Morphologischer und biochemischer Aufbau von Silikatnadeln der Hexactinelliden am Beispiel von Monorhaphis chuni

Schon 1904 beschrieb Schulze den Aufbau von Silikatnadeln des Schwammes Monorhaphis chuni, eines Mitglieds der zweiten Familie von biosilifizierenden Schw��mmen, den Hexactinelliden (Glasschw��mmen). Weitergehende morphologische Untersuchungen und biochemische Analysen insbesondere mit modernen Methoden wurden an Hexactinelliden bisher kaum durchgef��hrt. Ziel der vorliegenden Arbeit bestand deshalb darin, Untersuchungen zur Morphologie, der chemischen Zusammensetzung, der Verteilung und Charakterisierung der beteiligten anorganischen und organischen Komponenten sowie einen molekularbiologischer Nachweis der Existenz von Silicatein in Hexactinelliden durchzuf��hren. F��r diese Untersuchungen wurden zwei Spezies verwendet: Monorhaphis chuni und Crateromorpha meyeri. Mittels Elektronen-Mikrosonden-Technik wurde an Querschnitten der Pfahlnadel von M. chuni die Verteilung der Elemente innerhalb der Nadel untersucht. Am ��u��eren Rand der Nadel (150 ��m) traten im Vergleich zur Nadelmitte pr��gnante Unterschiede in der Konzentration von Kaliumoxid und Natriumoxid auf. Diese Ergebnisse deuten auf das Vorhandensein eines ��hnlichen Transportsystems zur Anreicherung von Silizium/Silikat bei der Nadelbildung hin, wie es bereits in S. domuncula bekannt ist. Mit elektronen- und lichtmikroskopischen Untersuchungen wurden die organischen Substanzen der Silikatnadel nachgewiesen und deren Verteilung innerhalb dieser Nadeln analysiert. In der lamellaren Zone befindet sich, eine s��urelabile organische Netzstruktur, sowie eine, die Silikatschichten durchspannende, s��ulen��hnliche Struktur. Im Axialzylinder zeigt das organische Material eine leicht verzweigte fibrill��re Anordnung. Mit biochemischen Verfahren wurden die organischen Komponenten der Nadeln detaillierter untersucht. Mehrere Proteine mit Molekulargewichten von 17, 24, 27 ,30, 36 und 70 kDa wurden durch gelelektrophoretische Analysen von Material der Pfahlnadel identifiziert. Die Analyse isolierter Anteile der lamellaren Zone zeigte ausschlie��lich ein 27 kDa Protein. Die restlichen Proteinbanden konnten hier nicht nachgewiesen werden. Das 27 kDa Protein reagierte im Westernblot mit Antik��rpern gegen Silicatein aus S. domuncula. Ein weiteres Protein wurde n��her charakterisert. Ein positiver Agglutinationsassay wies ein lectin��hnliches Molek��l innerhalb der Nadeln nach, wie es aus S. domuncula bekannt ist. Nach einer Deglycolysierung der Proteine reduzierte sich das scheinbare Molekulargewicht der 36 kDa Bande auf 30 kDa. Durch molekularbiologische Untersuchungen wurde erstmals in Hexactinelliden die Existenz von Silicatein nachgewiesen. Nach Isolierung der Gesamt-RNA von Crateromorpha meyeri, RT-PCR und Amplifizierung mit silicateinspezifischen Primern wurde eine 549 kBp Nukleotidsequenz gefunden, die auf Aminos��ureebene starke Homologien (76% identische Aminos��uren) zu bekannten Silicateinen der Demospongia aufweist. Die Aminos��uren der katalytische Triade des Silicateins, essenziell f��r die enzymatische Katalyse des Enzyms, sind an den selben Positionen wie bei bekannten Silicateinen vorhanden.

