title: Fluoreszenzspektroskopie von carba-Dihydronikotinamidadenindinukleotid
creator: Ketteler, Alexa Freifrau von
subject: ddc-530
subject: 530 Physics
description: Die spektroskopischen Eigenschaften des stabilen NAD-Analogs carba-Nikotinamidadenindinukleotid (cNAD) wurden sowohl von physikalischer Seite als auch im Hinblick auf die Anwendbarkeit in einem optischen Glucosesensor untersucht. Entgegen der Literatur weist cNADH den gleichen Extinktionskoeffzienten e=6,2(2)mM^-1cm^-1 wie NADH auf. Die experimentell beobachtete Rotverschiebung des Absorptionsmaximums von 340nm (NADH) zu 360nm (cNADH) konnte auf Basis quantenchemischer Rechnungen nachvollzogen werden und begründet sich letztlich in der Ladungsverschiebung am Cyclopentanring. Die maximale  Fluoreszenzemission tritt sowohl bei NADH als auch bei cNADH bei einer Wellenlänge von 464(2)nm auf, wobei cNADH mit Q=0,024(2) eine um 50% höhere Quantenausbeute als NADH  besitzt. Es konnte ferner verifiziert werden, dass beide Fluorophore innerhalb der Fehlergrenzen die gleichen Fluoreszenzlebensdauern von t1=0,32(3)ns und t2=0,68(3)ns aufweisen. Mehrere Hypothesen zur Ursache des Auftretens von zwei Lebensdauern wurden untersucht.  Fluoreszenzlöschung durch molekularen Sauerstoff, Protonierung /Deprotonierung im elektronisch angeregten Zustand und die cis/trans-Isomerie konnten ausgeschlossen werden. Ebenso wurde eine spektrale Abhängigkeit der Lebensdauern nicht beobachtet. Während ein 2-Zustands-Modell  für NADH noch Fragen offen lässt, konnten die beiden Fluoreszenzlebensdauern von cNADH in H2O auf eine offene und eine geklappte Konformation des Moleküls zurückgeführt werden. Die Bindung des Coenzyms NADH bzw. cNADH an ein Enzym (hier: Glucosedehydrogenase) erhöht sowohl die Quantenausbeute als auch die Fluoreszenzlebensdauer (tgeb=2,9(1)ns). In diesem Kontext wurde die Fluoreszenzlebensdauermessung als neuartiges Verfahren zur  zuverlässigen Bestimmung der Bindungskonstante zwischen Enzym und Fluorophor vorgeschlagen und experimentell demonstriert. Ferner wurde die Option der Fluoreszenzlebensdauermessung von cNADH für einen - auch bei variierender Enzymaktivität - robusten Glucosesensor belegt.
date: 2012
type: Dissertation
type: info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
type: NonPeerReviewed
format: application/pdf
identifier: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserverhttps://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/13990/1/Diss_AlexaKetteler_final.pdf
identifier: DOI:10.11588/heidok.00013990
identifier: urn:nbn:de:bsz:16-heidok-139902
identifier:   Ketteler, Alexa Freifrau von  (2012) Fluoreszenzspektroskopie von carba-Dihydronikotinamidadenindinukleotid.  [Dissertation]     
relation: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/13990/
rights: info:eu-repo/semantics/openAccess
rights: http://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/help/license_urhg.html
language: eng