- Einleitung
- Liste der Abkürzungen - Phalloidin
- Actin
- Theorie des elektrischen Feldes (Berne 1976) - Herleitung für die Quasielastische Lichtstreuung - Hydrodynamische Diffusion
- Diffusion im Lösungsgleichgewicht - Theorie der Lichtstreuung
- Datenverarbeitung - Datenverarbeitung - Datenauswertung - Lichtstreuanlage
- Die Streulichtapparatur - Depolarisation
- Meßküvetten
- Herstellung der Meßproben - Actinpräparation
- GeIsolin
- Probenvorbereitung für die Lichtstreumessung - Dynamische Lichtstreumessungen an Actinfasern - Diskussion
- Verwendete Chemikalien und Puffer - Literaturverzeichnis
Einleitung
Die gerichtete sowie die statistische Aggregation von Proteinen stellt in vieler Hinsicht ein sehr interessantes Forschungsgebiet dar. Im Bereich der Biopolymeren spricht man häufig von einer Polymerisation, was zu Verständigungsschwierigkeiten im Gebiet der Makromolekularen Chemie führt, denn entsprechend einer Klassifizierung nach Staudinger, ist mit dem Begriff "Polymerisation" die Ausbildung von kovalenten Bindungen verbunden Die aggregierten Proteine zeigen aber häufig einen sehr hohen Organisationsgrad, der dem von synthetischen Makromolekülen ähnlich ist
Seit einiger Zeit beginnt sich auch die Polymerchemie intensiv für die, bei den Biopolymeren häufig auftretende, Selbstorganisation zu definierten Strukturen und deren Mechanismen zu interessieren. Der Grund ist in der etwas einfacheren Verarbeitbarkeit von Präpolymeren zu suchen, die sich dann später, durch Veränderung der physikalisch-thermodynamischen Bedingungen, zu den gewünschten Strukturen selbst organisieren. Man erwartet sich von diesen biologischen Systemen somit Ergebnisse mit Modellcharakter für die Bildung von synthetischen Polymeren.
Die Untersuchungsmethode der Wahl für diese Zwecke ist die Lichtstreuung, da bei den Messungen die Proteine in Lösung und im nativen Zustand verbleiben können.
Das System Actin ist auch aus biologischen Gründen besonders interessant, da viele dynamische biologische Prozesse in Eukaryonten mit einer Filamentbildung und
Dissoziation einhergehen So ist die Bewegung von Protozoen weitgehend auf den
"Actinmotor" zurückführbar (Spudich 1971). Auch die Form der Zellen wird durch Filamente von Tubulin und Actin determiniert. Der langsame Transport von Neurotransmittern in Neuronen hängt ebenfalls mit den Actin-Filamenten zusammen.
Für diese Arbeit wurde ein Teilaspekt der Actinforschung herausgegriffen, nämlich die Wirkung von Phalloidin auf Filamente. Von der toxikologischen Seite mag diese Frage etwas zu akademisch klingen, aber wer weiß vielleicht tragen Arbeiten dieser Art auch zum Verständnis der molekularen Wirkungsweise der Pilzgiften bei.
Diskussion
Im letzten Kapitel zeigte sich, bei der Auswertung der Daten, ein so nicht erwartetes Verhalten von Actinfilamenten. Die Filamente mit Phalloidin weisen, soweit sich es sich beurteilen läßt, eine ähnliche Flexibilität wie die nativen Filamente auf. Die Frage ist nun, ob sich das mit einer größeren Länge der Filamente ändern läßt. Da in der neueren Literatur von eine steifen Segmentlänge von 1 µm bei Phalloidin gelabelten Filamenten ausgegangen wird, ist es unwahrscheinlich, daß sich die Flexibilität schon bei den maximal gemessenen Längen von 2000 nm auswirkt (Käs 1995). Über natives Filament wurde bisher noch nichts Schlüssiges publiziert, was Flexibilität angeht. Wahrscheinlich sind die, im Experiment verwendeten, Filamentlängen zu kurz um eine Abweichung vom Verhalten von steifen Stäbchen zu erzeugen. Ein anderer Grund könnte in der Ungenauigkeit der Methode liegen, minimale Veränderungen sichtbar zu machen Hier stellt sich die Frage, ob man mit einer besseren Theorie wie die von Garcia de la Torre bessere Ergebnisse erzielen könnte, aber es konnte bis jetzt keine dafür in Frage kommende gefunden werden.
Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, daß gar kein Unterschied zu finden ist. Die Filamente weisen die gleiche Steifheit auf, zumindest in den gemessenen Längenbereich. Das würde bedeuten, daß sich eine seit längeren geführte Diskussion beenden ließe. Um hier in die Offensive zu gehen ist aber vermutlich die Anzahl der Versuche zu gering. Es stand am Ende aber leider kein Probenmaterial mehr zur Verfügung, auch wäre der zeitliche Rahmen für diese Arbeit gesprengt worden.
