Samenvatting

Cyanobacteriochromen (CBCR) zijn fytochroom-gerelateerde fotoreceptor eiwitten, die van eiwitstructuur veranderen wanneer deze belicht worden met bepaalde kleuren licht. Tijdens deze foto-conversie transformeren de CBCRs van de ene stabiele staat naar de andere, via het doorlopen van verschillende tussenproducten. Om de trillingsenergieën en kinetische sporen te meten van zowel de tussenproducten als de terminale staten, zal een vloeibare stikstof cryostaat worden gebruikt in combinatie met een Fourier Transform InfraRed (FTIR) spectrometer.
Het onderzoekswerk dat is uitgevoerd in deze scriptie laat zien welke stappen zijn ondernomen om een FTIR cryokinetic set-up te bouwen. Inspanning werd gewijd aan het optimaliseren van de FTIR om kamertemperatuur en temperatuur afhankelijke metingen te verrichten.
Dit vereiste de bouw van een zelfgemaakte vloeibare stikstof zuiveringssysteem om de FTIR cryokinetics experimenten te zuiveren van waterdamp en CO2. Om deze stoorsignalen verder te voorkomen is een op-en-neer bewegende stang ontwikkeld dat zowel eiwitmonsters als buffermateriaal in en uit de detector’s stralingspad haalt om nieuwe achtergrond spectra te nemen. Door dit te doen wordt een temperatuur afhankelijke achtergrond scan herhaaldelijk genomen om zowel de drift van de detector ((2,4 ± 0,3) · 10-4 [min-1]) als de interferentie van waterdamp en CO2 te elimineren in de spectra. Door een apertuur van 4 mm doorsnee met een resolutie van 4 cm-1 te gebruiken, samen met een zelfgemaakt automatisch systeem, worden er 10 scans per minuut opgenomen om de kinetische sporen van het eiwit gedurende cryogene koeling te kunnen volgen.
Bij de kamertemperatuur experimenten bleek dat CBCRs een secundaire structurele verandering ondergaan in het gebied van 1625-1550 cm-1, waarbij een β-sheet-α-helix transformatie plaats vindt. Ook werd vastgesteld dat CBCRs meer activiteit vertonen (door bijvoorbeeld breking van waterstofbindingen of wijzigingen van plaatselijke diëlektrische constanten) in de A-ring C1 = O ((1715 ± 2) / (1713 ± 1) cm-1) en D-ring C19 = O ((1736 ± 1) / (1732 ± 1) cm-1). Dit is tegengesteld aan cyanobacterio fytochromen, dit in dit gebied geen activiteit vertonen.