Ein detailliertes Verständnis von wesentlichen biologischenInteraktionen wie Protein-Protein-Wechselwirkungen bei Zell-Matrix-Kontakten, der makromolekularen Organisation der extrazellulären Matrix (EZM) sowie der Pathogenese von Erreger-induzierten oder degenerativen Erkrankungen bildet die Grundlage,u md iese Interaktionen bei der Entwicklung von Biomaterialien und Wirkstoffen zu nutzen.[1] Bisher basiert die Identifizierung von Adhäsionssequenzen für Anwendungen in Biomaterialien häufig auf Zufallsmethoden wie der Phagen-Display-Strategie [2] oder auf einem Versuchsund-Irrtums-Ansatz durch Screening von Sequenzen aus Komponenten der EZM.[3] Im Unterschied dazu sind bei der Wirkstoffentwicklung rationale Methoden fest etabliert, die Strukturinformationen von Komplexen der Bindungspartner nutzen. Computer-gestützte Analysen und experimentelle Methoden kçnnen dann bei der Identifizierung der Bindungsepitope helfen.[4] Dieser Ansatz wird hier auf das rationale Design Kollagen-bindender Peptide mit Relevanz für Biomaterial-Anwendungen übertragen. Tr otz der erheblichen Fortschritte in der medizinische Chemie,c hemischen Biologie und Biochemie greifen Biomaterialwissenschaftler interessanterweise bisher nur auf wenige Motive für biomimetisches Design zurück, so z. B. auf RGD-Peptide oder enzymatisch spaltbare Peptide.[5] Es werden jedoch Motive mit grçßerer Diversität und Spezifität bençtigt, um neuartige Materialfunktionen wie eine zellspezifische Bindung oder eine molekulare Strukturierung von Polymeren [6] ähnlich der EZM [7] zu realisieren. Die EZM ist ein Hydrogel, das durch reversible supramolekulare Bindungen zusammengehalten wird, wobei Kollagen der Hauptproteinbestandteil der EZM ist. Die räumliche Ausrichtung des Kollagens in der EZM wird durch Decorin, ein kleines Proteoglycan mit Leucinreichen Wiederholungseinheiten (leucine rich repeats,LRR), mitorganisiert. Decorin bindet an Kollagenfasern und kontrolliert in der EZM die Faserbildung, [8] deren genauer Mechanismus bisher nicht bekannt ist. [9] Hier wird das rationale Design von Peptiden, die die beiden gegensätzlichen Seiten des hufeisenfçrmigen Decorins repräsentieren, genutzt, um das Bindungsepitop einzugrenzen (Abbildung 1A). Das Peptid mit der hçchsten Bindungsaffinität zu Kollagen Iw urde daraufhin als spezifische Adhäsionssequenz verwendet, und zwar einerseits durch Konjugation mit Fluorescein als Modellwirkstoff und andererseits als Dimer, das als physikalischer Vernetzer wirkt. Der hier verfolgte Ansatz, 1) eine biologisch wichtige Interaktion zwischen zwei Makromolekülen zu analysieren und zu verstehen, daraus 2) ein spezifisches Bindungsepitop abzuleiten [10] und 3) das Bindungsepitop zum Design einer Funktion in einem Material einzusetzen, kann als allgemeingültige Strategie für das biomimetische Design von Materialien dienen.Decorin besteht aus einem Proteinteil, der aus 12 LRRs aufgebaut ist.[9] Jede der Wiederholungseinheiten enthält etwa 24 (21-30) Aminosäuren. Decorin ist mit drei N-Glycanen funktionalisiert und enthält darüber hinaus ...