Polymer controlled mineralization of zinc phosphate hydrates and applications in corrosion protection, catalysis and biomedicine

ZUSAMMENFASSUNG Die Tauglichkeit von Hybridmaterialien auf der Basis von Zinkphosphathydrat-Zementen zum Einsatz als korrosionshemmende anorganische Pigmente oder zur prothetischen und konservierenden Knochen- und Zahntherapie wird weltweit empirisch seit den neunziger Jahren intensiv erforscht. In der vorliegenden Arbeit wurden zuerst Referenzproben, d.h. alpha-und beta-Hopeite (Abk. a-,b-ZPT) dank eines hydrothermalen Kristallisationsverfahrens in w��sserigem Milieu bei 20��C und 90��C hergestellt. Die Kristallstruktur beider Polymorphe des Zinkphosphattetrahydrats Zn3(PO4)2 ��� 4 H2O wurde komplett bestimmt. Einkristall-strukturanalyse zeigt, da�� der Hauptunterschied zwischen der alpha-und ���beta-Form des Zinkphosphattetrahydrats in zwei verschiedenen Anordnungen der Wasserstoffbr��cken liegt. Die entsprechenden drei- und zweidimensionalen Anordnungen der Wasserstoffbr��cken der a-und b-ZPT induzieren jeweils unterschiedliches thermisches Verhalten beim Aufw��rmen. W��hrend die alpha-Form ihr Kristallwasser in zwei definierten Stufen verliert, erzeugt die beta-Form instabile Dehydratationsprodukt. Dieses entspricht zwei unabh��ngigen, aber nebeneinander ablaufenden Dehydratationsmechanismen: (i) bei niedrigen Heizraten einen zweidimensionalen Johnson-Mehl-Avrami (JMA) Mechanismus auf der (011) Ebene, der einerseits bevorzugt an Kristallkanten stattfindet und anderseits von existierenden Kristalldefekten auf Oberfl��chen gesteuert wird; (ii) bei hohen Heizraten einem zweidimensionalen Diffusionsmechanismus (D2), der zuerst auf der (101) Ebene und dann auf der (110) Ebene erfolgt. Durch die Betrachtung der ZPT Dehydratation als irreversibele heterogene Festk��rperstufenreaktion wurde dank eines �����hnlichen Endprodukt���-Protokolls das Dehydratationsphasendiagramm aufgestellt. Es beschreibt die m��glichen Zusammenh��nge zwischen den verschiedenen Hydratationszust��nden und weist auf die Existenz eines ��bergangszustandes um 170��C (d.h. Reaktion b-ZPT ��� a-ZPT) hin. Daneben wurde auch ein gezieltes chemisches ��tzverfahren mit verd��nnten H3PO4- und NH3 L��sungen angewendet, um die ersten Stufe des Herausl��sens von Zinkphosphat genau zu untersuchen. Allerdings zeigen alpha- und beta-Hopeite charakteristische hexagonale und kubische ��tzgruben, die sich unter kristallographischer Kontrolle verbreitern. Eine zuverl��ssige Beschreibung der Oberf��chenchemie und Topologie konnte nur durch AFM und FFM Experimente erfolgen. Gleichzeitig konnte in dieser Weise die Oberfl��chendefektdichte und-verteilung und die Volumenaufl��sungsrate von a-ZPT und b-ZPT bestimmt werden. Auf einem zweiten Weg wurde eine innovative Strategie zur Herstellung von basischen Zinkphosphatpigmenten erster und zweiter Generation (d.h. NaZnPO4 ��� 1H2O und Na2ZnPO4(OH) ��� 2H2O) mit dem Einsatz von einerseits oberfl��chenmodifizierten Polystyrolatices (z.B. produziert durch ein Miniemulsionspolymerisationsverfahren) und anderseits von Dendrimeren auf der Basis von Polyamidoamid (PAMAM) beschritten. Die erhaltene Zeolithstruktur (ZPO) hat in Abh��ngigkeit von steigendem Natrium und Wassergehalt unterschiedliche kontrollierte Morphologie: hexagonal, w��rfelf��rmig, herzf��rmig, sechsarmige Sterne, lanzettenf��rmige Dendrite, usw. Zur quantitativen Evaluierung des Polymereinbaus in der Kristallstruktur wurden carboxylierte fluoreszenzmarkierte Latices eingesetzt. Es zeigt sich, da�� Polymeradditive nicht nur das Wachstum bis zu 8 ��m.min-1 reduzierten. Trotzdem scheint es auch als starker Nukleationsbeschleuniger zu wirken. Dank der Koordinationschemie (d.h. Bildung eines sechszentrigen Komplexes L-COO-������������Zn-PO4*H2O mit Ligandenaustausch) konnten zwei einfache Mechanismen zur Wirkung von Latexpartikeln bei der ZPO Kristallisation aufgezeigt werden: (i) ein Intrakorona- und (ii) ein Extrakorona-Keimbildungsmechanismus. Weiterhin wurde die Effizienz eines Kurzzeit- und Langzeitkorrosionschutzes durch ma��geschneiderte ZPO/ZPT Pigmente und kontrollierte Freisetzung von Phosphationen in zwei N��herungen des Ausl��sungsgleichgewichts abgesch��tzt: (i) durch eine Auswaschungs-methode (thermodynamischer Prozess) und (ii) durch eine pH-Impulsmethode (kinetischer Prozess. Besonders deutlich wird der Ausfl��sungs-F��llungsmechanismus (d.h. der Metamorphismus). Die wesentliche Rolle den Natriumionen bei der Korrosionshemmung wird durch ein passendes zusammensetzungsabh��ngiges Aufl��sungsmodell (ZAAM) beschrieben, das mit dem Befund des Salzspr��hteste und der Feuchtigkeitskammertests konsistent ist. Schlie��lich zeigt diese Arbeit das herausragende Potential funktionalisierter Latices (Polymer) bei der kontrollierten Mineralisation zur Herstellung ma��geschneiderter Zinkphosphat Materialien. Solche Hybridmaterialien werden dringend in der Entwicklung umweltfreundlicher Korrosionsschutzpigmente sowie in der Dentalmedizin ben��tigt.

