Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Photochemische Prozesse gezielt unterdrückt - Wie Pflanzen sich vor Sonnenbrand schützen

16.07.2008
Pflanzen nützen Licht als Energiequelle. Aber wie schützen sie sich vor Schäden durch zu starke Sonneneinstrahlung?

Der molekulare Mechanismus dieses fundamentalen Prozesses ist noch weitgehend unbekannt. Einen Teil des Rätsels jedoch konnte der theoretische Chemiker Privatdozent Andreas Dreuw von der Goethe-Universität lösen: Er sagte einen Mechanismus vorher, der es Pflanzen ermöglicht, die gewöhnlich stattfindende Umwandlung des Lichts in chemische Energie zu unterdrücken und die Extradosis Sonnenstrahlung stattdessen direkt in Wärme umzuwandeln.

"Als ich das vorschlug, hat mir keiner geglaubt", erinnert sich der Theoretiker, der für seine Habilitationsschrift unlängst den mit 5.000 Euro dotierten Willkomm-Preis erhielt. Tatsächlich wurden seine Vorhersagen zwei Jahre später experimentell bestätigt.

Pflanzen fangen die Sonnenenergie mit lichtsammelnden Antennenkomplexen ein, die aus mehreren hundert Pigment-Molekülen bestehen: das sind zwei Sorten Chlorophyll und verschiedene Carotinoide, die beispielsweise als Farbstoff der Karotte bekannt sind. Die Lichtenergie regt Elektronen in den Pigmenten an, und ein ausgefeilter Transportmechanismus zwischen zwei Photosystemen sorgt dafür, dass die Elektronen bei ihrer Rückkehr in den Grundzustand chemische Energie erzeugen. Bei starker Sonneneinstrahlung würde die Pflanze sich allerdings selbst zerstören, wenn sie alles Licht auf diese Weise umwandelte. Verhindert wird dies durch einen nicht-photochemischen Quenching-Prozess (von engl. "to quench", dämpfen, löschen) dessen molekularer Mechanismus gegenwärtig ein heißes Thema in der Photosyntheseforschung ist.

... mehr zu:
»Carotinoide »Chlorophyll »Elektron

Um herauszufinden, wie dieser Prozess auf molekularer Ebene abläuft, arbeitet der theoretische Chemiker eng mit Experimentatoren an der Universität Frankfurt und dem benachbarten Max-Planck-Institut für Biophysik zusammen. "Aus den Pflanzen, die wir bisher untersucht haben, könnte man mittlerweile einen großen Salat machen", meint Dreuw, "Wir hatten Gurke, Spinat und Erbsen." Zunächst werden aus den Blättern die Proteine der lichtsammelnden Komplexe extrahiert. Dann versucht man mit ultrakurzen Laserpulsen die gesuchten elektronischen Übergänge gezielt anzuregen. Dreuws Aufgabe ist es, die theoretischen Annahmen, die solchen Experimenten zugrunde liegen, durch Simulationen zu überprüfen. "Gegenwärtig gehen wir davon aus, dass sich ein Quenching-Komplex aus Carotinoiden und Chlorophyll bildet, dessen elektronische Struktur so beschaffen ist, dass photochemische Prozesse nicht möglich sind", erklärt er.

Die enge Zusammenarbeit mit Experimentatoren ist Dreuw wichtig. Wenn seine Doktoranden und Diplomanden mit ihm wissenschaftliche Probleme diskutieren wollen, müssen sie nicht nur geistig, sondern auch körperlich fit sein: jeden Mittag zieht Dreuw die Laufschuhe an und dreht seine 10-Kilometer lange Runde vom Frankfurter Riedberg über Bonames, Kalbach, den alten Flughafen und läuft an der Nidda entlang zurück. Danach ist er wieder fit für die zweite Tageshälfte.

Informationen:
PD Andreas Dreuw, Tel.: 069/798-29441, andreas@theochem.uni-frankfurt.de, Theoretische Chemie komplexer Systeme, Campus Riedberg, Universität Frankfurt.
Die Goethe-Universität ist eine forschungsstarke Hochschule in der europäischen Finanzmetropole Frankfurt am Main. Vor 94 Jahren von Frankfurter Bürgern gegründet, ist sie heute eine der zehn größten Universitäten Deutschlands. Am

1. Januar 2008 gewann sie mit der Rückkehr zu ihren historischen Wurzeln als Stiftungsuniversität ein einzigartiges Maß an Eigenständigkeit. Rund um das historische Poelzig-Ensemble im Frankfurter Westend entsteht derzeit für rund 600 Millionen Euro der schönste Campus Deutschlands. Mit 45 eingeworbenen Stiftungs- und Stiftungsgastprofessuren nimmt die Goethe-Uni den deutschen Spitzenplatz ein. In drei Forschungsrankings des CHE in Folge und in der Exzellenzinitiative zeigt sich die Goethe-Universität als eine der forschungsstärksten Hochschulen Deutschlands.

Herausgeber: Der Präsident
Abteilung Marketing und Kommunikation, Postfach 11 19 32,
60054 Frankfurt am Main
Redaktion: Dr. Anne Hardy, Referentin für Wissenschaftskommunikation
Telefon (069) 798 - 2 92 28, Telefax (069) 798 - 2 85 30,
E-Mail hardy@pvw.uni-frankfurt.de

Dr. Anne Hardy | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-frankfurt.de

Weitere Berichte zu: Carotinoide Chlorophyll Elektron

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Evolution: Warum Huftiere im Neogen größer wurden
27.02.2017 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

nachricht Wie Proteine Zellmembranen verformen
27.02.2017 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wie Proteine Zellmembranen verformen

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor Oliver Daumke vom MDC erforscht. Er und sein Team haben nun aufgeklärt, wie sich diese Proteine auf der Oberfläche von Zellen zusammenlagern und dadurch deren Außenhaut verformen.

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor...

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie