Das haloalkaphile Archaeon Natronomas pharaonis nutzt den Lichtrezeptor, das Sensorische Rhodopsin II (NpSRII), im Komplex mit dem halobakteriellen Transducer (NpHtrII) zur photophoben Antwort auf schädliches grün-blaues Licht und entsprechender Steuerung des Flagellenmotors um optimale Umgebungen zum Überleben aufzusuchen. In einer Membran rekonstituiert bildet der Rezeptor/Transducer Komplex eine 2:2 Stöchiometrie aus, wobei ein Transducer-Dimer von zwei Rezeptor-Molekülen flankiert wird. Durch die Lichtanregung wird ein Photozyklus initiiert, dessen Intermediate sich aufgrund ihrer optischen und/oder strukturellen Eigenschaften unterscheiden. In dieser Studie sind die strukturellen Änderungen des Rezeptors und des Transducers während des Photozyklus mit Hilfe der Elektronenspinresonanz (ESR)-Spektroskopie in Kombination mit der ortsspezifischen Spinmarkierung aufgeklärt worden. Als Methoden wurden dabei die zeitaufgelöste ESR-Spektroskopie und Abstandsmessungen in unterschiedlichen Intermediaten mit Hilfe von cw- und Puls-ESR-Techniken genutzt. Der Signaltransfer nach Initiierung des Photozyklus im Rezeptor, die Weiterleitung des Signals zum Transducer durch die Auswärtsbewegung der Helix F und die damit verbundene Verschiebung des thermodynamischen Gleichgewichts in der HAMP-Domäne des Transducers konnten beobachtet und analysiert werden. Die Methode der ESR-Spektroskopie erweist sich als mächtige biophysikalische Technik, die eine direkte und zeitaufgelöste Analyse von strukturellen Konformationsänderungen in Membranproteinen und die strukturelle Aufklärung unterschiedlicher Intermediate erlaubt.

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