Diffusivity and enzymatic activity control the exchange of carbonyl sulfide (COS) between soils and the atmosphere

Carbonylsulfid (COS) ist eines der stabilsten reduzierten schwefelhaltigen Spurengase in der Atmosph��re. In der gut durchmischten Troposph��re bewegt sich seine Konzentration um 500 ppt. COS spielt eine wichtige Rolle in der Produktion von stratosph��rischem Aerosol und im Ozon Zyklus. Dieses Spurengas hat eine Vielfalt an nat��rlichen und anthropogenen Quellen, denen gleichstarke Senken, darunter die dominanten wie Vegetation und Boden, gegen��ber stehen. Die St��rke der Senken ist trotz langj��hriger Forschungen immer noch Gegenstand der Diskussionen. Daher ist es wichtig die kontrollierenden Parameter zu charakterisieren. Alle Austauschmessungen vor 1990 vermuteten B��den als Quelle von COS, was aber durch Castro and Galloway (1991) klar widerlegt wurde. Heute werden B��den in Erg��nzung zur Vegetation grunds��tzlich als Senke betrachtet. Vor diesem Hintergrund wurden Bodenproben auf den Austausch von Carbonylsulfid mit der Atmosph��re unter verschiedenen Umgebungsbedingungen untersucht. Drei Ackerb��den aus Deutschland, China und Finnland und zwei Waldb��den aus Sibirien und Surinam konnten parametrisiert werden in Relation zur atmosph��rischen Umgebungskonzentration, Temperatur und Bodenfeuchte (WC). Neben Umgebungskonzentration und Bodenfeuchte, scheinen Bodenstruktur und enzymatische Aktivit��t die Richtung und Gr����e des Austauschflusses zu kontrollieren. Die ��bereinstimmenden Optima f��r boreale B��den in Relation zum wassergef��llten Porenvolumen des Bodens (WFPS) und die Linearit��t zwischen Depositionsgeschwindigkeit (Vd) und Bulk density lassen auf eine Dominanz der Abh��ngigkeit der COS-Aufnahme von der durch WFPS bestimmten Diffusionsf��higkeit schlie��en. WFPS ist abh��ngig von WC, Bodenstruktur und Bodenporosit��t. In Erg��nzung zu diesen eher physikalischen Parametern konnte die Carboanhydrase (CA) als kontrollierendes Enzym in B��den identifiziert werden. Erste Versuche zur direkten Bestimmung der CA in den untersuchten B��den erlaubten eine erste, aber noch sehr ungenaue Absch��tzung der Enzymaktivit��t.

Hyperverzweigte Lacton-Copolymere: enzymatische Synthese, Charakterisierung und Darstellung strukturierter Polymernetzwerke = (Hyperbranched lactone copolymers by enzyme catalysis: synthesis, characterization and preparation of structured polymer networks)

