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Kurzfassung in Deutsch

MARCKS-Protein ist in den Signalübertragungsweg der Zelle involviert. Durch einen Adsorptions-/Desorptionszyklus mit der Zellmembran reguliert es die Konzentration bestimmter Botenmoleküle. Im Rahmen dieser Arbeit wurde untersucht, inwieweit strukturelle Änderungen der Membran, verursacht durch die Membran-Protein-Wechselwirkung, mit einem Reaktions-Diffusions-System korrelieren.
Die elektrostatische Wechselwirkung von MARCKS-Protein mit negativ geladenen
Membranlipiden geschieht an der inneren Seite der Zellmembran. Als Modellsystem
lässt sich dies mit einer monomolekularen Lipidschicht an der Wasser-Luft-Grenzfläche realisieren. Anhand von oberflächensensitiven Messungen konnte gezeigt werden, dass die Wechselwirkung von MARCKS mit negativ geladenen Membranlipiden und damit die Adsorption an der Membran, zu einer Änderung der Membrantopologie führt. Damit verbundenen ist auch der partielle Einbau von MARCKS in die Membran, was zu einem größeren molekularen Flächenbedarf führt. Dieser korreliert mit dem Anstieg des lateralen Drucks der Lipidmonoschicht bei konstanter Fläche. Die Desorption von MARCKS kann durch die Wechselwirkung mit PKC induziert werden, detektierbar durch die Reduktion des lateralen Drucks. Bei Vorhandensein eines Reservoirs an MARCKS und PKC oszilliert der laterale Druck, was als zyklische Adsorption und Desorption von MARCKS an bzw. von der Lipidschicht interpretiert wird. Anhand der experimentellen Ergebnisse wurde ein mathematisches Modell entwickelt, dass dieses oszillierende Verhalten als ein Reaktions-Diffusions-System erklärt.

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