Local chemical probes for the investigation of heme transfer processes

• Applicant: Professor Dr. Martin Bröring
• Subject Area: Inorganic Molecular Chemistry - Synthesis and Characterisation ; Biochemistry
• Term: from 2012 to 2016
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 100799727

Es werden Methoden für die Untersuchung von Häm-Austauschprozessen durch EPR- und Mössbauer-Spektroskopie vorgeschlagen. Zur Anwendung dieser Methoden müssen kleine Häm-Analoga hergestellt und in die Häm-Bindungstaschen von Proteinen als lokale Sonden eingeführt werden. 57Fe angereicherte Porphyrinoide ermöglichen Mössbauer-Untersuchungen, die detaillierte Informationen über Redox-, Spin- und Bindungszustand des Eisenatoms im proteingebundenen Häm liefern können. Eisencorrole können zur Visualisierung von sonst in der EPR-Spektroskopie nicht sichtbaren Spezies, insbesondere von Fe(II)-Häm, herangezogen werden. Im Fokus der Untersuchungen stehen vor allem die dynamischen Phänomene des Häm-Austauschs, d.h. die Korrelation der Häm-Bindung mit Redox- oder Protonierungsschritten, und/oder der Bindung kleiner Signalmoleküle wie CO oder NO. Erste Ergebnisse am humanen Häm-Enzym Guanylat-Cyclase und am Escherichia Coli Häm-Bindungsprotein HemW zeigen die Durchführbarkeit und den Wert dieses Vorhabens. Die Methoden werden an dem bekannten Pseudomonas aeruginosa Häm- Bindungsprotein PhuS/Hämoxygenase Transfer-System getestet und im PROTRAINVerbund bei der humanen Guanylat-Cyclase und bei E. coli HemW eingesetzt.

• DFG Programme: Research Units
• Subproject of: FOR 1220: Prosthetic Groups: Transport and Insertion - PROTRAIN