PEEM

Projektleiter: H. Decker
Zusammenarbeit: Prof. Schönhense, Dr. Oelsner & Daniel Panzer (Institut für Physik, Universität Mainz), Dr. Aziz ( Bessy II Berlin)
Förderung: DFG

Die kooperative Wechselwirkung der hoch kooperativen Hämocyanine (multimere Atmungsproteine aus Arthropoden und Mollusken) soll mittels ortsaufgelöster Röntgen-Nahkantenspektroskopie (XANES-PEEM) untersucht werden. Bei der Bindung eines Moleküls Sauerstoff als Peroxid an den zwei Kupferatomen eines aktiven Zentrums im Hämocyanin ändern diese Kupferatome ihre Wertigkeit von Cu(I) zu Cu(II). Diesen Valenzwechsel bei Hämocyaninen mit bis zu 160 aktiven Zentren direkt zu messen wäre ein wesentlicher Fortschritt um die molekularen Grundlagen des in der Natur für multimere Proteine oft etablierten kooperativen Effekts zu verstehen. Die Hämocyanine sollen daher mit einem neuartigen, analytischen „Photoemissions-Elektronenmikroskop“ an der Cu-L2,3-Kante beobachtet und die Sauerstoffbindungszustände der Kupferatome erfaßt werden. Die Ortsauflösung der XANES-PEEM ermöglicht uns dabei erstmalig ein röntgenspektroskopisches Signal aus wenigen, oder zukünftig sogar einzelnen Proteinen zu detektieren. Die Hämocyanin-Moleküle sollen dazu in wässriger Lösung innerhalb einer zu konstruierenden, mesoskopischen Durchflußzelle an einer funktionalisierten Oberfläche immobilisiert werden, ohne die Aktivität des Proteins einzuschränken. Mit dieser XANES-PEEM an immobilisiertem Protein in einer Dünnschicht-Durchflußküvette wird auch allgemein eine neue, leistungsstarke Methode zur Untersuchung von Metallzentren in Metalloproteinen zur Verfügung stellt.

Publikationen:

  • Panzer D, Beck C, Greil S, Hahn M, Maul J, Schönhense G, Decker H, Aziz E.F. (2010) Oxygenation process of hemocyanin from Homarus americanus observed by L-edge XAS under physiological conditions, submitted
  • Panzer D., C. Beck, J. Maul, M. Möller, H. Decker, G. Schönhense (2008) Transmission photoemission electron microscopy for lateral mapping of the X-ray absorption structure of a metalloprotein in a liquid cell, Eur. Biophys J,38:53-8
  • Panzer D., C. Beck, J. Maul, M. Möller, H. Decker, G. Schönhense (2008) Transmission photoemission electron microscopy for lateral mapping of the X-ray absorption structure of a metalloprotein in a liquid cell, Annual Report BESSY II 2007
  • Kleineberg U, Pohl M, Brechling A, Heinzmann U, Möller M, Decker H, Oelsner A, Krasyuk A, Schönhense G (2005): "X-ray absorption spectrsocopy of hemocyanin in buffer solution utilizing XANES-PEEM", Annual Report BESSY 2004