FG 1279: Structural and Biochemical Studies on Blue-Light Based Photoswitches (TP 06)

In diesem Projekt wird daran gearbeitet, neue strukturelle Informationen über Licht-aktivierte Enzyme mit Flavin- bzw. Rhodopsin-basierten Photorezeptor-Domänen zu gewinnen. Das Hauptziel liegt auf dem Verständnis der Kopplung zwischen Photosensor und der regulierten (oft enzymatisch aktiven) Effektoreinheit, das die Grundlage für weitere Variationen und mögliche Anwendungen darstellt. Wir konzentrieren uns zunächst auf die Expression natürlicher Photo-aktivierter Zyklasen (PACs) aus Astasia und Beggiatoa, Licht-aktivierten Kinasen (Phototropinen) aus Mougeotia und Licht-regulierten Transkriptionsfaktoren (Aureochromen) aus Heterokontophyten. Zusätzlich werden wir an maßgeschneiderten synthetischen Systemen arbeiten, in denen die Licht-induzierten strukturellen Änderungen im Photorezeptor-Element ebenfalls (Enzym)-Aktivitäten in den Effektordomänen freisetzen. Wir werden z.B. durch Verknüpfung von gut charakterisierten Zyklasen mit dem Phoborhodopsin (SRII) aus Natronobakterien über eine HAMP-Domäne Rhodopsin-Zyklase-Chimären kontruieren. Alle Proteine, die durch Licht stimulierbare Aktivitäten zeigen, werden einem Kristallisations-Screen zugeführt. Strukturell charakterisierte Proteine werden schließlich in vitro und in vivo weiteren spektroskopischen, biochemischen und funktionellen Tests unterzogen.