Rücktitelbild: Ortsaufgelöste Beobachtung von Schwingungsenergietransfer durch ein genetisch codiertes ultraschnelles Heizelement (Angew. Chem. 9/2019)

Eine Reihe theoretischer Studien setzt allosterischen Informationstransfer in Proteinen in Beziehung zu definierten Schwingungsenergietransfer(VET)‐Pfaden. Experimentelle Evidenz für diese Pfade ist rar, da für ihre Erforschung eine punktuelle Injektion von Schwingungsenergie in Proteine, d. h. eine lokale Erhitzung, benötigt wird. Um diese Experimente zu ermöglichen, haben wir den ortsspezifischen Einbau der nichtkanonischen Aminosäure β‐(1‐Azulenyl)‐ l ‐alanin (AzAla) mithilfe des erweiterten genetischen Codes etabliert. AzAla stellt eine Ausnahme der Kasha‐Regel dar: während die Aminosäure bei S 1 ‐Anregung interne Konversion durchläuft und dadurch erhitzt, kann sie bei S 2 ‐Anregung als Fluoreszenzmarker dienen. Wir haben PDZ3, eine Interaktionsdomäne des postsynaptischen Proteins PSD‐95, an verschiedenen Positionen mit diesem ultraschnellen Heizelement ausgestattet. Unter Verwendung von ultraschneller IR‐Spektroskopie konnten wir VET, ausgehend von AzAla innerhalb des Proteins, zu einem gebundenen Liganden auf einer Pikosekunden‐Zeitskala beobachten. Dieser Ansatz basierend auf dem genetisch codierten Einbau von AzAla ebnet den Weg zu detaillierten Studien von VET und seiner Funktion in einer Vielzahl von Proteinen.