Herstellung und Charakterisierung funktionaler Protein-Grenzflächen

Abstract

Im ersten Teilprojekt wurde die Konformation und Entfaltung von Proteinen an der Wasser-Siliziumoxid-Grenzfläche untersucht. Mithilfe der thermodynamischen Parameter Druck und Temperatur wurden die volumetrischen und enthalpischen Beiträge experimentell erfasst und mit den die frei in Lösung auftretenden verglichen. Hierbei stand die Frage im Vordergrund, ob die an einer Grenzfläche ausgebildeten Sekundärstrukturen mit denen, im Verlauf der Proteinentfaltung in Lösung auftretenden, im Zusammenhang stehen. Im zweiten Teilprojekt wurde die Liganden-induzierte Konformationsumwandlung von Calmodulin in Lösung in Abhängigkeit des Drucks und der Temperatur untersucht, um auf diese Weise die Stärke und Art der Protein-Ligand-Wechselwirkung zu analysieren. Im dritten und vierten Teilprojekt lag der Fokus auf dem Aufbau von biologisch-schaltbaren Oberflächen. Als Modellprotein diente Calmodulin, dessen Liganden-induzierte Konformationsänderungen auf die Grenzfläche übertragen werden sollten. Es wurde untersucht, inwieweit das so immobilisierte Calmodulin durch Ligandenbindung seine Konformation weiterhin ändert und dabei die Strukturen des Polymerfilms verändert. Auf diese Weise waren letztlich biologisch-schaltbare Grenzflächen realisierbar. Aufgebaut wurden Polyelektrolytmultischichten, bei denen Calmodulin als Polyanion verwendet wurde, und eine Grenzschicht aus einem Polyethylenglycolnetzwerk, welches durch CaMT34C, T110C quervernetzt wurde.