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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-1682
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/168/


Hauser, Karin

FTIR-Differenzspektroskopie zur Untersuchung von Konformationsänderungen in Proteinen

FTIR Difference Spectroscopy for Investigation of Conformational Changes in Proteins

Dokument1.pdf (1.845 KB) (md5sum: 93f7a0dd86fb5cfd53854926a150e724)

Kurzfassung in Deutsch

Konformationsänderungen, die während der funktionellen Aktivität eines Proteins auftreten können, lassen sich mit Hilfe der FTIR-Differenzspektroskopie beobachten. Sie verursachen Intensitäts- und Frequenzänderungen in den sogenannten Amidbereichen, die durch die Schwingungsmoden des Proteinrückgrats zustande kommen. Die Interpretation der spektralen Veränderungen bzw. die Lokalisation der Konformationsänderungen innerhalb des Proteins ist jedoch sehr schwierig, da die Wechselwirkungsmechanismen der Proteinrückgratschwingungen noch nicht im Detail verstanden sind, insbesondere ist das Ausmaß der Übergangsdipolmomentskopplung und der Einfluss von Wasserstoffbrückenbindungen nicht geklärt.
In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass sich Konformationsänderungen mit Hilfe von selektiven 13C-Isotopenmarkierungen im Proteinrückgrat auf der Basis einzelner Peptidgruppen in FTIR-Differenzspektren lokalisieren lassen. Dazu wurden mehrere Photointermediate der zyklischen Photoreaktion des lichtgetriebenen, protonenpumpenden Membranproteins Bakteriorhodopsin untersucht. Die gemessenen Isotopeneffekte stehen im Einklang mit der Vorstellung, dass das Abknicken von Helices eher in mittleren Bereichen der Helix stattfindet. An diesen Knickstellen werden die IR-Schwingungsfrequenzen am stärksten von Konformationsänderungen beeinflusst.


Kurzfassung in Englisch

Conformational changes during protein reactions can be monitored by FTIR difference spectroscopy. The involved vibrational modes consist, among others, of the protein backbone's vibrations wich absorb in the amide regions. The interpretation of these spectral features in molecular terms and the localization of conformational changes is still limited since the interaction mechanisms of protein backbone's vibrations are not understand in detail, especially there is uncertainty about transition-dipole coupling of the peptide oscillators and lack of knowledge about hydrogen-bond strength.
Site-directed isotope labeling in the protein backbone of the proton pumping membrane protein bacteriorhodopsin has been used to assign conformational changes in FTIR difference spectra of different photointermediates to specific positions of the polypeptide chain. The measured isotope effects confirm that bending of helices occur mainly in the middle of a helix.


SWD-Schlagwörter: Spekroskopie , Proteine , Konformationsänderung , Isotopenmarkierung
Freie Schlagwörter (deutsch): FTIR-Differenzspektroskopie , selektive 13C-Isotopenmarkierung , Proteinrückgratschwingungen , Amid I
Freie Schlagwörter (englisch): FTIR difference spectroscopy , proteins , conformational changes , site-directed isotope labeling , amide I
Institut: Institut für Physikalische Chemie
Fakultät: Fakultät für Chemie und Pharmazie (bis Sept. 2002)
DDC-Sachgruppe: Chemie
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Gräber, Peter (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 08.12.2000
Erstellungsjahr: 2000
Publikationsdatum: 22.03.2001
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