Multi-frequency EPR studies of the structure and dynamics of site directed spin labeled colicin A and synthesized Ras

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Zeitabhängige Konformationsfluktuationen sind unmittelbar mit den biologischen Funktionen von Proteinen verknüpft. Diese funktionell bedeutende Dynamik ist bislang nur partiell verstanden. Die Methode der ortsspezifischen Spinmarkierung ermöglicht die detaillierte orts- und zeitaufgelöste Untersuchung der Struktur und Dynamik von Proteinmutanten mittels der Elektronenspinresonanz(EPR)-Spektroskopie. Im vorgeschlagenen Projekt soll die ortsspezifische Spinmarkierung mit der Hochfeld-EPR-Spektroskopie kombiniert werden. Im einzelnen sollen (i) die Beziehung der Seitenkettendynamik zur Struktur der Seitenkettenumgebung aufgedeckt werden, (ii) Änderungen dieser Dynamik während der Proteinfunktion und bei Faltungsvorgängen untersucht werden, (iii) unter Ausnutzung der erhöhten Zeeman-Aufspaltung der Hochfeld-EPR Methoden zur Bestimmung der Polarität in der Spinlabel-Umgebung verfeinert werden, (iv) neue hochauflösende Methoden zur Bestimmung von Interspin-Abständen in mehrfach spinmarkierten Proteinen entwickelt werden. Eingesetzt werden als Modellproteine Bakteriorhodopsin und Colicin A, bei dem insbesondere die Faltungsvorgänge beim Eindringen in die Membran von großem Interesse sind.