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By Gotthold Ebert
Für das Verständnis der Eigenschaften und Funktionen von Biopolymeren, wie Nucleinsäuren, Proteinen, Polysacchariden ist die Kenntnis ihrer Struktur von grundlegender Bedeutung. Die Beziehungen zwischen der durch chemische Zusammensetzung und Sequenz der Bausteine gegebenen Primärstruktur der Moleküle und ihrer räumlichen Anordnung auf der einen und ihrer Funktion auf der anderen Seite ist bei den der Informationsspeicherung und -übermittlung dienenden Nucleinsäuren sowie bei Polypeptiden und Proteinen besonders deutlich zu erkennen. Besonderer Raum wird in diesem Zusammenhang den fibrillären Proteinen gewidmet. Änderungen der Konformation sind dabei eng mit Eigenschaften und Funktion gekoppelt. Polysaccharide dienen im pflanzlichen und tierischen Organismus als Reserve- und vor allem als Strukturmaterial, oft im Verbund mit Proteinen. Insbesondere Polysaccharide pflanzlicher Herkunft spielen als nachwachsende Rohstoffe, die jährlich in der Größenordnung von a hundred Gigatonnen synthetisiert werden, eine zunehmende Rolle. Ebenso wichtig und interessant sind aber die bemerkenswerten Eigenschaften vieler aus komplizierten Verbundsystemen bestehenden Biopolymer-Materialien. Hiervon können auch Materialwissenschaftler viele wertvolle Anregungen für die Entwicklung neuer Hochleistungs-Werkstoffe erhalten.
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Scheinbar" deshalb, weil darin noch die Ionisationsenthalpie des dritten Protons der Phosphorsäure mit ßHl = 4,2 kcal/Mol enthalten ist. Bei einer mittleren Änderung der Protonenzahl von ~n = 0,6, also bei 60Xiger Protonierungf ergibt sich so für eine DNA (Kalbsthymus) in 0,15 11 Phosphat-Puffer bei einer pH-WertErhöhung von 10,3 auf 11,3 eine Herabsetzung von T. von 68,8 °C auf 34,4 oc. 3 Einfluß von Elektrolyten auf die Konforaation in Lösung DNA- Für die Stabilisierung der DNA-Doppelhelix sind, wie schon erwähnt, Ionen notwendig.
Methylierten Polymeren durch 30% Ethanol oder durch zweiwertige Kationen in die Z'-Helix übergeht (49). Die Methylgruppe des 5-Methylcytosins er leichtert also nicht nur die B -> Z-Konformationsumwandlung, sondern auch die von der Zin die Z'-Form. a. Modellverbindungen, fast ausschließlich vor G vorkommt. Außerdem ist es von Interesse, daß die Methylierung der DNA bei der Gen-Regulierung eine wesentliche Rolle spielt (10) und daß eine Anzahl von Carcinogenen Cytosin-Reste methylieren. Die Z-Helix ist auch in Polytänchromosomen von Drosophila nachgewiesen worden (In polytänen Chromosomen ist der DNAGehalt pro Chromosom vervielfacht, nicht aber die Zahl der Chromosomen) • Die Z-Form der DNA kann nach Vertino et al.
Sequenzen selbstkomplementär, so daß je 2 Moleküle eine Doppelhelix bilden können. Entgegen den ursprünglichen Erwartungen bildet das o. a. Dodecamere 25 keine Z-, sondern eine B-Helix. Daß andererseits die Sequenz CGCG für die Ausbildung der Z-Helix essentiell ist wurde von Connor et al. gezeigt (39). Nach diesen Arbeiten bildet das Tetramere CCGG ein A-Helix-Fragment, ebenso wie die Octameren GGCCGGCC (40) und GGTATACC. Es hat sich herausgestellt, daß es nicht nur eine Z-Helix, sondern daß es je nach den äußeren Bedingungen eine ganze Familie von Z-Helices gibt, die mit Z-, ZI-, ZII-, Z-' bezeichnet werden.