikrobielle Wirksamkeit als auch auf Interaktionen mit Zellen des menschlichen Körpers durchgeführt wird.

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