Hyperverzweigte Polymere erfuhren in den letzten Jahren immer mehr Beachtung, da sie im Vergleich zu ihren linearen Analoga besondere Eigenschaften besitzen. Im Jahre 2002 wurde die erste enzymkatalysierte Darstellung hyperverzweigter Poly(epsilon-caprolacton)e (hb-PCL) beschrieben. Hier erm��glichte das Konzept der konkurrierenden ring��ffnenden Polymerisation und Polykondensation die Kontrolle der Eigenschaften des dargestellten Polymers. Detaillierte Untersuchungen in Hinblick auf Grenzen und M��glichkeiten, aber auch die Synthese im Technikumsma��stab sind wesentliche Aspekte dieser Arbeit. Au��erdem wird ein neues Konzept eingef��hrt, das Reknitting genannt wurde. Ziel desselben ist das Recycling kommerziellen, linearen PCLs mittels Umesterung zu hb-PCL durch Enzymkatalyse. Diese hb-PCLs zeigen vergleichbare Eigenschaften zu den aus den Comonomeren dargestellten. Ausgehend von hb-PCL sollte eine geeignete Route zu methacrylierten Vernetzerverbindungen entwickelt werden. Aus Mischungen derselben mit 2-Hydroxyethylmethacrylat wurden komplexe Netzwerkarchitekturen durch Copolymerisation erhalten. Diese Netzwerke wurden in Hinblick auf ihre mechanisch physikalischen Eigenschaften untersucht. Zuletzt wurden Screeningexperimente an anderen zyklischen Estern durchgef��hrt, da ein Transfer des oben vorgestellten Konzepts angestrebt wurde. Zwei neue hyperverzweigte Polymerklassen, hb-Poly(delta-valerolacton) und hb-Polytrimethylencarbonat wurden detaillierter untersucht und in Ihren Eigenschaften mit hb-PCL verglichen.

Biochemical analysis of the phosphatase domain of the human soluble epoxide hydrolase (sEH)

