Kinetische Untersuchungen zur Bildung des aktivierten Zustandes in den bakteriellen Phytochromen Cph1 und Agp1

• Antragsteller: Dr. Berthold Borucki
• Fachliche Zuordnung: Biophysik
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5414935

Phytochrome sind Photorezeptoren, die seit langem aus Pflanzen bekannt sind und in den letzten Jahren ebenfalls in bakteriellen Systemen gefunden wurden. Wie die pflanzlichen, so zeigen auch die prokaryotischen Phytochrome ein photochromes Verhalten, das durch zwei thermisch nahezu stabile, reversible konvertierbare Zustände (Pr und Pfr) charakterisiert ist. Die bakteriellen Phytochrome sind lichtregulierte Histidinkinasen. Für die Regulation ist zunächst ein Bilinchromophor als Kofaktor notwendig, der mit dem Apoprotein autoassembliert. Die Aktivität des entstehenden Holoproteins wird dann durch Licht geeigneter Wellenlänge eingestellt (Photokonversion). Die Kinetik dieser beiden Prozesse werden wir mit optischer Spektroskopie in den bakteriellen Phytochromen Cph1 und Agp1 untersuchen. Die Assemblierung wird durch schnelles Mischen (Stopped-Flow) von Kofaktor und Apoprotein initiiert und wird sowohl in der Absorption als auch im Zirkulardichroismus detektiert. Die Photokonversion wird mittels transienter Absorptionsspektroskopie nach Laseranregung untersucht. Neben den nativen Proteinen und ihren natürlichen Kofaktoren kommen auch Mutanten und Bilinanaloga zum Einsatz. Aus den experimentellen Ergebnissen soll der Reaktionsmechanismus zur Bildung des aktiven Zustands entwickelt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Maarten-Peter Heyn