Untersuchungen zum Mechanismus der beta-Hairpin Faltung mittels Kombination von Fluoreszenzspektroskopie und Computersimulation

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Der Faltungsmechanismus von ß-Hairpins, Sekundärstrukturelemente in Proteinen, ist ein Thema aktueller Forschung zur Proteinfaltung und wird kontrovers diskutiert. Im vorliegenden Antrag soll der Mechanismus der ß-Hairpin Faltung mittels einer erst kürzlich entwickelten Einzelmolekülfluoreszenz-Technik, in Kombination mit Computersimulation untersucht werden. Die selektive Fluoreszenzlöschung eines organischen Fluoreszenzfarbstoffs durch die Aminosäure Tryptophan in Kombination mit Fluoreszenzkorrelationsspektroskopie (FCS) erlaubt es uns, ultra-schnelle Faltungsdynamiken von farbstoffmarkierten Peptiden mit Nanosekunden Zeitauflösung sichtbar zu machen. Der Übergangszustand des Faltungsprozesses soll mittels ¿-Wert-Analyse homologer ß-Hairpin Sequenzen beleuchtet werden. Nanosekunden-Fluoreszenzrelaxationskinetiken, die mit FCS sichtbar gemacht werden, liefern neue Einblicke in die Konformationsdynamik von Peptiden im denaturierten Zustand - eine Observable die konventionellen ultra-schnellen kinetischen Experimenten verborgen bleibt. Experimentell beobachtete Konformationsdynamiken sollen mittels moleküldynamischer Computersimulation auf atomarer Ebene untersucht werden. Die Ergebnisse der Simulationen sollen das Design des molekularen Reporter-Systems für Faltungsprozesse und die Interpretation experimenteller Ergebnisse unterstützen.