Entwicklung einer allgemeinen Phasierungsstrategie für Biomakromoleküle unter Ausnutzung der anomalen Streuung von Schwefel und Phosphor

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Im Rahmen dieses beantragten Projekts soll eine Strategie zur Phasenbestimmung, die das anomale Streuverhalten von Schwefel und Phosphor ausnutzt, entwickelt werden. Ein wichtiger Bestandteil soll dabei die Sammlung von Diffraktionsraten bei längeren Wellengängen im Bereich 0.15-0.30 nm sein. Die Phasierung kann sowohl direkt über Schwefel bzw. Phosphor erfolgen, als auch initial über ein Xenon- oder Kryptonderivat unter der darauffolgenden Zuhilfenahme von Schwefel und Phosphorsignalen. Dabei wird ausgenutzt, dass die Edelgase Xenon und Krypton unter mäßigem Druck (2-60 bar) nicht-kovalent an Proteine binden und diese damit sehr schonend derivatisieren. Da außerdem fast jedes Protein Schwefel enthält und jede DNA oder RNA Phosphor, wäre eine derartige Strategie allgemein anwendbar und könnte dazu beitragen, das kristallographische Phasenproblem für Biomakromoleküle zu lösen, ohne den Umweg über eine chemische Modifizierung durch Schweratomverbindungen oder über einen molekularbiologischen Ansatz mit Selenomethioninprotein-Präparation nehmen zu müssen. Die Ergebnisse dieser Studie könnten für die derzeitige projektierten biokristallographischen Hochdruckansätze im Bereich der Strukturgenomik von großer Bedeutung sein.