Abstract:
Mit synthetischen Tools können Chemiker Biomakromoleküle so modifizieren, dass deren Materialeigenschaften neue Anwendungsgebiete erschließen, etwa in der Biomedizin.
Biopolymere lassen sich entsprechend ihrer einzelnen Bausteine in drei Hauptklassen einteilen: RNA/DNA, Polypeptide/Proteine und Polysaccharide. Ähnlich wie ihre synthetischen Analoga bestehen sie aus sich wiederholenden Monomereinheiten:

– die Verknüpfung einzelner Nukleotide führt zu einzel- oder doppelsträngigen Nukleinsäuren, also zu RNA und DNA;
– linear verknüpfte Aminosäuren reihen sich zu definierten Polypeptiden und Proteinen;
– Monosaccharide, die durch glycosidische Bindungen verbunden sind, ergeben lineare und verzweigte Polysaccharide.

Biopolymere sind nicht nur für Biologen, sondern auch für Chemiker und Materialwissenschaftler eine interessante Substanzklasse. Die Gründe dafür liegen in ihren Eigenschaften: Biopolymere sind biokompatibel, bioabbaubar, weisen niedrige Immunogenität auf und sind im Fall von Proteinen und Nukleinsäuren genau definiert aufgebaut. Anwendung finden sie nicht nur als biologisch abbaubare Werkstoffe und Verpackungen, sondern insbesondere in der biomedizinischen Forschung und in der regenerativen Medizin, etwa als Organ- und Gewebeersatz beim Tissue Engineering.

Parallel zu rein synthetischen Polymeren eroberten sich Biopolymere in den letzten Jahren auch einen Platz als Bausteine für biomedizinisch interessante Nanosysteme. Speziell beim Wirkstofftransport und in der Gentherapie entstanden durch die chemische Modifikation von Biopolymeren attraktive Systeme für therapeutische Anwendungen.