Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wasserhülle unter Beobachtung

13.08.2008
Proteinfaltung: Terahertz-Spektroskopie weist Änderungen im Protein-Wassernetzwerk nach

Wasser ist kein "passiver Zuschauer" biologischer Prozesse, sondern ein "aktiver Mitspieler". So ist die Proteinfaltung ein selbstorganisierter Prozess, bei dem die Bewegungen des Lösungsmittels eine Schlüsselrolle spielen.

Bislang lag der Schwerpunkt der Untersuchungen von Faltungsprozessen bei der Beobachtung des Proteinrückgrates und seiner Seitenketten. Forschern um Martin Gruebele und Martina Havenith gelang jetzt der Echtzeitnachweis von Änderungen im Protein-Wassernetzwerk während der Proteinfaltung. Wie sie in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, setzte das Team aus Wissenschaftlern von der University of Illinois (Urbana, USA) und der Ruhr-Universität Bochum dazu eine spektroskopische Methode ein mit dem Namen KITA für "kinetische Terahertz-Absorption".

Terahertz-(THz)-Strahlung besteht aus elektromagnetischen Wellen im Submillimeterbereich und liegt damit zwischen dem Infrarot- und dem Mikrowellen-Bereich. Inzwischen stehen leistungsstarke THz-Quellen zur Verfügung, mit denen es gelingt, die Absorption von Biomolekülen in wässrigen Puffern auf der Zeitskala von Pikosekunden direkt zu messen.

Auf dieser Zeitskala führen gelöste Proteine ihre Gerüstschwingungen aus und finden die kollektiven Bewegungen der Wassermoleküle statt, die ein Protein umgeben. Das Forscherteam konnte kürzlich zeigen, dass die Absorptionsspektroskopie im THz-Bereich eine empfindliche Methode ist, um die Wasserhülle von Proteinen zu untersuchen. In der Schicht um ein Protein sind die Wassermoleküle anders miteinander vernetzt als in reinem Wasser. Ihre Absorption der THz-Strahlung für bestimmte Frequenzen ändert sich dadurch.

Die Art und Weise, wie ein Protein gefaltet ist, bestimmt seine Funktion in ganz erheblichem Maße. Der Faltungsprozess läuft sehr schnell ab. Die Gerüstschwingungen des Proteins beeinflussen das Lösungsmittel, wobei die Dynamik des Lösungsmittels im Gegenzug die Proteindynamik beeinflussen kann - und so eine wichtige Rolle bei der Faltung spielen. Die kinetische THz-Absorption (KITA) zeichnet die Dämpfung und Phasenverschiebung eines elektrischen THz-Feldes auf, die ein Protein während seiner Faltung verursacht. Ein Vergleich mit anderen Methode belegt, dass die KITA Umorientierungen der Wechselwirkungen zwischen Protein und seiner Wasserhülle in einer Frühphase der Faltung detektiert.

Angewandte Chemie: Presseinfo 31/2008

Autor: Martin Gruebele, University of Illinois, Urbana (USA), http://www.scs.uiuc.edu/%7Emgweb/

Angewandte Chemie 2008, 120, No. 34, 6586-6589, doi: 10.1002/ange.200802281

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69495 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | idw
Weitere Informationen:
http://www.gdch.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Auf der Suche nach Universal-Grippeimpfstoffen – Neuraminidase unterschätzt?
21.06.2018 | Paul-Ehrlich-Institut - Bundesinstitut für Impfstoffe und biomedizinische Arzneimittel

nachricht Organische Kristalle mit Twist und Selbstreparatur
21.06.2018 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Im Focus: Revolution der Rohre

Forscher*innen des Instituts für Sensor- und Aktortechnik (ISAT) der Hochschule Coburg lassen Rohrleitungen, Schläuchen oder Behältern in Zukunft regelrecht Ohren wachsen. Sie entwickelten ein innovatives akustisches Messverfahren, um Ablagerungen in Rohren frühzeitig zu erkennen.

Rückstände in Abflussleitungen führen meist zu unerfreulichen Folgen. Ein besonderes Gefährdungspotential birgt der Biofilm – eine Schleimschicht, in der...

Im Focus: Überdosis Calcium

Nanokristalle beeinflussen die Differenzierung von Stammzellen während der Knochenbildung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Basel haben einen Hauptschalter für die Regeneration von Knochengewebe identifiziert....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

Kongress BIO-raffiniert X – Neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe?

21.06.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Der “Stein von Rosetta” für aktive Galaxienkerne entschlüsselt

21.06.2018 | Physik Astronomie

Schneller und sicherer Fliegen

21.06.2018 | Informationstechnologie

Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

21.06.2018 | Innovative Produkte

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics