Beschreibung der Amid-Schwingungsbanden von Polypeptiden: Weiterentwicklung und Validierung eines neuen Rechenverfahrens

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Die Infrarotspektren von Proteinen und Peptiden werden von den Schwingungsbanden ihres Rückgrats, den sogenannten „Amidbanden“, dominiert. Diese Banden werden durch Anregungen von gekoppelten Schwingungen der stark polaren und polarisierbaren Amidgruppen Cα-C’O-NHCα, aus denen Polypeptide aufgebaut sind, hervorgerufen. Ihre spektrale Form und Lage kodiert die Struktur der Polypeptide. Bislang können jedoch diese Strukturinformationen nur unzureichend unter Einsatz empirischer Regeln genutzt werden, weil existierende Berechnungsverfahren nicht hinreichend genau sind. Um diesen Missstand zu beheben, wurde in der Gruppe des Antragsstellers ein neues Verfahren zur genauen und recheneffizienten Beschreibung von Amidbanden vorentwickelt. Ziel des Projektes ist es, dieses Rechenverfahren zu einem verlässlichen und einfach handhabbaren Werkzeug weiterzuentwickeln. Dazu soll es durch Anwendung auf kleine Modellsysteme im Vakuum und in Lösung, deren IR-Spektren in der AG Hauser gemessen werden, sowie auf Polypeptide mit bekannten Strukturen und Spektren optimiert und validiert werden. In Kooperation mit der AG Hauser soll ferner sein Potential durch Anwendung auf Peptidentfaltungsprozesse, die durch Temperatursprung ausgelöst und anhand isotopenmarkierter Amidbanden charakterisiert werden, ausgelotet werden.