SFB 533:  Lichtinduzierte Dynamik von Biopolymeren

• Fachliche Zuordnung: Biologie
• Förderung: Förderung von 1997 bis 2007
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5481326

Der Sonderforschungsbereich 533 befasst sich mit dynamischen Vorgängen von Biopolymeren, insbesondere Konformationsänderungen in Proteinen auf der Zeitskala von Femtosekunden bis Sekunden. Diese dynamischen Vorgänge umfassen Relaxationen der Kernkoordinaten nach Störungen ebenso wie ihre Fluktuationen um die Gleichgewichtslage. Sie sind essentiell für wichtige biologische Vorgänge wie Signaltransduktion, Proteinfaltung, Katalysen sowie intra- und intermolekulare Interaktionen. Im Vordergrund unserer Arbeiten stehen Störungen durch Licht, weil diese derzeit die einzige Möglichkeit darstellen, um auch in den schnellsten Zeitbereich vorzudringen. Die dynamische Struktur von Biopolymeren ist, im Gegensatz zur statischen, auf molekularer Ebene bisher nur ansatzweise verstanden,ebenso sind die Möglichkeiten zu ihrer Berechnung begrenzt. Die Fortschritte der 2. Förderperiode, die 2002 endete, basieren gleichermaßen auf den Entwicklungen in der Biochemie der untersuchten Systeme, ihrer Spektroskopie, und ihrer theoretischen und numerischen Behandlung. Sie bestätigen das hier verfolgte Konzept und bereiteten einer breiteren Entwicklung den Weg.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche
• Internationaler Bezug: Israel

Abgeschlossene Projekte

• A01 - Biliproteine: Photochemie und Faltung (Teilprojektleiter Scheer, Hugo )
• A2 - Strukturelle Flexibilität von Phycobiliprotein-Komplexen (Teilprojektleiter Huber, Robert ;  Reuter, Wolfgang )
• A03 - Untersuchung der Molekularen Dynamik und Struktur von Phycoerythrocyanin (PEC) und des Grün-Fluoreszierenden Proteins (GFP) mittels Kernresonanz-Spektroskopie und Kristallographie (Teilprojektleiter Holak, Tadeusz )
• A4 - Dynamik der halobakteriellen Retinalproteine (Teilprojektleiter Oesterhelt, Dieter )
• A05 - Lichtabhängige Dynamik von Flavoproteinen (Teilprojektleiter Bacher, Adelbert ;  Eisenreich, Wolfgang ;  Fischer, Markus )
• A06 - Chlorophyll-Proteine und -Peptide (Teilprojektleiter Scheer, Hugo ;  Scherz, Avigdor )
• A7 - Dynamik des Chromophors und des Proteins bei der Lichtreaktion der NADPH: Protochlorophyllid-Oxidoreduktase (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Oster, Ulrike ;  Rüdiger, Wolfhart )
• A8 - Lichtinduzierte Konformationsübergänge in Modellpeptiden (Teilprojektleiter Moroder, Luis ;  Renner, Christian )
• A9 - Bestimmung der Faltungsbarrieren in Bakteriorhodopsin und Annexin V mittels Einzelmolekül Kraftspektroskopie (Teilprojektleiter Gaub, Hermann E. )
• A10 - Phytochrom (Teilprojektleiter Gärtner, Wolfgang )
• A11 - Untersuchung der lichtinduzierten Reorganisationsvorgänge im "Green Fluorescent Protein" (GFP) durch Mutagenese (Teilprojektleiter Steipe, Boris )
• A12 - Neue Klassen und Varianten des GFPs (Teilprojektleiter Budisa, Nediljko )
• A13 - De-novo-Bakteriochlorophyll-Proteine als Modell-Systeme für Licht-induzierte Proteindynamik (Teilprojektleiterin Braun, Paula )
• A14 - Photoinduzierbare Bindungen von Zelladhäsionsrezeptoren an peptidfunktionaliesierte Oberflächen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Ehmoser, Eva-Kathrin ;  Oesterhelt, Dieter )
• A15 - Lichtinduzierte Dynamik von Protein und Chromophor in der Bindungsstelle gezielt veränderter Lipocalinproteine (Anticaline) (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Bach, Thorsten ;  Michel-Beyerle, Maria Elisabeth ;  Skerra, Ph.D., Arne )
• B01 - Ultrakurzzeitspektroskopie von lichtinduzierten Strukturänderungen an Chromoproteinen (Teilprojektleiter Braun, Markus ;  Zinth, Wolfgang )
• B02 - Lichtinduzierte Dynamik in Chromophor/Protein-Systemen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Bach, Thorsten ;  Michel-Beyerle, Maria Elisabeth ;  Skerra, Ph.D., Arne )
• B3 - Kraftmikroskopische Untersuchungen der Struktur und Dynamik nativer Retinalproteine im Millisekundenbereich (Teilprojektleiterin Fritz, Monika )
• B4 - Photoinduzierte Konformationsrelaxationen in Proteinen (Teilprojektleiter Parak, Fritz G. )
• B05 - Lokale Elektrostatik in Proteinen: Stark-Effekt-Experimente und Molekulardynamik-Simulationen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Friedrich, Josef ;  Scharnagl, Christina )
• B6 - Konformations- und Faltungsdynamik in Proteinen und Peptiden (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Michel-Beyerle, Maria Elisabeth ;  Ogrodnik, Alexander )
• B07 - Einzelmolekülspektroskopische Untersuchung von Protein-Chromophor-Wechselwirkung (Teilprojektleiter Bräuchle, Christoph )
• B8 - Ultrakurzzeitspektroskopie von lichtinduzierten Strukturänderungen an Peptid-Modellsystemen (Teilprojektleiter Wachtveitl, Josef ;  Zinth, Wolfgang )
• B09 - Zeitaufgelöste Spektroskopie von Azobenzol-Peptid-Modellsystemen - Parametervariation für den quantitativen Vergleich von Experiment und Simulation (Teilprojektleiter Zinth, Wolfgang )
• B10 - Zeitaufgelöste Röntgenstrukturanalyse (Teilprojektleiter Schmidt, Marius )
• B11 - Proteindynamik unter Hochdruck (Teilprojektleiter Doster, Wolfgang )
• C01 - Theorie und Computersimulation der Konformationsdynamik von lichtschaltbaren Peptiden in natürlicher Umgebung (Teilprojektleiter Tavan, Paul )
• C02 - Proteinspezifische Wechselwirkungsmechanismen bei lichtinduzierten Relaxationsprozessen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Fischer, Sighart F. ;  Scharnagl, Christina )
• C03 - Quantenmechanische Beschreibung der Spektren und Kraftfelder von Proteinbausteinen und Chromophoren in situ (Teilprojektleiter Tavan, Paul )
• G - Zentrale Aufgaben des Sonderforschungsbereichs (Teilprojektleiter Scheer, Hugo )

• Antragstellende Institution: Ludwig-Maximilians-Universität München
• Beteiligte Hochschule: Technische Universität München (TUM)
• Beteiligte Institution: Tel-Aviv University ; George S. Wise Faculty of Life Sciences ; Department of Molecular Biology and Ecology of Plants; Max-Planck-Institut für Biochemie (MPIB)
• Sprecher: Professor Dr. Hugo Scheer