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Cyanophycin

Cyanophycin bzw. Cyanophycingranaprotein (CGP) ist ein Biopolymer, das in einer Reihe von Cyanobakterien als Stickstoffspeichermolekül gebildet und in die Zelle eingelagert wird. Es besteht zu gleichen Anteilen aus den Aminosäuren L-Asparaginsäure und L-Arginin. Eine Nutzung dieses Polymers besteht bislang nicht, ist jedoch aufgrund der dem Polyacrylat sehr ähnlichen Eigenschaften denkbar.

Eigenschaften und Synthese

Cyanophycin wird von verschiedenen Arten der Cyanobakterien gebildet und kann bei diesen einen Anteil von bis zu 18 Prozent der Zelltrockenmasse erreichen. Das Polymer erreicht ein Molekulargewicht von bis zu 125.000 und besteht aus einer Kette von sich wiederholenden Monomeren der L-Asparaginsäure, die über ihre freien β-Carboxylgruppen mit der α-Aminogruppe jeweils eines Moleküls L-Arginin verknüpft sind.

Die Bildung des Polymers erfolgt unabhängig von den Ribosomen der Zelle durch das Enzym Cyanophycin-Synthetase. Das Enzym braucht als Startpolymer einen Baustein aus mindestens drei Monomeren und knüpft unter Energieaufwendung durch die Spaltung von jeweils einem Molekül Adenosintriphosphat (ATP) an diese Kette alternierend die beiden Aminosäuren an. Das Polymer wird am reaktiven Ende erst phosphoryliert und der Phosphatrest anschließend durch die Aminosäure substituiert. Beeinflusst wird die Aktivität des Enzyms durch die Konzentration von Mg2+ und Kaliumchlorid.

Literatur