Characterizing the function of single, native membrane proteins

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Es wird beabsichtigt, die multifunktionellen Eigenschaften des Rasterkraftmikroskops (engl. AFM) anzuwenden, um Zusammenhänge zwischen Struktur und Funktion einzelner Membranproteine zu untersuchen. Untersuchte Membranproteine sind katalytische Antiporter, die unterschiedliche Moleküle über die Zellmembran transportieren, FOFI-ATP-Synthasen verschiedener biologischer Spezies, die an der Umwandlung elektronischer in biochemische Energie beteiligt sind und dem am Visualisationsprozess beteiligten Sehpigmenten Rhodopsin. Mit dem AFM werden hierzu die Substrukturen einzelner Membranproteine in ihrer nativen Bedingung unter physiologisch relevanten Bedingungen abgebildet und beobachtet, wie sich diese mit dem funktionellen Zustand des Proteins ändern. Zusätzlich zur bloßen Beobachtung wird multifunktionelle AFM angewandt, um simultan verschiedenartige biophysikalische Eigenschaften (z. B. Flexibilität, Variabilität, Oberflächenpotentiale, Wechselwirkungskräfte) der Proteine zu detektieren. Die zu erwartenden Erkenntnisse werden neue wissenschaftliche Einsichten in die Funktionsweise der untersuchten Membranproteine liefern als auch zu neuen biotechnologischen Anwendungsmöglichkeiten verhelfen.