Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Inspiriert durch die Chemie des Auges: Forscher entwickeln neues Verfahren der Katalyse-Chemie

03.09.2015

Forscher der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster haben eine innovative Methode entwickelt, um spezielle Varianten (Isomere) wichtiger Kohlenstoff-Verbindungen herzustellen. Inspiriert wurden sie durch eine chemische Reaktion, die im Auge das Hell-Dunkel-Sehen ermöglicht.

Was der Natur gelingt, davon träumen Chemiker im Labor häufig: Substanzen einfach und umweltfreundlich herzustellen – möglichst ohne unerwünschte Nebenprodukte.


Inspirationsquelle für die Chemiker: das Auge

Foto: Colourbox.de/A. Tiplyashin (Fotoveröffentlichung nur im Zusammenhang mit dieser Meldung und unter Angabe der Quelle gestattet)

Einem Forscherteam der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) ist es nun gelungen, sich eine chemische Reaktion zunutze zu machen, die im Auge abläuft und das Hell-Dunkel-Sehen ermöglicht. Dieses Verfahren, so die Forscher, sei für die chemische Industrie sehr interessant. Denn damit ließen sich spezielle Varianten (Isomere) wichtiger Kohlenstoff-Verbindungen herstellen, die auf anderem Weg nur mit viel Energieaufwand zu erzeugen seien.

Im Auge spielt der Sehfarbstoff Rhodopsin als Lichtsensor eine elementare Rolle. Bei Lichteinfall löst er eine chemische Signalkette aus und aktiviert so die Sehzellen. "Wir haben uns von diesem Prozess inspirieren lassen", sagt Jan Metternich. Der Chemie-Doktorand hat die Studie durchgeführt, gemeinsam mit Prof. Dr. Ryan Gilmour, Professor für chemische Biologie im Exzellenzcluster "Cells in Motion" (CiM) der WWU.

Der Sehfarbstoff Rhodopsin beinhaltet Retinal ("Vitamin A") als eine zentrale Komponente. Allerdings wird zur Aktivierung der Sehzellen eine ganz bestimmte Variante des Retinal-Moleküls benötigt. Sie wird durch den Lichteinfall in eine zweite, sehr ähnliche Form umgewandelt, wodurch die chemische Signalkette in Gang gesetzt wird. Chemiker bezeichnen die verschiedenen Formen eines Moleküls als Isomere.

"Die Umwandlung von Isomeren ist nicht nur für das Sehen wichtig, sondern auch beispielsweise für die Herstellung von Arzneimitteln sowie Pestiziden und Düngemitteln", betont Ryan Gilmour. "Mit unserer innovativen Methode haben wir einen einfachen Weg gefunden, um die in der akademischen Forschung und Industrie benötigten Isomere selektiv herzustellen."

Die Reaktion wird – wie im Auge – durch Licht in Gang gebracht. Als sogenannten Katalysator, der die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht, setzen die Forscher ein kostengünstiges und umweltverträgliches Molekül ein: das Riboflavin, ein B-Vitamin, das zum Beispiel auch als Lebensmittelfarbstoff genutzt wird.

Originalliteratur:

Jan B. Metternich and Ryan Gilmour (2015): A Bio-Inspired, Catalytic E → Z Isomerization of Activated Olefin. J. Am. Chem. Soc.; DOI: 10.1021/jacs.5b07136

Weitere Informationen:

http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.5b07136 Link zur Originalveröffentlichung
http://www.uni-muenster.de/Cells-in-Motion/de/people/all/gilmour-r.php CiM-Professor Ryan Gilmour

Dr. Christina Heimken | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht „Spionieren“ der versteckten Geometrie komplexer Netzwerke mit Hilfe von Maschinenintelligenz
08.12.2017 | Technische Universität Dresden

nachricht Die Zukunft der grünen Gentechnik
08.12.2017 | Max-Planck-Institut für Biochemie

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: Stabile Quantenbits

Physiker aus Konstanz, Princeton und Maryland schaffen ein stabiles Quantengatter als Grundelement für den Quantencomputer

Meilenstein auf dem Weg zum Quantencomputer: Wissenschaftler der Universität Konstanz, der Princeton University sowie der University of Maryland entwickeln ein...

Im Focus: Realer Versuch statt virtuellem Experiment: Erfolgreiche Prüfung von Nanodrähten

Mit neuartigen Experimenten enträtseln Forscher des Helmholtz-Zentrums Geesthacht und der Technischen Universität Hamburg, warum winzige Metallstrukturen extrem fest sind

Ultraleichte und zugleich extrem feste Werkstoffe – poröse Nanomaterialien aus Metall versprechen hochinteressante Anwendungen unter anderem für künftige...

Im Focus: Geburtshelfer und Wegweiser für Photonen

Gezielt Photonen erzeugen und ihren Weg kontrollieren: Das sollte mit einem neuen Design gelingen, das Würzburger Physiker für optische Antennen erarbeitet haben.

Atome und Moleküle können dazu gebracht werden, Lichtteilchen (Photonen) auszusenden. Dieser Vorgang verläuft aber ohne äußeren Eingriff ineffizient und...

Im Focus: Towards data storage at the single molecule level

The miniaturization of the current technology of storage media is hindered by fundamental limits of quantum mechanics. A new approach consists in using so-called spin-crossover molecules as the smallest possible storage unit. Similar to normal hard drives, these special molecules can save information via their magnetic state. A research team from Kiel University has now managed to successfully place a new class of spin-crossover molecules onto a surface and to improve the molecule’s storage capacity. The storage density of conventional hard drives could therefore theoretically be increased by more than one hundred fold. The study has been published in the scientific journal Nano Letters.

Over the past few years, the building blocks of storage media have gotten ever smaller. But further miniaturization of the current technology is hindered by...

Im Focus: Successful Mechanical Testing of Nanowires

With innovative experiments, researchers at the Helmholtz-Zentrums Geesthacht and the Technical University Hamburg unravel why tiny metallic structures are extremely strong

Light-weight and simultaneously strong – porous metallic nanomaterials promise interesting applications as, for instance, for future aeroplanes with enhanced...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

Hohe Heilungschancen bei Lymphomen im Kindesalter

07.12.2017 | Veranstaltungen

Der Roboter im Pflegeheim – bald Wirklichkeit?

05.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Papstar entscheidet sich für tisoware

08.12.2017 | Unternehmensmeldung

Natürliches Radongas – zweithäufigste Ursache für Lungenkrebs

08.12.2017 | Unternehmensmeldung

„Spionieren“ der versteckten Geometrie komplexer Netzwerke mit Hilfe von Maschinenintelligenz

08.12.2017 | Biowissenschaften Chemie