Calcium sensing and the control of calcium-related pathways play important roles in the control of cellular processes. This work investigated the folding/unfolding properties of calmodulin, a key calcium sensor protein. Using optical tweezers, single calmodulin molecules were repeatedly mechanically unfolded and information about their unfolding and refolding behavior obtained. With this setup, single molecules could be investigated on time scales spanning several orders of magnitude. It could be shown that calmodulin folds, at high calcium concentrations, in a complex network of intermediates. At low calcium, the behavior could be explained using a model for the folding in the presence of ligands. Further, this work presents statistical methods that can be used to obtain detailed information about the folding of complex systems from one-dimensional force-time trajectories.     «

Calcium sensing and the control of calcium-related pathways play important roles in the control of cellular processes. This work investigated the folding/unfolding properties of calmodulin, a key calcium sensor protein. Using optical tweezers, single calmodulin molecules were repeatedly mechanically unfolded and information about their unfolding and refolding behavior obtained. With this setup, single molecules could be investigated on time scales spanning several orders of magnitude. It could b...     »

Die Detektion von Calcium und die Reaktion auf Konzentrationsänderungen spielen eine wichtige Rolle in der Regelung zellulärer Prozesse. In dieser Arbeit wurden die Faltungseigenschaften des wichtigen Calciumsensorproteins Calmodulin untersucht. Mit Hilfe einer optischen Pinzette wurden einzelne Moleküle wiederholt entfaltet und Informationen über deren Entfaltung und Rueckfaltung gewonnen. Das Verhalten einzelner Moleküle konnte so auf Zeitspannen über mehrere Größenordnungen untersucht werden. Es konnte gezeigt werden, dass Calmodulin bei hohen Calcium Konzentrationen ein komplexes Faltungsmuster zeigt. Für niedrige Calcium Konzentrationen konnte ein Modell für die Faltung in der Gegenwart von Liganden entwickelt werden. Im Rahmen der Arbeit wurden statistische Methoden entwickelt, mit deren Hilfe detaillierte Informationen über die Faltung komplexer Systeme aus eindimensionalen Kraft-Zeit-Trajektorien gewonnen werden können.     «

Die Detektion von Calcium und die Reaktion auf Konzentrationsänderungen spielen eine wichtige Rolle in der Regelung zellulärer Prozesse. In dieser Arbeit wurden die Faltungseigenschaften des wichtigen Calciumsensorproteins Calmodulin untersucht. Mit Hilfe einer optischen Pinzette wurden einzelne Moleküle wiederholt entfaltet und Informationen über deren Entfaltung und Rueckfaltung gewonnen. Das Verhalten einzelner Moleküle konnte so auf Zeitspannen über mehrere Größenordnungen untersucht werden....     »