Verwendung der H+-ATPsynthase als Antriebsmotor in der Nanotechnologie und Untersuchung der Rotation in H+-ATPsynthase aus Chloroplasten

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In diesem Projekt wird die postulierte Rotation der H+-ATPsynthase aus Chloroplasten und die Möglichkeit einer Verwendung des F1-Teils als Motor in Hybrid-Nanomaschinen geprüft. Bei Prokaryonten befindet sich das Enzym in der Plasmamembran, bei Eukaryonten in der inneren Mitochondrienmembran bzw. der Thylakoidmembran von Chloroplasten. Die F0F1-ATPsynthase koppelt einen transmembranen Protonentransport mit der Synthese bzw. Hydrolyse von ATP. Man kann sich den Gesamtkomplex als aus zwei rotierenden Nanomotoren zusammengesetzt vorstellen: dem ATP angetriebenen F1-Motor und dem Protonen angetriebenen F0-Motor.Ein Ziel des vorgeschlagenen Projekts ist die Konstruktion eines Hybrid-Nano-U-Bootes aus einem F1-ATPase Motor und artifiziellen Teilen (Schiffsschraube und Rumpf), die durch lichtinduzierte Polymerisation hergestellt werden. Verschiedene F1-Mutanten mit Histags und Cysteinen werden über Biotin/Streptavidin mit den artifiziellen Teilen gekoppelt. Der Erfolg des Zusammenbaus wird durch einzelmolekülsensitive Fluoreszenztechniken überwacht.Das zweite Ziel ist die Beobachtung der vermuteten Rotation von Untereinheiten bei der ATPsynthase aus Chloroplasten, da fast alle bisherigen Studien zum Mechanismus der Rotation von Untereinheiten an prokaryontischen ATPsynthasen durchgeführt wurden.