Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Versteckspiel der vier Mangan-Atome

22.12.2006
Neue Entdeckung bringt Wissenschaftler der künstlichen Fotosynthese einen großen Schritt näher

Die Natur nahm sich viele Millionen Jahre Zeit, um den wichtigsten chemischen Prozess auf Erden zu optimieren: Die Fotosynthese. In einem hoch komplizierten Pigment-Protein-Komplex werden aus Wasser, Kohlendioxid und Sonnenenergie Zucker sowie der Sauerstoff der Atmosphäre erzeugt, die menschliches Leben erst ermöglichen. Weltweit versuchen Wissenschaftler, diesen Prozess detailliert zu verstehen, um ihn schließlich künstlich nachzuahmen und damit eine unerschöpfliche und umweltfreundliche Energiequelle zu erschließen.

Mit einer Entdeckung sind Wissenschaftler des Max-Volmer-Laboratoriums für Biophysikalische Chemie am Institut für Chemie der TU Berlin zusammen mit Kollegen vom Lawrence Berkeley National Laboratory in Kalifornien sowie der FU Berlin und dem Max-Planck-Institut Mülheim der Lösung des Rätsels nun einen entscheidenden Schritt näher gekommen.

"Konkret haben wir die Struktur des so genannten Fotosystems II bestimmt, das mit Sonnenenergie Wasser spaltet", erklärt Dr. Athina Zouni. Sie ist Leiterin der Arbeitsgruppe, die bereits Ende 2005 Aufsehen mit neuen Erkenntnissen zur Fotosynthese erregte, veröffentlicht in "Nature" im Dezember 2005.

... mehr zu:
»Fotosynthese »Mangan-Atome

Im entscheidenden Wasser spaltenden Zentrum des Fotosystems II sind vier Mangan-, ein Kalzium- und mindestens fünf Sauerstoff-Atome verknüpft. Doch die richtige geometrische Anordnung der Atome konnte noch nicht ermittelt werden. Mindestens 18 Modelle wurden in der Vergangenheit diskutiert. Ohne diese Anordnung kann aber der Mechanismus der Wasserspaltung nicht verstanden und somit auch nicht für eine künstliche Fotosynthese nutzbar gemacht werden.

"Wir konnten die Lösung nur durch internationale Zusammenarbeit finden", erzählt Athina Zouni. "Zur Strukturbestimmung muss das Fotosystem II Röntgenstrahlen ausgesetzt werden. Dabei kann das Mangan-Zentrum beschädigt werden. Die Amerikaner entwickelten dafür eine schonendere Messmethode, die mit den Daten der Kristallographie an der FU Berlin verknüpft wurde. Wir an der TU Berlin mussten mehr als hundert winzige Protein-Kristalle von etwa 1 x 0,3 Millimetern heranzüchten. Am Computer wurden alle möglichen Anordnungen mit den experimentellen Ergebnissen verglichen."

Schließlich blieb nur eine mögliche Anordnung übrig: Der Cluster besteht aus vier Mangan-Atomen, die jeweils über zwei Sauerstoff-Atome verbrückt sind. "Das Versteckspiel der Mangan-Atome ist damit beendet. Jetzt beginnt eine neue Phase der Forschung, die uns der Entwicklung künstlicher Katalysatoren zur Energiegewinnung näher bringt.

Weitere Informationen erteilt Ihnen gern: Dr. Athina Zouni, Technische Universität Berlin, Institut für Chemie, Fachgruppe Physikalische und Theoretische Chemie
Tel.: 030- 314-2 55 80, E-Mail: zouni@phosis1.chem.tu-berlin.de
Internet: mvl.chem.tu-berlin.de/research/zouni-irrgang/

Ramona Ehret | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-berlin.de/presse/pi/2006/pi312.htm
http://mvl.chem.tu-berlin.de/research/zouni-irrgang/

Weitere Berichte zu: Fotosynthese Mangan-Atome

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Auf der molekularen Streckbank
24.02.2017 | Technische Universität München

nachricht Sicherungskopie im Zentralhirn: Wie Fruchtfliegen ein Ortsgedächtnis bilden
24.02.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

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: „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...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

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