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Zeitaufgelöste EPR an Radikalpaaren

 

Proteine der Photolyase/Cryptochrom-Proteinfamilie zeigen nach Photoanregung aus dem volloxidierten Zustand ihres Flavin-Kofaktors eine Elektronentransfer-Reaktion, die über eine Kette von drei Tryptophanen abläuft und zu einem mit der zeitaufgelösten EPR detektierbaren Radikalpaarzustand  führt.

TrpChainPhotoreduction-hs.jpeg

Abbildung: Tryptophan-Kette in Escherichia coli CPD-Photolyase, die am Elektronentransport vom Trp-306 zum Flavin (FAD) beteiligt ist. Rot markiert sind hier die beiden Partner des Radikalpaars, das an der Proteinoberfläche gelegene terminale Tryptophan (Trp-306) und der im Protein verborgene Flavin-Kofaktor (FAD).

Zur theoretischen Beschreibung der EPR-Signale dieser Radikalpaare findet die Theorie gekoppelter Radikalpaare (CCRP) Anwendung.

Literatur

  • S. Weber
    Light-driven enzymatic catalysis of DNA repair: a review of recent biophysical studies on photolyase
    Biochimica et Biophysica Acta (Bioenergetics) 1707 (2005) 1-23.
  • C.W.M. Kay, H. Mögling, E. Schleicher, K. Hitomi, K. Möbius, T. Todo, A. Bacher, G. Richter, S. Weber
    A comparative time-resolved electron paramagnetic resonance study of the flavin cofactor photoreduction in Escherichia coli cyclobutane pyrimidine dimer photolyase and Xenopus laevis photolyase
    Flavins and Flavoproteins 2002 (S. Chapman, R. Perham, N. Scrutton, Editors), Rudolf Weber Agency for Scientific Publishing, Berlin (2002) 713-718.
  • S. Weber, C.W.M. Kay, H. Mögling, K. Möbius, K. Hitomi, T. Todo
    Photoactivation of the flavin cofactor in Xenopus laevis (6-4) photolyase: observation of a transient tyrosyl radical by time-resolved electron paramagnetic resonance
    Proceedings of the National Academy of Sciences USA 99 (2002) 1319-1323.