Biochemie der Signaltransduktion/ Neurosensorische Prozesse

Forschung in der AG Biochemie Signaltransduktion / Neurosensorische Prozesse

Biosensorik

Oberflächen-Plasmon-Resonanz (SPR) Spektroskopie ist eine Biosensortechnologie, die auf der Detektion von Massenänderungen in einem evaneszenten Feld beruht (Abb. 4). Biomoleküle wie z. B. Proteine, Peptide und Nukleinsäuren können auf der Oberfläche von Sensorchips in einer Miniaturflusszelle immobilisiert werden. Mögliche Interaktionspartner werden über die Oberfläche dieses Sensorchips gespült und Wechselwirkungen mit den immobilisierten Molekülen werden über eine Änderung des Brechungsindexes detektierbar. Zeitabhängige Änderungen des Brechungsindexes werden registriert und dienen zur Ermittlung kinetischer Parameter. Wir versuchen insbesondere, mit dieser Methode membrangebundene Prozesse zu untersuchen. Dazu zählen folgende Projekte:

 

  • Molekulare Mechanismen von Myristyl-Schaltern in Sensorproteinen

  • Immobilisierung von Phospholipidschichten auf Sensorchips für die Untersuchung von Membranproteinen; Austesten unterschiedlicher Immobilisierungsstrategien

  • Untersuchungen von G-Protein gekoppelten Rezeptoren
    und Proteinkomplexen auf den Oberflächen modifizierter Sensorchips

Literatur:

Komolov, K. E. and Koch, K.-W. (2010) Application of surface plasmon resonance spectroscopy to study G-protein coupled receptor signalling. Methods Mol. Biol. 627:249-60

Dell'Orco, D., Müller, M. and Koch, K.-W. (2010) Quantitative detection of conformational transitions in a calcium sensor protein by surface plasmon resonance. ChemCommun. 46, 7316-7318


Abb. 4: Prinzip der Oberflächen Plasmon Resonanz (SPR).

Bild


Eine Lichtquelle emittiert monochromatisches Licht, das über ein Prisma auf eine Grenzfläche zweier unterschiedlicher Medien trifft. Das Licht wird unter dem Winkel θ total reflektiert. Eine dünne Edelmetallschicht befindet sich an der Grenzfläche zwischen Prisma und dem Medium mit dem geringeren Brechungsindex (z. B. wässrige Pufferlösung). Die Wechselwirkung des evaneszenten Feldes mit den Elektronenkonstellationen des Metalls führt zu einer Verminderung der reflektierten Lichtintensität (RI), dargestellt als grauer Schatten im reflektierten Lichtstrahl und als Abnahme von RI in der Grafik RI als Funktion von θ. Eine Änderung der dielektrischen Eigenschaften in der Umgebung der Metalloberfläche führt zu einer Änderung der Resonanzbedingungen und somit zu einer Verschiebung von θ (I --> II).