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Zwischenstufe im Katalysezyklus des Photosystem II identifiziert

19.01.2016: Die aktuellsten Forschungsergebnisse von Wissenschaftlern des MPI CEC, die die Wasseroxidationsreaktion erforschen, wurden als Cover-Artikel für die erste Ausgabe des Fachjournals Chemical Science im Jahr 2016 ausgewählt.

Mit Hilfe theoretischer Chemie und Spektroskopie konnten Forscher in den Gruppen von Dr. Dimitrios Pantazis und Dr. Nicholas Cox eine unvermutete Zwischenstufe im Katalysezyklus des Photosystem II identifizieren. Photosystem II ist ein in der natürlichen Photosynthese essentielles Enzym, das Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff spaltet. Diese Entdeckung erklärt spektroskopische Beobachtungen, die Wissenschaftler über Jahre hinweg nicht erklären konnten, und erreicht gleichzeitig ein besseres Verständnis für den Aufbau des Enzyms und den Mechanismus, den es zur Regulierung des Zugangs von Substratwasser zum katalytisch aktiven Zentrum verwendet.

Strukturelle und mechanistische Informationen wie diese sind einerseits wichtig, um die biologische Photosynthese in all ihren Feinheiten zu verstehen, und können andererseits als Inspiration für das Design künstlicher Wasserspaltungskatalysatoren dienen, die zur Produktion solarer Treibstoffe verwendet werden könnten.

Originalveröffentlichung:
Marius Retegan, Vera Krewald, Fikret Mamedov, Frank Neese, Wolfgang Lubitz, Nicholas Cox and Dimitrios A. Pantazis; "A five-coordinate Mn(IV) intermediate in biological water oxidation: spectroscopic signature and a pivot mechanism for water binding"; Chem. Sci., 2016,7, 72-84

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