IR-spectroscopic investigations on the activation of phytochromes employing isotope-labelled chromophores, chromophore and amino acid derivatives and mutagenesis

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Phytochrome, die als Photorezeptoren in Pflanzen und einigen Cyanobakterien nachgewiesen sind, sollen als rekombinante Proteine erzeugt und an spezifischen Positionen sowohl in ihrem Chromophorteil (de-novo Synthese) als auch in der Proteinkomponente mit stabilen Isotopen (2H, 13C, 15N) markiert werden. Die so erhaltenen Chromoproteine sollen der IR-spektroskopischen Analyse unterworfen werden. Neben den Messungen an Phytochromen selbst sollen Effekte untersucht werden, die durch Wechselwirkung mit charakterisierten Proteinen (PIF3, ARR4) der Signaltransduktionskette entstehen. Darüber hinaus sollen punktmutierte Phytochrome, für die bereits ein gegenüber dem Wildtyp andersartiges Verhalten gefunden wurde, mittels IR-Spektroskopie genauer untersucht werden. Es ist zu erwarten, dass damit sowohl für die thermisch stabilen Zustände als auch für die lichtinduzierten Intermediate die Konformationen des Chromophors genauer identifiziert werden können. Gleiches ist für die durch die Chromophorstruktur-Änderungen induzierten konformellen Änderungen im Protein zu erwarten. Die veränderten Chromophore sollen auch für andere physikalische Messungen (NMR-Spektroskopie, Raman-Spektroskopie) und auch in anderen biologischen Systemen (bakterielle Phytochrome, Antennenpigmente der Cyanobakterien) eingesetzt werden.