Quantifizierung von Kupfer(II)-ionen in Zellen

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In der Biologie ist das Grün Fluoreszierende Protein (GFP) ein wichtiges Werkzeug. GFP spielt z. B. bei der Beobachtung der Genexpression sowie in der Lokalisierung und der Untersuchung von Wechselwirkungen von Proteinen eine wichtige Rolle. Für das quantitative Arbeiten mit GFP, wie es sich bei dessen Einsatz als Biosensor ergibt, führt das zu Fragestellungen, die weiterreichende Untersuchungen erfordern. Nach einer Übersicht über die aktuellen Anwendungen wird eine Methode entwickelt, mit der die Fluoreszenzlebensdauermikroskopie an GFP als Sensor für zweiwertige Kupferionen eingesetzt werden kann. Anhand der Entwicklung eines mathematischen Modells kann durch die Betrachtung der Lebensdauer von GFP die Konzentration der Kupferionen bestimmt werden. Durch die Möglichkeit ortsaufgelöster Messungen eignet sich dieses Verfahren zur Untersuchung der Konzentration an Kupferionen in Zellen. Es werden Beispiele in E. coli und in Tabakzellen gezeigt. Außerdem wird ein Verfahren beschrieben, das über die Messung der Lebensdauer die Bestimmung der Bildungseffizienz von GFP erlaubt.