Ortsaufgelöste Röntgen-Nahkantenspektroskopie (XANES-PEEM) von Kupfer in Hämocyanin-Molekülen unter in-vivo-nahmen Bedingungen

• Applicants: Professor Dr. Heinz Decker (†); Professor Dr. Gerd Schönhense
• Subject Area: Biophysics
• Term: from 2005 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 19964053

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 der in der Natur für multimere Proteine oft etablierten kooperativen Arbeitsweise 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 XANESPEEM ermöglicht uns dabei erstmalig ein röntgenspektroskopisches Signal aus wenigen, oder zukünftig sogar einzelnen Proteinen zu delektieren. Die Hämocyarün-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.

• DFG Programme: Research Grants