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Dieses Projekt beleuchtet die Eigenschaften und Strukturen von Metallothioninen (MTs) aus der Sicht der Bioanorganischen Chemie und bedient sich dafür Methoden der optischen Spektroskopie, der Molekularbiologie, der thermodynamischen Stabilitätsbestimmung sowie der Strukturanalyse. MTs verfügen über einen hohen Prozentsatz an Cysteinresten und teilweise auch über Histidine, welche als Liganden für bestimmte Metallionen fungieren. Im Rahmen ihrer homöostatischen Funktion sind dies Zn(II) und Cu(I), zusätzlich können auch Schwermetallionen wie Cd(II) und Hg(II) von MTs entgiftet werden.
Wir erhoffen uns, durch eine Erweiterung des Strukturrepertoires ein tieferes Verständnis der Eigenschaften dieser Proteine zu erlangenund insbesondere zu verstehen, worin der Nutzen dieser grossen Aminosäresequenzvielfalt besteht, insbesondere in Organismen wie Pflanzen, die je nach Lokalisation (z.B. Wurzel, Blatt, Frucht) ganz unterschiedliche MTs produzieren. Um die Problematik der intrinsischen strukturellen Flexibilität von MTs zu umgehen, welche Strukturbestimmungen häufig verunmöglichen, werden wir verschiedene Ansätze zur Strukturstabilisierung anwenden und auch versuchen, weniger flexible MTs zu identifizieren. Dem Besteben folgend, die Funktionen von diversen MTs aus Pflanzen, (Schlauch-)Pilzen und auch Bakterien besser zu verstehen, sollen des Weiteren Metallbindungskonstanten und weitere thermodynamische Grössen bestimmt werden.
Die Ergebnisse dieses Projektes sollen neue Metallothioninstrukturtypen aufzeigen, die dabei helfen werden, die Funktionen dieser Proteine besser zu verstehen. Zusätzlich können die Erkenntnisse dazu verwendet werden, Pflanzen, aber auch (Schlauch-)Pilze und Bakterien, derart zu optimieren, dass sie entweder bestimmte essentielle Metallionen anreichern koennen oder durch erhöhte Schwermetallbindungseigenschaften dazu beitragen, Böden, Gewässer oder Abwasser zu entgiften.