Licht-induzierte Orientierungsänderungen des Chromophors in den Photorezeptoren PYP und Rhodopsin: Charakterisierung mittels ²H NMR, LD und H+-Transfer

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Photorezeptoren spielen eine Schlüsselrolle bei der Signaltransduktion in vielen Lebewesen. Das Lichtsignal wird zunächst von einen chromophoren Kofaktor absorbiert. Nach der Absorption findet eine schnelle Isomerisierung um eine Doppelbindung des Chromophors statt, was zu einer Reorientierung des Chromophors in der Bindungssache führt. Auf einer langsamen Zeitskala treibt diese lokale Strukturänderung das Rezeptorprotein in einen anderen Konformationszustand, dem s.g. "signaling state", in dem das Signal an andere Proteine weitergeleitet werden kann. Im Vorhaben möchte ich in der Arbeitsgruppe (AG) Tollin (Biochemistry Department, Univ. of Arizona) an dem bakteriellen Photorezeptor Photoactive Yellow Protein (PYP) arbeiten, um dieses System im SFB 498 einführen zu können. Die Ziele mit PYP sind: 1) die Reorientierung des Chromophores zeitaufgelöst mittels Lineardichroismus zu erfassen, 2) die Rolle der transienten Protonenaufnahme/-abgabe des Chromophors, der voraussichtlich zeitlich mit der Aktivierungsschritt vom PYP verknüpft ist, zu charakterisieren. Die Rolle und der Mechanismus dieser für die Aktivierung bedeutsame H+-Transfer-Schritt ist z.Z. umstritten. In der AG Brown (Chemisty Department, Univ. of Arizona) möchte ich die Chromophor Orientierung im Photorezeptor Rhodopsin mittels Festkörper ²H-NMR untersuchen.