SFB 472 - Molekulare Bioenergetik

Teilprojekt P15 Prisner

Mehrdimensionale EPR-Spektroskopie an proteingebundenen redoxaktiven paramagnetischen Zentren


Folgende Proteinkomplexe sollen in der neuen Periode mit Hilfe dieser Methoden untersucht werden:

Komplex I (NADH:Ubichinon-Oxidoreduktase):
  • Charakterisierung der FeS-Zentren N1 und N2 mittels ESEEM (HYSCORE) an Wildtyp und Mutanten
    (Kooperation mit Teilprojekt P2 Brandt)
Komplex III (Ubichinol-Cytochrom-c-Reduktase; bc1-Komplex):
  • Beschreibung der Bindungssituation von Qi
    (Kooperation mit Teilprojekt P17 Hunte)
Komplex IV (Cytochrom-c-Oxidase bzw. Chinol-Oxidase):
  • Charakterisierung der Bindung (Abstand und Geometrie) von Cytochrom c an die Cytochrom-c-Oxidase durch cw-EPR, Relaxationsmessungen und PELDOR;
  • Charakterisierung und Lokalisierung des Tyrosin-Radikals durch Untersuchung von gezielten Tyrosin-Mutationen und Vergleich mit anderen Organismen;
  • Charakterisierung der Proteinbindung des Semichinon-Radikals an durch Mutagenese modifizierten Bindungstaschen in der Chinol-Oxidase (aus E. coli) mittels ESEEM bzw. HYSCORE;
  • Wechselwirkung des Chinons mit dem nächsten Häm-Zentrum durch Hochfeld-Puls-EPR und PELDOR
    (Kooperationen mit den Teilprojekten P8 Ludwig, P9 Michel und P24 Hellwig)
Polysulfid-Reduktase aus Wolinella succinogenes:
  • Bestätigung der direkten Substratbindung an den Molybdän(V)-Übergangszustand;
  • Dichte Funktional Theorie (DFT)-Rechnungen zu den Strukturen der EPR-spektroskopisch charakterisierten Mo(V)-Zustände;
  • Bestimmung des Abstandes zum nächsten FeS-Cluster mittels Relaxations- und PELDOR-Messungen
    (Kooperation mit dem Teilprojekt P6 Kröger/Klimmek und Prof. Kaupp, Univ. Würzburg)
Photosystem II:
  • Bestimmung der Lage der Elektronendonor-Moleküle (ChlorophyllZ und Carotinoid) in unterschiedlichen PS II-Präparationen durch PELDOR
    (Kooperation mit dem neuen Teilprojekt P28 Büchel und Prof. Rutherford, CEA Saclay)

Die Punkte a), c), und d) sind dabei Weiterführungen von bisher bereits erfolgreich durchgeführten Untersuchungen zur lokalen Charakterisierung der paramagnetischen Zentren in den Proteinkomplexen mittels ESEEM und ENDOR. Neu sollen in dieser Periode gepulste Elektron-Doppelresonanz-Messungen (PELDOR) zur Abstandsbestimmung zwischen den einzelnen paramagnetischen Zentren in den jeweiligen Proteinkomplexen durchgeführt werden (Punkt b), c), d) und e)).