Biologische Funktion wird fast immer durch Wechselwirkungen biologischer Makromoleküle vermittelt. Diese Wechselwirkungen sind noch immer schlecht verstanden und bewirken oft grosse strukturelle Änderungen, in manchen Fällen sogar von einer komplett ungefalteten zu einer gefalteten Struktur. Hochauflösungskernspinresonanz (NMR) hat sich zu einem der universellsten Werkzeuge entwickelt, um Biomoleküle präzise zu beschreiben. Dies beinhaltet nicht nur die statische Struktur, sondern auch kinetische und thermodynamische Parameter in atomarer Auflösung. Es ist das Ziel dieses Projektes die speziellen Stärken der NMR-Methode (A) anzuwenden und (B) weiterzuentwickeln, um ein quantitativeres Verständnis von Biomakromolekülen und ihren Wechselwirkungen zu erhalten. Ergebnisse des Teilprojektes A: (1) Bei Cysteinreichen Domänen aus der Nematocystenwand konnte gezeigt werden, dass eine globale Strukturänderung bereits infolge von ein bis zwei Mutationsschritten erfolgen kann. Dies stellt einen bisher einzigartigen experimentellen Beweis der Theorie gleitender evolutionärer Übergänge bei der Entwicklung neuer Eigenschaften von Lebewesen dar. Es wurden dafür mehrere Strukturen der cysteinreichen Domänen aus Minicollagen-1/-15 und NOWA gelöst. (2) Die Struktur von Hexim1 wurde gelöst und die Bindung zu Cyclin T1 charakerisiert. (3) Die Wechselwirkung des Chemokins RANTES mit der Oberfläche des HIV-Korezeptors CCR5 wurde charakterisiert. Der HIV-Korezeptor CCR5 wurde erfolgreich exprimiert und erste Lösungs- und Festkörper-NMR-Spektren aufgenommen (4) Von Lipopolysacharid, dem Auslöser des endotoxischen Schocks wurde eine Struktur im Detergenz-solubilisierten Zustand bestimmt. (5) Die Wechselwirkung der Pilz-Domäne DgrA mit zyklischen Di-GMP wurde charakterisiert. Es wurde eine vorläufige Lösungsstruktur des DgrA/c-di-GMP-Komplexes bestimmt. (6) Die Struktur von T-cadherin-1 wurde gelöst. (7) Die Lösungstruktur von Abl-Kinase, einem wichtigen Target bei der Behandlung von chronischer myeloischer Leukämie, wurde charakterisiert. (7) Es wurde die Struktur der DNA-bindenden Domäne des Antibiotikaresistenzregulators TipA bestimmt. (8) Es wurde die Struktur des Skelettmuskelproteins B-box B2 bestimmt. Ergebnisse des Teilprojektes B: (1) Der Einfluss einzelner Aminosäuren auf die strukturellen Verteilungsfunktionen in kurzkettigen Peptiden wurde durch dipolaren Restwechselwirkungen systematisch charakterisiert. (2) Es konnte durch dipolare Kopplungen und Wasserstoffbrückenkopplungen gezeigt werden, dass selbst unter stark entfaltenden Bedingungen (8 M Urea) ein beta-hairpin in ubiquitin zu 25 % populiert ist. (3) Es wurde eine extrem hochaufgelöste Struktur von Protein GB1 alleine durch dipolare Kopplungen bestimmt. (4) Die Einfluss von Proteindynamik auf Wasserstoffbrückenkopplungen wurde durch Molekulardynamiksimulationen charakterisiert. (5) Es wird im Moment die Druckabhängigkeit der Wasserstoffbrücken mittels Wasserstoffbrückenkopplungen untersucht. (6) In Zusammenarbeit mit Prof. Emsley, Lyon, wurde ein neues Pulsprogramm zur 1H-13C Kreuzpolarisation für ultra-schnelle MAS Festkörper-NMR entwickelt.