Strukturanalyse des Photosystem II Komplexes (PS II) aus Synechococcus elongatus mit Hilfe der Einkristall-Röntgendiffraktion

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Das Photosystem II (PS II) ist ein Protein-Pigment Komplex der aus über 20 unterschiedlichen Untereinheiten aufgebaut ist, von denen die meisten integrale Membranproteine sind. PS II fungiert als lichtgetriebene Wasser/Plastochinone Oxidoreduktase in der Thylakoidmembran von Chloroplasten und Cyanobakterien. Wir haben die aktive Form von PS II aus Synechococcus elongatus kristallisiert und erste Röntgendiffraktionsdaten gesammelt. Die Strukturaufklärung von PS II ist Gegenstand dieses Antrages. Mit Hilfe der Röntgeneinkristalldiffraktion soll die dreidimensionale Struktur von PS II und die genaue Lage und Orientierung der gebundenen Kofaktoren bestimmt werden. Das Arbeitsziel umfaßt die Lösung des Phasenproblemes mit Hilfe von Schweratomderivaten, die Berechnung und Interpretation der Elektronendichtekarte und den Bau eines Modells für PS II. Die Struktur soll mit biophysikalischen Daten (z.B. aus Mutations- und Deletionsstudien, EM-Aufnahmen, UV/vis- und ESR-Spektroskopie) korreliert werden, um ein tieferes Verständnis für die Mechanismen der Wasserspaltung, der Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie und des Elektronentransportes zu erhalten.