Die l��sliche Epoxidhydrolase (sEH) geh��rt zur Familie der Epoxidhydrolase-Enzyme. Die Rolle der sEH besteht klassischerweise in der Detoxifikation, durch Umwandlung potenziell sch��dlicher Epoxide in deren unsch��dliche Diol-Form. Haupts��chlich setzt die sEH endogene, der Arachidons��ure verwandte Signalmolek��le, wie beispielsweise die Epoxyeicosatrienoic acid, zu den entsprechenden Diolen um. Daher k��nnte die sEH als ein Zielenzym in der Therapie von Bluthochdruck und Entz��ndungen sowie diverser anderer Erkrankungen eingesetzt werden. rnDie sEH ist ein Homodimer, in dem jede Untereinheit aus zwei Dom��nen aufgebaut ist. Das katalytische Zentrum der Epoxidhydrolaseaktivit��t befindet sich in der 35 kD gro��en C-terminalen Dom��ne. Dieser Bereich der sEH s wurde bereits im Detail untersucht und nahezu alle katalytischen Eigenschaften des Enzyms sowie deren dazugeh��rige Funktionen sind in Zusammenhang mit dieser Dom��ne bekannt. Im Gegensatz dazu ist ��ber die 25 kD gro��e N-terminale Dom��ne wenig bekannt. Die N-terminale Dom��ne der sEH wird zur Haloacid Dehalogenase (HAD) Superfamilie von Hydrolasen gez��hlt, jedoch war die Funktion dieses N-terminal Dom��ne lange ungekl��rt. Wir haben in unserer Arbeitsgruppe zum ersten Mal zeigen k��nnen, dass die sEH in S��ugern ein bifunktionelles Enzym ist, welches zus��tzlich zur allgemein bekannten Enzymaktivit��t im C-terminalen Bereich eine weitere enzymatische Funktion mit Mg2+-abh��ngiger Phosphataseaktivit��t in der N-terminalen Dom��ne aufweist. Aufgrund der Homologie der N-terminalen Dom��ne mit anderen Enzymen der HAD Familie wird f��r die Aus��bung der Phosphatasefunktion (Dephosphorylierung) eine Reaktion in zwei Schritten angenommen.rnUm den katalytischen Mechanismus der Dephosphorylierung weiter aufzukl��ren, wurden biochemische Analysen der humanen sEH Phosphatase durch Generierung von Mutationen im aktiven Zentrum mittels ortsspezifischer Mutagenese durchgef��hrt. Hiermit sollten die an der katalytischen Aktivit��t beteiligten Aminos��urereste im aktiven Zentrum identifiziert und deren Rolle bei der Dephosphorylierung spezifiziert werden. rnrnAuf Basis der strukturellen und m��glichen funktionellen ��hnlichkeiten der sEH und anderen Mitgliedern der HAD Superfamilie wurden Aminos��uren (konservierte und teilweise konservierte Aminos��uren) im aktiven Zentrum der sEH Phosphatase-Dom��ne als Kandidaten ausgew��hlt.rnVon den Phosphatase-Dom��ne bildenden Aminos��uren wurden acht ausgew��hlt (Asp9 (D9), Asp11 (D11), Thr123 (T123), Asn124 (N124), Lys160 (K160), Asp184 (D184), Asp185 (D185), Asn189 (N189)), die mittels ortsspezifischer Mutagenese durch nicht funktionelle Aminos��uren ausgetauscht werden sollten. Dazu wurde jede der ausgew��hlten Aminos��uren durch mindestens zwei alternative Aminos��uren ersetzt: entweder durch Alanin oder durch eine Aminos��ure ��hnlich der im Wildtyp-Enzym. Insgesamt wurden 18 verschiedene rekombinante Klone generiert, die f��r eine mutante sEH Phosphatase Dom��ne kodieren, in dem lediglich eine Aminos��ure gegen��ber dem Wildtyp-Enzym ersetzt wurde. Die 18 Mutanten sowie das Wildtyp (Sequenz der N-terminalen Dom��ne ohne Mutation) wurden in einem Expressionsvektor in E.coli kloniert und die Nukleotidsequenz durch Restriktionsverdau sowie Sequenzierung best��tigt. Die so generierte N-terminale Dom��ne der sEH (25kD Untereinheit) wurde dann mittels Metallaffinit��tschromatographie erfolgreich aufgereinigt und auf Phosphataseaktivit��t gegen��ber des allgemeinen Substrats 4-Nitophenylphosphat getestet. Diejenigen Mutanten, die Phosphataseaktivit��t zeigten, wurden anschlie��end kinetischen Tests unterzogen. Basiered auf den Ergebnissen dieser Untersuchungen wurden kinetische Parameter mittels vier gut etablierter Methoden berechnet und die Ergebnisse mit der ���direct linear blot��� Methode interpretiert. rnDie Ergebnisse zeigten, dass die meisten der 18 generierten Mutanten inaktiv waren oder einen Gro��teil der Enzymaktivit��t (Vmax) gegen��ber dem Wildtyp verloren (WT: Vmax=77.34 nmol-1 mg-1 min). Dieser Verlust an Enzymaktivit��t lie�� sich nicht durch einen Verlust an struktureller Integrit��t erkl��ren, da der Wildtyp und die mutanten Proteine in der Chromatographie das gleiche Verhalten zeigten. Alle Aminos��ureaustausche Asp9 (D9), Lys160 (K160), Asp184 (D184) und Asn189 (N189) f��hrten zum kompletten Verlust der Phosphataseaktivit��t, was auf deren katalytische Funktion im N-terminalen Bereich der sEH hindeutet. Bei einem Teil der Aminos��ureaustausche die f��r Asp11 (D11), Thr123 (T123), Asn124 (N124) und Asn185 (D185) durchgef��hrt wurden, kam es, verglichen mit dem Wildtyp, zu einer starken Reduktion der Phosphataseaktivit��t, die aber dennoch f��r die einzelnen Proteinmutanten in unterschiedlichem Ausma�� zu messen war (2 -10% and 40% of the WT enzyme activity). Zudem zeigten die Mutanten dieser Gruppe ver��nderte kinetische Eigenschaften (Vmax allein oder Vmax und Km). Dabei war die kinetische Analyse des Mutanten Asp11 ��� Asn aufgrund der nur bei dieser Mutanten detektierbaren starken Vmax Reduktion (8.1 nmol-1 mg-1 min) und einer signifikanten Reduktion der Km (Asp11: Km=0.54 mM, WT: Km=1.3 mM), von besonderem Interesse und impliziert eine Rolle von Asp11 (D11) im zweiten Schritt der Hydrolyse des katalytischen Zyklus.rnZusammenfassend zeigen die Ergebnisse, dass alle in dieser Arbeit untersuchten Aminos��uren f��r die Phosphataseaktivit��t der sEH n��tig sind und das aktive Zentrum der sEH Phosphatase im N-terminalen Bereich des Enzyms bilden. Weiterhin tragen diese Ergebnisse zur Aufkl��rung der potenziellen Rolle der untersuchten Aminos��uren bei und unterst��tzen die Hypothese, dass die Dephosphorylierungsreaktion in zwei Schritten abl��uft. Somit ist ein kombinierter Reaktionsmechanismus, ��hnlich denen anderer Enzyme der HAD Familie, f��r die Aus��bung der Dephosphorylierungsfunktion denkbar. Diese Annahme wird gest��tzt durch die 3D-Struktur der N-terminalen Dom��ne, den Ergebnissen dieser Arbeit sowie Resultaten weiterer biochemischer Analysen. Der zweistufige Mechanismus der Dephosphorylierung beinhaltet einen nukleophilen Angriff des Substratphosphors durch das Nukleophil Asp9 (D9) des aktiven Zentrums unter Bildung eines Acylphosphat-Enzym-Zwischenprodukts, gefolgt von der anschlie��enden Freisetzung des dephosphorylierten Substrats. Im zweiten Schritt erfolgt die Hydrolyse des Enzym-Phosphat-Zwischenprodukts unterst��tzt durch Asp11 (D11), und die Freisetzung der Phosphatgruppe findet statt. Die anderen untersuchten Aminos��uren sind an der Bindung von Mg 2+ und/oder Substrat beteiligt. rnMit Hilfe dieser Arbeit konnte der katalytischen Mechanismus der sEH Phosphatase weiter aufgekl��rt werden und wichtige noch zu untersuchende Fragestellungen, wie die physiologische Rolle der sEH Phosphatase, deren endogene physiologische Substrate und der genaue Funktionsmechanismus als bifunktionelles Enzym (die Kommunikation der zwei katalytischen Einheiten des Enzyms) wurden aufgezeigt und diskutiert.rn

