Strukturanalyse von antibiotischen Peptiden in Lipidmembranen mittels Röntgenreflektivität

Abstract

Die vorliegende Dissertation behandelt die Strukturuntersuchung von Peptid/Lipid-Modellsystemen mit der Methode der Röntgenreflektivität. Ein Ergebnis dieser Arbeit ist die Ermittlung der Elektronendichteprofile in senkrechter Richtung zur Lipidmembran für eine Reihe von Systemen in Abhängigkeit von der Peptidkonzentration. Das methodisch wichtigste Ziel der Arbeit war die Modellierung der Röntgenreflektivität von orientierten Membranstapeln und die Entwicklung der experimentellen Grundlagen, wie zum Beispiel Probenpräparation und instrumentelle Auslegung der Messplätze an Röntgenröhren und Synchrotronstrahlungsquellen. Die untersuchten Peptide waren die Peptidantibiotika Alamethicin und Magainin 2.Für die Methodik und Auswertung unterschied man dicke Membranstapeln mit mehreren hundert bis zu tausend Lipiddoppelschichten und so genannte Oligo-Stapeln mit 2 bis 20 Lipiddoppelschichten. Bei den Messungen der meisten Proben wurde eine temperierbare Feuchtigkeitskammer verwendet. Damit konnte eine relative Feuchtigkeit bis zu 99.8% erzeugt und die Temperatur zwischen 40-60°C variiert werden. Zur Analyse der Messdaten wurde eine Modellierung der Reflektivität an Lipidmembranen auf Basis der semi-kinematischen Theorie weiter entwickelt. Die Einflussfaktoren, wie z.B. Absorption oder statische Defekte, wurden bei der Modellierung berücksichtigt.Die Auswertung erfolgte vergleichend durch die klassische Methode der Fouriersynthese und durch Anpassung mit einer Modellfunktion. Die Arbeit beschreibt, inwieweit die Qualität der Proben von organischen Lösungsmitteln beeinflusst wird und welche Rolle die Lipidfilmdicke bei der Rekonstruktion des Elektronendichteprofils spielt. Die Frage, ob die Anwendung der klassischen Methode der vereinfachten Auswertung der Streukurven von Lipidmembranen (Fouriersynthese auf Basis der Bragg-Intensitäten) zu rechtfertigen ist, wird anhand des Vergleichs mit der besser begründeten semi-kinematischen Reflektivitätstheorie diskutiert.