Diese Arbeit strebt danach eine Brücke zwischen Elektronenspinresonanz (EPR) -Methodenentwicklung und der Anwendung modernster EPR-Techniken auf ein komplexes Proteinsystem zu bauen. Die Sensitivität und Signaltreue des Doppel-Elektron-Elektron-Resonanz (DEER) Experiments kann durch die Verwendung von gaußförmigen Pulsen erheblich verbessert werden. Außerdem wird experimentell gezeigt wie Signalübersprechen zwischen DEER Kanälen in Proben entsteht, die orthogonal mit Nitroxiden und Gadolinium spinmarkiert sind. Dazu werden Identifikations- und Unterdrückungsstrategien eingeführt und diskutiert. Die Anwendung von orthogonalen Spinmarkierungsstrategien zur Erforschung der Bcl-2-Familie, die der primäre Regulator des mitochondrialen Pfades der Apoptose ist, bietet neue Einblicke in das Bcl-2-Interaktom. Dem Bestreben folgend Proteine in physiologischeren Umgebungen zu messen, wird untersucht, wie geeignete Protein/Spinmarkierungs-Kombinationen für In-Zell-Studien gefunden werden können.This thesis strives to span a bridge between electron paramagnetic resonance (EPR) method development and the application of state of the art EPR techniques to a complex protein system. Double electron-electron resonance (DEER) sensitivity and signal fidelity can be considerably improved by the utilization of Gaussian pulses that allow to remove the "2+1" pulse train artifact. Moreover, it is shown experimentally how DEER channel cross-talk signals appear in samples that are orthogonally spin-labeled with nitroxide and gadolinium labels. Both identification and suppression strategies are introduced and discussed. The introduction of orthogonal spin labeling strategies to the Bcl-2 family, which is the primary regulator of the mitochondrial pathway of apoptosis, offers new insights into the Bcl-2 interactome. Following the aspiration to measure proteins in more physiological environments, it is addressed how suitable protein/spin label combinations can be found for in-cell studies
