Intramolecular and intermolecular diffusion processes in protein folding and assembly

In the first part of the thesis triplet-triplet energy transfer was used to study the effect of solvent viscosity and temperature on end-to-end loop formation in unfolded polypeptide chains to characterize rate-limiting steps for loop formation. The results showed, that loop formation in long flexible model polypeptides is diffusion-controlled, while additional energy barriers are present in short chains and natural protein sequences. In the second part the effect of electrostatic interactions on the assembly of a trimeric protein was studied and the maximum rate constant for formation of the site-specific protein-protein interaction was determined using triplet-triplet energy transfer. One out of ten random contacts leads to a site-specific contact, while one out of 300 site-specific contacts leads to a stable interaction.
Im ersten Teil der Arbeit wurde mittels Triplett-Triplett Energie Transfer der Effekt von Viskosität und Temperatur auf die End-zu-End Kontaktbildung in ungefalteten Polypeptidketten untersucht um die geschwindigkeitsbestimmenden Schritte zu charakterisieren. Es zeigte sich, dass Kontaktbildung in langen flexiblen Modellpeptiden diffusionskontrolliert ist, während in kurzen Ketten und natürlichen Proteinsequenzen zusätzliche Energiebarrieren vorhanden sind. Im zweiten Teil wurde der Effekt von elektrostatischen Wechselwirkungen auf die Assemblierung eines trimeren Proteins untersucht und mittels Triplett-Triplett Energietransfer die maximale Geschwindigkeitskonstante für die ortsspezifische Protein-Protein Interaktion bestimmt. Einer von zehn zufälligen Kontakten führt zu einem ortsspezifischen Kontakt, während jeder 300. ortsspezifische Kontakt zu einer stabilen Wechselwirkung führt.