Untersuchung initialer Schritte der Peptidfaltung mit Ultrakurzzeitspektroskopie

Die Arbeit liefert neue Beiträge zu zwei wichtigen
biophysikalischen Fragestellungen der Peptid-/Proteinfaltung: 1.
Welchen Einfluss hat das Lösungsmittel auf die initiale
Konformationsdynamik? Das Molekül Azobenzol dient dazu, gezielt in
einem ringförmigen Oktapeptid getriebene Konformationsänderungen
auszulösen. Azobenzol isomerisiert nach Lichtanregung innerhalb
weniger Pikosekunden. Es werden neue Ergebnisse zum
Isomerisierungsmechanismus präsentiert, die wichtige
Hintergrundinformationen zum Verständnis der Moleküldynamik
liefern. Durch die Isomerisation ändert sich die Länge des
Azobenzols um fast den Faktor zwei, wodurch in den
Azobenzol-Peptiden konformationelle Umorganisationen ausgelöst
werden. Bereits früher durchgeführte Messungen an DMSO-löslichen
Azobenzol-Peptiden zeigten, dass kinetische Prozesse, die mit
Zeitkonstanten von ~10ps und ~100ps ablaufen, der Bewegung des
Peptid-Teils zugeordnet werden können. Die hier präsentierten
Ergebnisse an Azobenzol-Peptiden, die in Wasser löslich sind
zeigen, dass Prozesse auf Zeitskalen >5 ps in Wasser um den
Faktor 1.5-2 beschleunigt ablaufen. Man sieht in diesen
ultraschnellen Kinetiken echte Umorganisationen des
Peptid-Rückgrats, deren Geschwindigkeit durch die Viskositat des
Lösungsmittels bestimmt sind 2. Wie schnell ist die Kontaktbildung
in Peptiden? Fur ein Verständnis der Proteinfaltung ist wichtig zu
wissen, wie lange es dauert, bis zwei (räumlich entfernte)
Aminosäuren innerhalb eines Peptids einen Kontakt ausbilden. Zur
Bestimmung dieser Kontaktbildungsrate werden Experimente an
Xanthon-Peptiden präsentiert, die zwei Marker-Moleküle enthalten.
Messungen ergeben, dass der durch einen kurzen Lichtimpuls
angeregte Donor Xanthon innerhalb weniger Pikosekunden einen
langlebigen Triplett-Zustand besetzt. Weiterhin wird gezeigt, dass
bei direktem Kontakt zum Akzeptor Naphthalin ein Triplett-Triplett
Energietransfer innerhalb