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 Wegbereiter für Vitamin A in Reis
21.07.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Pharmakologie - Im Strom der Bläschen
21.07.2017 | Ludwig-Maximilians-Universität München

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: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungen

Den Nachhaltigkeitskreis schließen: Lebensmittelschutz durch biobasierte Materialien

21.07.2017 | Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Latest News

NASA looks to solar eclipse to help understand Earth's energy system

21.07.2017 | Earth Sciences

Stanford researchers develop a new type of soft, growing robot

21.07.2017 | Power and Electrical Engineering

Vortex photons from electrons in circular motion

21.07.2017 | Physics and Astronomy