Angew. Cliern. I n [ . Ed. Engl. 27(1988) 113-158 0 VCH Verlagsgesellschaft rnbH, 0-6940 Weinheim. 1988 The Part and the Whole. The principle of self-organization for the creation of functional units is not an invention of modern natural sciences. It was already a basic idea of the ancient philosophies in Asia and Europe: only the mutuality of the parts creates the whole and its ability to function. Translated into the language of chemistry this means: the selforganization of molecules leads to supramolecular systems and is responsible for their functions. Thermotropic and lyotropic liquid crystals are such functional units, formed by selforganization. As highly oriented systems, they exhibit new properties. The importance of lyotropic liquid crystals for the life sciences has been known for a long time. They are a prerequisite for the development of life and the ability of cells to function. In materials science this concept offunction through organization led to the development of new liquidcrystalline materials. From the point of view of macromolecular chemistry, this review tries to combine these two different fields and especially hopes to stimulate their interaction and joint treatment. To exemplify this, the molecular architecture of polymeric organized systems will be discussed. Polymeric liquid crystals combine the ability to undergo spontaneous self-organization-typical of liquid-crystalline phases-with the polymer-specific property of stabilizing these ordered states. As new materials, polymeric liquid crystals have already been investigated intensively. As model systems for biomembranes as well as for the simulation of biomembrane processes, they so far have been little discussed. The intention of this review article is to show that polymer science is able to contribute to the simulation of cellular processes such as the stabilization of biomembranes, specific surface recognition, or even the "uncorking" of cells. Polymer science, having an old tradition as an interdisciplinary field, can no longer restrict itself to common plastics. Attempts to reach new horizons have already begun. The borderland between liquid crystals and cells will certainly play an important role. Basic requirements to work in this frontier area between organic chemistry, membrane biology, life science, and materials science will be the delight in scientific adventures as well as the courage to go ahead. The most important prerequisite will be the willingness to cooperate with disciplines which so far have not really accepted each other. From this point of view, this review does not aim at giving defined answers. It wants instead to encourage the scientific venture: too often we cling to painfully acquired knowledge, fearing adventures.To the question of what he was up to at the moment, Mr. K . answered: "I'm hard at work preparing my next error" Bertolt Brecht"][*] Prof.

Molekulare Architektur und Funktion von polymeren orientierten Systemen-Modelle fur das Studium von Organisation, Oberflachenerkennung und Dynamik bei Biomembranen Anyew. Cheni. lo(1 (198X1 117 162 Q VCH Ver/ny.rgesells~/iu/f m h H . 0-6910 Weinheim. I988 Der Ted trnd das Ganze. Nicht erst die moderne Naturwissenschaft hat die Selbstorganisation fur den Aufbau von Funktionseinheiten entdeckt, schon in den alten Philosophien Asiens und Europas ist sie ein Grundgedanke: Erst die Cemeinsamkeit der Teile schafft das Ganze und seine Funktionsfahigkeit. Ubersetzt in die Sprache der Chemie bedeutet dies: Die Selbstorganisation von Molekulen fuhrt zu supramolekularen Systemen. Thermotrope und lyotrope Flussigkristalle sind solche Funktionseinheiten, die sich durch Selbstorganisation bilden und als hochorientierte Systeme neue Eigenschaften aufweisen. Die Hedeutung lyotroper Flussigkristalle ist in den Biowissenschaften seit langem bekannt. Sie sind cine Voraussetzung fur die Entstehung des Lebens und die Funktionsfahigkeit von Zellen. In den Materialwissenschaften hat das Konzept Funktion durch Organisation in den letzten Jahren bereits zur Entwicklung neuer fliissigkristalliner Materialien gefuhrt. Aus der Sicht der Makromolekularen Chemie sol1 am Beispiel der molekularen Architektur von Polymersystemen versucht werden, diese beiden Rereiche gemeinsam zu betrachten und besonders zu ihrer gemeinsamen Bearbeitung anzuregen. Polymere Flussigkristalle vereinigen die Fahigkeit zur spontanen Selbstorganisation, die den fliissigkristallinen Zustand auszeichnet. mit polymerspezifischen Eigenschaften, die eine Stabilisierung von Ordnungszustanden zulassen. Als neue Materialien wurden auch diese bereits intensiv untersucht. Als Modellsysteme fur Biomembranen und zur Simulation von Biomembranprozessen hingegen wurden sie bisher nur wenig diskutiert. Intention dieses Beitrags ist es, zu zeigen, dal3 die Makromolekulare Chemie helfen kann, Zellprozesse wie die Stabilisierung von Biomembranen, die spczifische Oberflachenerkennung oder gar die ,,Entkorkung" von Zellen zu simulieren. Von jeher interdisziplinar arbeitend, kann sich die Polymerwissenschaft schon lange nicht mehr an den klassischen Massenkunststoffen festhalten. Der Aufbruch zu neuen Forschungsbereichen hat begonnen. Die Verbindung von Flussigkristall-und Biomembranforschung scheint uns besonders wichtig. Eine der Grundvoraussetzungen, dieses Grenzgebiet zwischen Organischer Chemie und Membranbiologie oder, allgemeiner, zwischen Biowissenschaften und Materialwissenschaften zu bearbeiten, wird die Bereitschaft zu einer engen Kooperation mit Nachbardisziplinen sein, die sich bisher oft fremd gegenuberstanden. Dieser Beitrag ist weit davon entfernt, definitive Antworten zu geben; er sol1 aher Mut machen zum wissenschaftlichen Wagnis, denn oft halten wir aus Angst vor dem Abenteuer am muh-Sam erworbenen Wissen zu fest. ,I Woran arbeiten SieY" wurde Herr K . gefragt. Herr K . antwortete: ,.lch habe vie1 Miihe. ich bereite meinen nachslen Irrtum vor. '' Bertolt Brecht"] Angew. ...

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