Specific enzymatic cleavage and payload release from peptide-based hybrid nanocapsules

Within this thesis, new approaches for the concepts of peptide-polymer conjugates and peptide-based hybrid nanomaterials are investigated. In the first part, the synthesis of a triblock polymer-peptide-polymer is carried out following a typical peptide coupling reaction, both in solution and on solid-phase. The peptide sequence is chosen, so that it is cleaved by an enzyme preparation of trypsin. End-functionalized polystyrene is used as a model hydrophobic polymer and coupled to the peptide sequence. The results show successful coupling reactions in both methods, while the solid phase method produced a more defined product. Suspensions, consisting of peptide-polymer conjugates particles, are prepared in water by ultrasonication. In contact with the enzyme, the peptide constituting the conjugated particles is cleaved. This demonstrates the enzymatic cleavage in heterophase of enzymatic sequence bond to hydrophobic polymers, and is of great interest for the encapsulation and delivery of hydrophobic molecules.rnA second approach is the preparation of peptide-based hybrid nanocapsules. This is achieved by interfacial polyaddition in inverse miniemulsion with the peptide sequence functionalized with additional amino acids. A method suitable to the use of a peptide sequence for interfacial polyaddition was developed. It is shown that, the polarity of the dispersed phase influences the structures prepared, from particle-like to polymeric shell with a liquid core.rnThe peptide sequence is equipped with a FRET pair (more exactly, an internally-quenched fluorescent system) which allows the real-time monitoring of the enzymatic cleavage of the recognition site. This system shows the successful cleavage of the peptide-based nanocapsules when trypsin preparation is added to the suspensions. A water-soluble fluorescent polymer is efficiently entrapped and its possible use as marker for the capsules is highlighted. Furthermore, a small water-soluble fluorescent dye (SR-101) is successfully encapsulated and the encapsulation efficiency as a function of the functionality of the peptide and the amount of comonomer equivalent (toluene diisocyanate) is studied. The dye is encapsulated at such a high concentration, that self-quenching occurs. Thus, the release of the encapsulated dye triggered by the enzymatic cleavage of the peptide results in a fluorescence recovery of the dye. The fluorescence recovery of the FRET pair in the peptide and of the encapsulated dye correlate well.rnFinally, nanocapsules based on a hepsin-cleavable peptide sequence are prepared. Hepsin is an enzyme, which is highly upregulated in prostate cancer cells. The cleavage of the nanocapsules is investigated with healthy and ���cancerous��� (hepsin-expressing) cell cultures. The degradation, followed via fluorescence recovery of the FRET system, is faster for the suspensions introduced in the hepsin expressing cell cultures.rnIn summary, this work tackles the domain of responsive nanomaterials for drug delivery from a new perspective. It presents the adaptation of the miniemulsion process for hybrid peptide-based materials, and their successful use in preparing specific enzyme-responsive nanoparticles, with hydrophilic payload release properties.rn