Einzelmoleküluntersuchungen an Proteinen

Projektleiter: H. Decker
Zusammenarbeit: Prof. Basche (Institut für Physikalische Chemie, Universität Mainz), AG Knoll und AG Butt, MPI für Polymerforschung (Mainz)
Förderung: DFG

Individuelle Proteine werden mit konfokaler Fluoreszenzmikroskopie und Atomic Force Microscopy (mit AG Basché, FB Chemie; AG Knoll und AG Butt, MPI für Polymerforschung) dargestellt und deren Funktion untersucht. Wegen ihrer ausgeprägten Kooperativität und ihrer atomaren Dimensionen von etwa 20-40 Å sind in wässriger Lösung immobilisierte Hämocyanine besonders für nanoskopische Untersuchungen geeignet.

Bei der molekularen Kommunikation bei kooperativen Molekülkomplexen aus besteht die Herausforderung, verschiedene Konformationen auf der Ebene der Einzelmoleküle zu detektieren. Hierzu soll die vom Beladungszustand abhängige Tryptophanfluoreszenz und Photoemission verwendet werden. Die Verfolgung des Konformationsübergangs in Echtzeit bei individuellen Hämocyaninmolekülen ist ein weiteres Ziel. Bei der Fluoreszenzmikroskopie besteht dabei die Herausforderung, die intrinsische Tryptophanfluoreszenz von Proteinkomplexen nach 2-Photonen-Anregung zu nutzen. Andererseits sollen einzelne Hämocyaninmoleküle mittels AFM abgebildet werden.

Publikationen:

  • Erker W., Hübler R., Decker H. (2008) Tryptophan quenching as linear sensor for oxygen binding of arthropod hemocyanins. BBA-General Topics, 1780:1143-7.
  • Erker W, Schoen A, Basche T, Decker T (2004): "Fluorescence labels as sensors for oxygen binding of arthropod hemocyanins", Biochem Biophys Res Com 324:893-900
  • Erker W, Hübler R, Decker H (2004): "Structure-based calculation of multi-donor multi-acceptor fluorescence resonance energy transfer in the 4×6-mer tarantula hemocyanin", Eur. Biophys. J 33:386-395
  • Lippitz M, Erker W, van Holde K, Decker H, Basche T (2002): "Two-photon spectroscopy and microscopy of tryptophan containing single proteins", Proc. Natl. Acad Sci USA 99:2772-7
  • Erker W, Decker H (2000): "AFM of surface immobilized single hemocyanin molecules", Eur. Biophys. J. 29:2A11