Dynamik der Wasserstoffionen in Proteinen verstehen

Neuer Sonderforschungsbereich zur Erforschung der „Proteinfunktion durch Protonierungsdynamik“ eröffnet

Nr. 112/2013 vom 14.05.2013

Mit einer Feierstunde und Vorträgen renommierter Wissenschaftler ist am Montag an der Freien Universität ein neuer Sonderforschungsbereich (SFB) zur Erforschung der Proteinfunktion eröffnet worden. Im SFB 1078 „Proteinfunktion durch Protonierungsdynamik“ beschäftigen sich Physiker, Chemiker und Biologen aus den drei großen Berliner Universitäten mit der Frage, welche Rolle die Bewegung von Wasserstoffionen (Protonen) beim Funktionsmechanismus von Proteinen spielt, also bei biologischen Makromolekülen, die aus Aminosäuren zusammengesetzt sind. Sprecher des SFB ist der Biophysik-Professor Holger Dau von der Freien Universität.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler wollen im Rahmen des SFB die Arbeitshypothese bestätigen oder widerlegen, wonach die Koordinierung von Proteinen über eine bestimmte Protonierungsdynamik erfolgt, also über die Verlagerung von Protonen in sogenannten Wasserstoffbrücken-Netzwerken. Eine andere Möglichkeit wäre die Bewegung von Protonen über eine größere Entfernung hinweg. Um diese Theorien in der Praxis zu prüfen, wurden vier sogenannte Proteinsysteme – das Photosystem-II, die Cytochrom-c-Oxidase, das Kanalrhodopsin sowie das Phytochrom – ausgewählt, die sich besonders gut dafür eignen, verschiedene Aspekte der These zu untersuchen.

So soll exemplarisch herausgestellt werden, inwieweit die Bewegung der Protonen entscheidend für die Funktion von Proteinen sein kann. Um dies zu erreichen, wollen die Wissenschaftler des SFB 1078 in Zukunft neue biophysikalische Experimente sowie molekulare Simulationen und quantenchemische Berechnungen durchführen. Das Programm des Forschungsbereichs dient der Grundlagenforschung und der Entwicklung neuartiger Konzepte für die Umsetzung in der Praxis. Die Forschungsergebnisse finden so in verschiedenen Bereichen Anwendung: In den Energiewissenschaften werden auf diese Weise Erkenntnisse über lichtgetriebene Wasserspaltung und Sauerstoffreduktion gewonnen; in den Neurowissenschaften können  durch den Einsatz von Kanalrhodopsinen Fortschritte erzielt werden, und auch in der Biotechnologie können die Informationen neue Entwicklungen unterstützen.

Weitere Informationen

Dr. Kerstin Wagner, Sonderforschungsbereich 1078 der Freien Universität Berlin, Institut für Physik, Telefon: 030 / 838-545 84, E-Mail: kerstin.wagner@fu-berlin.de´

Im Internet

www.sfb1078.de