Konformationsänderung

Viele biophysikalische Techniken wie Kristallographie, NMR, elektronenparamagnetische Resonanz (EPR) unter Verwendung von Spin-Label-Techniken, Zirkulardichroismus (CD), Wasserstoffaustausch und FRET können verwendet werden, um makromolekulare Konformationsänderungen zu untersuchen. Die duale Polarisationsinterferometrie ist eine Benchtop-Technik, mit der Konformationsänderungen in Biomolekülen in Echtzeit mit sehr hoher Auflösung gemessen werden können.

Eine spezielle nichtlineare optische Technik namens Second-Harmonic Generation (SHG) wurde kürzlich zur Untersuchung von Konformationsänderungen in Proteinen angewendet. Bei diesem Verfahren wird eine zweite nicht aktive Sonde an einer Stelle platziert, die durch Mutagenese oder nicht ortsspezifische Anlagerung eine Bewegung im Protein erfährt, und das Protein wird an einer Oberfläche adsorbiert oder spezifisch immobilisiert. Eine Änderung der Proteinkonformation bewirkt eine Änderung der Nettoorientierung des Farbstoffs relativ zur Oberflächenebene und damit der Intensität des zweiten harmonischen Strahls. In einer Proteinprobe mit einer genau definierten Orientierung kann der Neigungswinkel der Sonde quantitativ bestimmt werden, im realen Raum und in Echtzeit. Second-Harmonic-aktive unnatürliche Aminosäuren können auch als Sonden verwendet werden.

Eine andere Methode wendet elektroschaltbare Biooberflächen an, bei denen Proteine auf kurze DNA-Moleküle gelegt werden, die dann durch Anlegen elektrischer Wechselpotentiale durch eine Pufferlösung gezogen werden. Durch die Messung ihrer Geschwindigkeit, die letztlich von ihrer hydrodynamischen Reibung abhängt, können Konformationsänderungen visualisiert werden.