Ultraschneller Elektrontransfer und Konformationsdynamik in Chromo­proteinen

J. Wachtveitl

Lehrstuhl für BioMolekulare Optik, SektionPhysik, Ludwig-Maximilians-Universtiät München

Die photoinduzierte Ladungstrennung im Reaktionszentrum stellt die primäre Lichtreaktion der bakteriellen Photosynthese dar. Mit Hilfe von zeitaufgelösten Trans­missions­messungen an nativen und modifizierten Reaktionszentren konnte ein Bakterio­chlorophyll-Monomer zweifelsfrei als primärer Elektronenakzep­tor nachgewiesen werden. Die freie Energie des ersten Intermediats ist dabei von entschei­dender Bedeutung für die Optimierung der Photo­syn­these. Das ungewöhnliche Temperaturverhalten der Elektrontransferprozesse im Reak­tionszentrum wird durch ein Modell erklärt, das die entscheidende Rolle der elektronischen Kopplung V für die ET-Dynamik belegt.

Die Funktion von Azobenzol als reversibler Photoschalter ist seit längerem bekannt. Beim Einbau von Azobenzol in große Moleküle z.B. Peptide können schnelle Strukturänderungen mit Licht ausgelöst und über Ultrakurzzeitspektroskopie verfolgt werden. Letztendlich kön­nen solche Studien Erkenntnisse über Faltungsvorgänge an Peptiden liefern. Vor diesem Hintergrund wurde in zeitaufgelösten Experimenten die prinzipielle Eignung von Azobenzol als schneller, reversibler Photo­schalter demonstriert und extrem schnelle Photoproduktbildung (innerhalb 150 fs) nachgewiesen. Pho­to­induzierte Konfor­ma­tions­änderungen an zyklischen Azopeptiden werden derzeit in einem experimen­tell bisher unzugänglichen Zeitbereich stu­diert.