Freier, Erik

Funktionselemente von Proteinen am Beispiel von Bakteriorhodopsin

Die Beschreibung von Proteinen als eine Zusammensetzung einzelner Funktionselemente wird anhand des Membranproteins Bakteriorhodopsin als Modellsystem vorgestellt. Dabei werden sowohl aus der Literatur bekannte Elemente behandelt als auch zwei neue Funktionselemente vorgestellt; eine Protonendiode, die ähnlich einer Diode aus der Elektronik eine Ladungsbewegungsrichtung vorgibt, und ein transienter Protonenleiter, der durch die Umpositionierung proteininterner Wassermoleküle zu einer linearen Kette aufgebaut wird.
Das Funktionselement des Retinals in seiner Bindetasche beispielsweise findet sich in der gesamten Gruppe der Retinalproteine, für die es als Namensgeber dient. Zum Teil haben sich die Retinalproteine konvergent entwickelt und weisen trotz deutlich unterschiedlicher Herkunft analoge Funktionselemente auf. Deshalb wird davon ausgegangen, dass man weitere Elemente aus dem Modellsystem ebenfalls in anderen Proteinen wiederfindet und so einfacher auf deren Funktion schließen kann.

How does a membrane protein achieve a vectorial proton transfer water molecules? / Wolf S., Freier E., Gerwert K.
In: ChemPhysChem, Bd. 9.2008, H. 18, S. 2772 - 2778

Directional proton transfer in membrane proteins achieved through protonated protein bound water molecules : a proton diode / Freier E.[u.a.]
In. Angewandte Chemie / International edition, Bd. 49.2010, H. 38, S. 6889 - 6893

Proton transfer via a transient linear water-molecule chain in a membrane protein / Freier E., Wolf S., Gerwert K.
In: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America : PNAS, Bd. 108.2011, H. 28, S. 11435 - 11439