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 Nano-Ampel zeigt Risiko an
24.04.2018 | Universität Duisburg-Essen

nachricht Resteverwerter im Meeresboden
24.04.2018 | Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg

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: BAM@Hannover Messe: Innovatives 3D-Druckverfahren für die Raumfahrt

Auf der Hannover Messe 2018 präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), wie Astronauten in Zukunft Werkzeug oder Ersatzteile per 3D-Druck in der Schwerelosigkeit selbst herstellen können. So können Gewicht und damit auch Transportkosten für Weltraummissionen deutlich reduziert werden. Besucherinnen und Besucher können das innovative additive Fertigungsverfahren auf der Messe live erleben.

Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit heißt das Projekt, bei dem ein Bauteil durch Aufbringen von Pulverschichten und selektivem...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: innovative 3D printing method for space flight

At the Hannover Messe 2018, the Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) will show how, in the future, astronauts could produce their own tools or spare parts in zero gravity using 3D printing. This will reduce, weight and transport costs for space missions. Visitors can experience the innovative additive manufacturing process live at the fair.

Powder-based additive manufacturing in zero gravity is the name of the project in which a component is produced by applying metallic powder layers and then...

Im Focus: IWS-Ingenieure formen moderne Alu-Bauteile für zukünftige Flugzeuge

Mit Unterdruck zum Leichtbau-Flugzeug

Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden haben in Kooperation mit Industriepartnern ein innovatives Verfahren...

Im Focus: Moleküle brillant beleuchtet

Physiker des Labors für Attosekundenphysik, der Ludwig-Maximilians-Universität und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik haben eine leistungsstarke Lichtquelle entwickelt, die ultrakurze Pulse über einen Großteil des mittleren Infrarot-Wellenlängenbereichs generiert. Die Wissenschaftler versprechen sich von dieser Technologie eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem im Bereich der Krebsfrüherkennung.

Moleküle sind die Grundelemente des Lebens. Auch wir Menschen bestehen aus ihnen. Sie steuern unseren Biorhythmus, zeigen aber auch an, wenn dieser erkrankt...

Im Focus: Molecules Brilliantly Illuminated

Physicists at the Laboratory for Attosecond Physics, which is jointly run by Ludwig-Maximilians-Universität and the Max Planck Institute of Quantum Optics, have developed a high-power laser system that generates ultrashort pulses of light covering a large share of the mid-infrared spectrum. The researchers envisage a wide range of applications for the technology – in the early diagnosis of cancer, for instance.

Molecules are the building blocks of life. Like all other organisms, we are made of them. They control our biorhythm, and they can also reflect our state of...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

infernum-Tag 2018: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

24.04.2018 | Veranstaltungen

Fraunhofer eröffnet Community zur Entwicklung von Anwendungen und Technologien für die Industrie 4.0

23.04.2018 | Veranstaltungen

Mars Sample Return – Wann kommen die ersten Gesteinsproben vom Roten Planeten?

23.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

RWI/ISL-Containerumschlag-Index auf hohem Niveau deutlich rückläufig

24.04.2018 | Wirtschaft Finanzen

BAM@Hannover Messe: Innovatives 3D-Druckverfahren für die Raumfahrt

24.04.2018 | HANNOVER MESSE

infernum-Tag 2018: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

24.04.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics