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Es wurden zahlreiche halogenierte Aromaten mit sehr starken Oxidationsmitteln (Dioxygenylsalzen, Peroxodisulfuryldifluorid) zu den entsprechenden Radikalkationen oxidiert. Es wurden erstmals die Kristallstrukturen der Radikalkationen des Pentafluorbenzols, 1,2,4,5-Tetrafluorbenzols, Octafluortoluols, p-Decafluorxylols, Decafluorbiphenyls, Hexabrombenzols und des Hexaiodbenzols durch Einkristallstrukturanalyse bestimmt. Zusätzlich wurden alle Radikalkationen ESR-spektroskopisch untersucht. Die bemerkenswerteste Veränderung im Pentafluorbenzolradikalkation, 1,2,4,5- Tetrafluorbenzolradikalkation, Octafluortoluolradikalkation und p-Decafluorxylolradikalkation, ist eine deutliche Bindungsverlängerung zweier C–C-Bindungen am Kohlenstoffgerüst um 0,05–0,07 Å. Das Decafluorbiphenylradikalkation planarisiert sich um etwa 20° gegenüber dem neutralen Decafluorbiphenyl und zeigt eine einzigartige Bindungsverkürzung an der zentralen C–C-Bindung. Beim Hexabrombenzolradikalkation sind vier C–C-Bindungen, anstelle von nur zweien, elongiert. Das Hexaiodbenzolradikalkation zeigt keine Änderungen am Kohlenstoffgerüst gegenüber der neutralen Spezies. Es gibt bemerkenswerte Kationen· · ·Anionen- Kontakte an den Iodatomen. In allen Fällen verkürzen sich die C–Halogen- Bindungen in den Radikalkationen. Alle Befunde wurden durch quantenchemische Berechnungen (B3LYP/6–311++G(d,p) bzw. SDB-aug-cc-pVTZ/MDF46ECP für Iod) überprüft und bestätigt. Durch die Oxidation werden bestimmte Bindungen geschwächt, so dass es zur Bindungselongation kommt. Nur im Falle des Hexaiodbenzols wird an den Iodatomen oxidiert, so dass der strukturelle Einfluß auf das Kohlenstoffgerüst gering ist., Many halogenated aromatic molecules have been converted into the corresponding radical cations by very strong oxidizers (dioxygenyl salts, peroxodisulfuryldifluoride). For the first time the crystal structures of the radical cations of pentafluorobenzene, 1,2,4,5-tetrafluorobenzene, octafluorotoluene, p-decafluoroxylene, decafluorobiphenyl, hexabromobenzene and hexaiodobenzene have been determined by single crystal determination. Additionally these radical cations have been investigated by ESR spectroscopy. The most remarkable feature is the elongation of two C–C bonds by 0.05–0.07 Å in the pentafluorobenzene radical cation, the 1,2,4,5-tetrafluorobenzene radical cation, the octafluorotoluene radical cation and the p-decafluoroxylene radical cation. The decafluorobiphenyl radical cation is flattened by approximately 20° compared to the parent molecule. Furthermore it shows the central C–C bond to be shortened which is a unique feature. Usually oxidation elongates C–C bonds. Four C–C bonds of the hexabromobenzene radical cation are elongated, whereas in the hexaiodobenzene radical cation no changes in the C–C bond lengths are found. There are remarkable cation· · ·anion contacts for the iodine atoms. For all the radical cations the carbon–halogen bond is shortened. The observed structures for the radical cations are confirmed by quantum chemical calculations (B3LYP/6–311++G(d,p) or SDB-aug-cc- pVTZ/MDF46ECP for iodine). The oxidation weakens certain C–C bonds which results in increase of their length. The hexaiodobenzene radical cation is an exception, here the iodine atoms are oxidized which hardly affects the carbon skeleton.

Die Konformationsanalyse von HIV-1 RT mittels ESR-Spektroskopie, in Kombination mit zweifach spinmarkiertem Enzym zeigt erstmalig, daß die ligandenfreie RT in Lösung in einem temperaturabhängigen Gleichgewicht zwischen zwei definierten Konformationen, einer offenen und einer geschlossenen, vorliegt. Die maßgeblich für die Konformationsänderung verantwortliche Daumen-Domäne nimmt bei physiologischen Temperaturen die geschlossenen Form ein. Demgegenüber ist bei tiefen Temperaturen (170K) die offene Konformation bevorzugt. Konkrete Aussagen hinsichtlich der biologischen Funktion dieser Domänenbewegung zu machen ist allerdings schwierig. Die durch die vorliegenden Experimente erstmals gezeigte, hohe Flexibilität dieser Domäne in Lösung, in Kombination mit Röntgenstrukturdaten legen jedoch nahe, daß sie an der Translokation des Nukleinsäure-Substrats während der Polymerisationsreaktion beteiligt sein könnte. Weiterhin haben die ESR-Strukturanalysen gezeigt, daß der mit Hilfe der SELEX Methode identifizierte pseudoknot-RNA-Inhibitor für die geschlossene Konformation der RT selektiert wurde. Dies kann als ein Grund für die extrem feste Bindung des Inhibitors zur RT angeführt werden. In Einzelmolekül-FRET-Experimente konnte zum ersten Mal durch die strukturelle Analyse einzelner RT-Nukleinsäure Komplexe in Lösung gezeigt werden, daß die RT-Primer/Matrize Komplexe mindestens zwei eindeutig unterschiedliche Konformationen annehmen. Des weiteren wird durch die Ergebnisse der Einzelmolekül-FRET-Experimente das vorgestellte kinetische Modell vollständig unterstützt. Die Experimente belegen die Existenz eines postulierten "dead end"-Komplexes und geben Hinweise darauf, daß in diesem Komplex das Substrat nicht in der Nukleinsäurebindungsfurche lokalisiert ist. Des weiteren kann man aus den Einzelmolekül-Untersuchungen schließen, daß sich die Konformationen des produktiven und unproduktiven Komplexes nicht wesentlich voneinander unterscheiden. Dies unterstützt die dem Modell zu Grunde liegende Theorie, daß sich die Struktur der Nukleinsäuren im produktiven und unproduktiven Komplex nur in den ersten Basen, in der Nähe des aktiven Zentrums der Polymerase-Domäne, unterscheiden. Die in dieser Arbeit vorgestellten Testsysteme zur Konformationsanalyse der RT und ihrer Nukleinsäure-Komplexe, stellen methodische Weiterentwicklungen in der ESR-Spektroskopie und der Einzelmolekül-Fluoreszenzspektroskopie dar. So konnte durch die erstmalige zweifache Spinmarkierung eines Enzyms mir der perdeuterierten 15N-Spinsonde MTSL-15N-d15, eine ausgesprochen gute Trennung dipolar verbreiteter ESR-Spektren von unverbreiterten Spektren erreicht werden. Dadurch konnten verschiedene Konformationen der RT in Lösung identifiziert und vor allem quantifiziert werden. Durch die ortsspezifische Fluoreszenzmarkierung von RT und Nukleinsäure-Substrat konnte, in Kombination mit der Methode der Einzelmolekül-Fluoreszenzspektroskopie, zum ersten Mal durch Einzelmolekül-FRET-Experimente zwischen verschiedenen Konformation eines Enzym-Substrat-Komplexes unterschieden werden.