isothermale Titrationskalorimetrie

Das ist mal eine coole Anwendung für Thermodynamik (in dem Fall Kalorimetrie): eine Möglichkeit, direkte Affinitäten, respektive Enthalpien und Stöchiometrie zwischen Molekülen zu messen. Dabei scheint der Aufbau, zumindest was die Wikipedia dazu zeigt denkbar einfach. Man nehme:

eine Kammer, zwei Zellen, die über einen Feedbackkreislauf miteinander verbunden sind und von denen die eine Wasser enthält (links) und die andere eines der Moleküle, die an der Reaktion beteiligt sein sollen (rechts). Die linke Zelle wird konstant mit Wärmestrom versorgt und gibt diesen über den Feedbackkreislauf weiter. In die rechte Zelle wird nun der jeweilige Bindeparter titriert. Wenn man davon ausgeht, dass es bei den meisten Molekülen eines gewissen Schwellenwertes bedarf, ehe die Reaktion abläuft, kann man daher über die Titrationskurve die Bindeaffinität ablesen. Enthalpie und Stöchiometrie lassen sich dann im Folgenden über die Leistungsunterschiede im Feedbackkreislauf ermitteln. Die wären dann also positiv bei endothermen Reaktionen, da mehr Energie zugeführt werden muss und negativ bei exothermen, da hier ja welche freigesetzt wird.

Und die praktische Anwendung?

Wenn man sich mit Transkriptionsfaktoren beschäftigt, kommt man irgendwann immer zu dem Punkt, wo man sich fragt, was zuerst da war: Das Huhn oder das Ei. In dem Fall: Binden Transkriptionsfaktoren erst an ihre Bindestellen oder lagern sie sich erst zu größeren Komplexen zusammen? Beide Möglichkeiten können unter Umständen zu einem unterschiedlichen Verständnis der Wirkmechanismen von Transkriptionsfaktoren führen. Im Fall von AP1 (Activator Protein-1) einem Komplex aus Jun/Jun Jun/ATF oder Jun/Fos-Proteinen ging man bisher davon aus, dass sich die Proteine zunächst zu Dimeren zusammenfinden und dann an die DNA binden. Dass das im Fall von Jun-Jun aber auch anders sein kann, zeigt eine Publikation von 2008: Evidence that the bZIP domains of the Jun transcription factor bind to DNA as monomers prior to folding and homodimerization Und das mit eben der oben beschriebenen wirklich elegant einfachen Methode. Das dahinter immernoch ein recht beeindruckendes Gerät steckt, zeigt sich auf diesem Vid:

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Und das auslesen? Im Video sieht man auf den letzten Sekunden einen Zoom auf den Bildschirm: Ich vermute, dass es sich hierbei um den Feedbackkreislauf handelt. Bei einer 45° ansteigenden gerade würde man vermuten, dass Input= Output gilt. Kommt es zu Sprüngen, Anstiegen oder Abflachungen in der Kurve, dann würde man daraus auf entsprechende Gleichgewichtsänderungen schließen können.

(keine Garantie für Richtigkeit, Berichtigungen sind jederzeit willkommen)

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