Monomersequenz

Monomersequenz bezeichnet die geordnete Folge der Monomere in einem Polymermolekül. In Biopolymersystemen beschreibt der Begriff vor allem die Aminosäuresequenz von Proteinen und die Nukleotidsequenz von Nukleinsäuren. Generell kann er auch die abschnittsweise geplante Reihenfolge in spezifik definierten synthetischen Polymeren bezeichnen, bei denen Identität und Reihenfolge der Monomere kontrolliert werden.

Die Monomersequenz ist eine zentrale Determinante der Eigenschaften und Funktionen eines Polymers. Bei Proteinen bestimmt die Sequenz die Faltung, Stabilität und aktives Zentrum; bei Nukleinsäuren beeinflusst sie Information, Struktur und Wechselwirkungen. Unterschiede in der Sequenz können zu signifikant unterschiedlichen Eigenschaften führen, selbst bei vergleichbarer Länge. Die Sequenz unterscheidet sich zudem von der Polymerlänge (Grad der Polymerisation), da gleiche Längen mit verschiedenen Sequenzen unterschiedliche Merkmale aufweisen.

Bestimmung und Analyse der Monomersequenz erfolgen je nach Typ unterschiedlich. Proteine lassen sich durch Edman-Abbau, Massenspektrometrie (einschließlich Top-Down- und Bottom-Up-Ansätzen) und tandem-MS analysieren; Nukleinsäuren werden mit klassischen Sequenziermethoden wie Sanger-Sequenzierung oder Hochdurchsatz-Sequenzierung (NGS) entschlüsselt. In der synthetischen Polymerwissenschaft werden Sequenz-definierte Polymere durch speichernde oder wiederholende Synthesemethoden wie festphasenbasierte Synthese erzeugt; die Bestimmung der Sequenz erfolgt oft durch Spektroskopie- oder Massenspektrometrie-Techniken.

Anwendungen finden sich in der Biochemie, Proteomik, Genomik, Materialwissenschaft und Datenspeicherung. Herausforderungen ergeben sich durch posttranslationale Modifikationen, Sekundärstrukturen oder Dispersion bei hergestellten Polymeren, die die eindeutige Bestimmung oder Reproduktion der Sequenz erschweren.