ESR-Hochfeldspektroskopie und Spinsondentechnik zur Untersuchung von Anisotropien in biologischen Makromolekülen

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Title: ESR-Hochfeldspektroskopie und Spinsondentechnik zur Untersuchung von Anisotropien in biologischen Makromolekülen
Authors: Brutlach, Henrik
Thesis advisor: Prof. Dr. Heinz-Jürgen Steinhoff
Thesis referee: apl. Prof. Dr. Manfred Neumann
Abstract: Die Elektronen-Spin-Resonanz (ESR) Spektroskopie hat sich in Verbindung mit der Spinsondentechnik (SDSL) bereits seit einigen Jahren zur Struktur- und Dynamikanalyse von Biomakromolekülen etabliert. Diese Dissertation beschäftigt sich mit dem Aufbau eines Hochfeld-/Hochfrequenz-ESR-Spektrometers bei 3,4T/95GHz (W-Band) und drei attraktiven Anwendungen auf spinmarkierte Proteine. Als eine Anwendung wird die Bestimmung von Polaritäten und Protizitäten spinmarkierter Positionen des sensorischen Rhodopsin-Transducer-Komplexes (SRII/HtrII) aus Natronomonas pharaonis mit Hilfe von cw-Messungen bei Temperaturen <190 K präsentiert. Es werden Rückschlüsse auf die Struktur der HAMP-Domäne des Proteinkomplexes durchgeführt. Positionsabhängige Unterschiede der Protizität werden auf verschiedene Anteile mit null bis zwei Wasserstoffbrücken zum Nitroxid zurückgeführt. Als nächste Anwendung wird die Gewinnung von Reorientierungspotentialen der Spinträgerseitenkette mit dem SRLS-Model und in Kombination mit X- und Q-Bandmessungen bei Raumtemperatur demonstriert. Für die spinmarkierte Position einer Konformation des SRII/HTrII ergibt sich ein Potential, dass mit Ergebnissen von Molekulardynamiksimulationen eines helikalen Polypeptids gut übereinstimmt. Ebenfalls durchgeführt wurde die Bestimmung des Potentials an Position 166 der Kanal bildenden Domäne des Colicin A aus E. coli. Schließlich werden im Temperaturbereich von 120 bis 220 K die Einflüsse verschiedener (Isotopen-)Derivate des Spinlabels und der Einfluss der Wasserprotonen auf den Hahn-Echozerfall zur Bestimmung orientierungsabhängiger Librationsamplituden an einer weiteren SRII/HtrII-Probe und der gleichen Colicin A-Probe wie oben vorgestellt. Es werden Folgerungen für die Struktur der Proteine gezogen und, im Fall der Colicin A-Probe, ein Bezug zur Kristallstruktur hergestellt.
URL: https://repositorium.ub.uni-osnabrueck.de/handle/urn:nbn:de:gbv:700-2007112812
Subject Keywords: Elektronen-Spin-Resonanz; ESR; Protein; Spinlabel; SDSL; Hochfeld; Hochfrequenz; W-Band; Protizität; Wasserstoffbrücke; Reorientierungspotential; SRLS
Issue Date: 27-Nov-2007
Type of publication: Dissertation oder Habilitation [doctoralThesis]
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