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Spektroskopische Charakterisierung von Blaulicht-induzierbaren Photorezeptoren - Perzeption und Nutzbarmachung von blauem Licht und UV-Strahlung

Simon, Julian - Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (2016)


In dieser Dissertation werden Blaulicht-sensitive Photorezeptoren bearbeitet, die als Chromophore Flavinderivate tragen. Beide Aspekte der Lichtabsorption, Informationsvermittlung und Energiegewinnung, werden an Hand einzelner Proteine untersucht. Als Beispiele dienen einerseits DNA-Schäden reparierende, Blaulicht-aktivierte Enzyme (Photolyasen) und zum anderen photosensorische Proteine vom LOV (light, oxygen, voltage) Typ.

Photolyasen sind lichtaktive Enzyme, die in der Lage sind, UV-induzierte Schäden in der DNA zu beheben. Besonders in großen Höhen und Habitaten mit extrem hohem UV-Index erfüllen sie wichtige Aufgaben. Die Identifizierung und Charakterisierung speziell solcher extremophilen Photolyasen mit ihrer im Vergleich zu mesophilen Photolyasen deutlich erhöhten Effizienz kann den Weg bereiten, neuartige Enzyme und Funktionsweisen zu entdecken und zur Anwendung zu bringen.

Einer der grundlegendsten Teile des Mechanismus von Photolyasen ist der Förster Resonanzenergie-Transfer (FRET) zwischen dem Antennenmolekül und dem Flavin-Adenin-Dinukleotid Cofaktor. Der Förster Resonanzenergietransfer gehört neben seiner nativen Funktion in zellbiologischen Anwendungen bereits zu einer der effizientesten Möglichkeiten, Vorgänge innerhalb von Proteinen mit Abständen von wenigen Ångström zu untersuchen.


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