Mechanische Anisotropie von Proteinen in ...

C.2 Superhelix Polyproteine 93
Abbildung C.4: a) Schematische Darstellung eines Z · Ig27 · Z Polyproteins. b) Typische Kraftausdehnungsantwort
von Z · Ig27 · Z Polyproteinen. c) Mechanische Signatur des Überstreckens
(I) und Unzippens (II) der verbindenden Superhelizes.
on kommt. Die kraftinduzierte Dissoziation der Superhelizes findet bei den experimentell
üblichen Bedingungen im thermischen Gleichgewicht statt und führt zu einer hochreproduzierbaren
und markanten Signatur in Kraft-Ausdehnungskurven. In einem Polyprotein,
dass aus einem Baustein wie in Abb. C.2 a) konstruiert worden ist, sollten statistisch
gemischt drei verschiedene Verknüpfungsgeometrien vorhanden sein. Abb. C.4 a)
zeigt schematisch die Struktur eines Z · Ig27 · Z Polyproteins mit den drei verschiedenen
Verknüpfungsgeometrien. Die Verknüpfungsgeometrien I. und II. sollten sich durch
Auftreten der charakteristischen Signaturen des Überstreckens bzw. Unzipping in Einzelmolekül-Kraftkurven
bemerkbar machen, während eine Kraftwirkung auf die Superhelix
im Fall III. durch eine kovalente Schwefelbrücke abgeschirmt wird. Abb. C.4 zeigt eine
typische Einzelmolekül-Kraftkurve an einem Z · Ig27 · Z Polyprotein. Für die Messung der
Kraftkurve wurde zunächst die Probenfläche etwa 200 Nanometer von der Cantileverspitze
entfernt, um Vielfachwechselwirkungen mit dem Cantilever zu beseitigen (Abb. C.4 b),
grauer Abschnitt). Im Anschluss wurde in zehn Zyklen die Probenfläche bis auf 50 nm
an den Cantilever angenähert und wieder auf 200 nm entfernt. Die Zyklen sind nötig, um
die Auflösung im Bereich der Superhelix Signaturen zu steigern. Im Anschluss wurde wie
in konventionellen Kraftkurven die Probenfläche mit konstanter Geschwindigkeit weiter
entfernt. In der Kraftkurve sind bis zum Abriss des Moleküls 15 äquidistante Kraftzacken
(blauer Teil) ersichtlich, die auf den sequentiellen Zusammenbruch aller im Molekül enthaltenen
Ig27 Strukturen zurückzuführen sind. Zusätzlich dazu ist bei Ausdehnungen bis
250 nm ein Kraftplateau ersichtlich. Mittelung der Zyklen in diesem Ausdehnungsbereich