my.chemie.de
Mit einem my.chemie.de-Account haben Sie immer alles im Überblick - und können sich Ihre eigene Website und Ihren individuellen Newsletter konfigurieren.
Christopher Maffeo, University of Illinois
Kugelrund ist das Modell des Chromatophors, für das die Wissenschaftler Rechner mit einer enormen Kapazität nutzten. Die Simulation verhält sich genauso wie ihr Gegenstück in der Natur.
Hineinzoomen
Die Umwandlung von Sonnenlicht in chemische Energie ist für das Leben unerlässlich. In einer der größten Simulationen eines Biosystems weltweit haben Wissenschaftler diesen komplexen Prozess an einem Bestandteil eines Bakteriums nachgeahmt – am Computer, Atom um Atom. Die Arbeit, die jetzt in der Fachzeitschrift „Cell“ veröffentlicht wurde, ist ein wichtiger Schritt zum besseren Verständnis der Photosynthese in einigen biologischen Strukturen. An der internationalen Forschungskooperation unter Leitung der University of Illinois war auch ein Team der Jacobs University Bremen beteiligt.
Das Projekt geht zurück auf eine Initiative des inzwischen verstorbenen, deutsch-US-amerikanischen Physikprofessors Klaus Schulten von der University of Illinois, der daran forschte, atomare Wechselwirkungen lebender Systeme zu verstehen und darzustellen. Seine Arbeitsgruppe modellierte das Chromatophor, so heißt ein Licht absorbierender Teil einer Zelle, das chemische Energie in Form eines Moleküls namens ATP ausschüttet. Diese Chromatophoren findet sich in pflanzlichen Zellen aber auch in manchen Bakterien.
„Sie wirken wie eine Solarzelle der Zelle. Mit ihren Antennenkomplexen nehmen sie das Licht auf und schütten Energie in Form von ATP für alle anderen Aktivitäten der Zelle wieder aus“, sagt Ulrich Kleinekathöfer. Der Professor für theoretische Physik an der Jacobs University hat gemeinsam mit seiner Doktorandin Ilaria Mallus an dem Projekt mitgewirkt. Auf Basis der Daten der amerikanischen Kollegen führten sie quantenmechanische Berechnungen für das Modell durch.
Um herauszufinden, wie dieses System funktioniert, sezierte die internationale Forschergruppe das Chromatophor mit jedem der Wissenschaft zur Verfügung stehenden Werkzeug, von Laborexperimenten über Rasterkraftmikroskopie bis hin zu Softwareinnovationen. Alle Teile wurden in dem 136 Millionen Atome umfassenden Modell, das sich wie sein Gegenstück in der Natur verhält, wieder zusammengesetzt. Möglich war das nur mithilfe von enorm leistungsfähigen Supercomputern. „Standardsimulationen arbeiten mit etwa 100.000 Atomen, dieses Modell ist um einen Faktor 1.000 größer, es ist ein Vorstoß in neue Dimensionen“ sagt Kleinekathöfer.
Bislang konnten Forscher normalerweise nur einzelne Proteine simulieren. Das Modell zeigt das Wechselspiel sehr vieler Proteine über die gesamte Prozesskette, von der Lichtabsorption bis zur Herstellung von ATP. „Irgendwann werden wir es schaffen ein ganzes Bakterium oder eine ganze Zelle zu simulieren“, glaubt Kleinekathöfer. „Dies ist ein wichtiger Schritt in Richtung auf dieses Ziel.“
Durchbruch auf dem Gebiet der Edelmetall-Oxo Chemie
Ein Durchbruch auf dem Gebiet der Edelmetall-Oxo Chemie ist Wissenschaftler:innen der Jacobs University Bremen um Dr. Ulrich Kortz, Professor für Chemie, gelungen. Denn erstmals haben Forschende kationische, also positiv geladene Metall-Oxo-Cluster auf Basis von Palladium synthetisiert. Übe ... mehr
Durchbruch in der Zellforschung: Neue Methode zum Transport von Wirkstoffen
Zellen sind Meister im Selbstschutz. Ihre Membranen lassen die für sie lebensnotwendigen Stoffe hinein, sperren aber andere Substanzen aus – auch solche, mit denen etwa Krankheiten bekämpft werden könnten. Diese natürliche Barriere zu überwinden, ist ein zentrales Anliegen der Zellforschung ... mehr
Tödliches Spinnengift als Grundstoff medizinischer Anwendungen?
Die Schwarze Witwe schnappt sich ihre Beute mit Gift. Der Biss der Spinne kann auch für Menschen tödlich enden. Wie das Nervengift genau aufgebaut ist und im Detail wirkt, war bislang unklar. Die Arbeitsgruppen von Prof. Dr. Richard Wagner, Biophysiker an der Jacobs University Bremen, und v ... mehr
Chlorogensäuren (CGAs) sind per Definition Ester, die sich aus Hydroxyzimtsäuren und Chinasäure bilden. Als solche werden sie von fast allen Pflanzen als Sekundärmetabolite hergestellt. Mit unserer Nahrung nehmen wir substanzielle Mengen dieser Verbindungsklasse zu uns, täglich ungefähr 1 g ... mehr
Nikolai Kuhnert, Jahrgang 1967, studierte Chemie an der Universität Würzburg und promovierte 1995 in Anorganischer Chemie und Pharmazeutischer Biologie. Nach weiteren Stellen in England (Cambridge, Oxford und Guildford) ist er seit 2006 Professor für Analytische Chemie an der Jacobs Univers ... mehr
Sabur Badmos, Jahrgang 1977, studierte Biochemie an den Universitäten Lagos und Ibadan in Nigeria. Er fertigte seine Promotion an der Jacobs University Bremen in der Arbeitsgruppe von Nikolai Kuhnert an. Seine Forschungsinteressen sind im Bereich der analytischen Chemie, insbesondere der Ch ... mehr
Werner Nau, geb. 1968, studierte Chemie an der Universität Würzburg und der St. Francis Xavier University, Kanada. Er promovierte 1994 an der Universität Würzburg. Nach seinem Postdoktorandenaufenthalt an der University of Ottawa, Kanada (1994 – 1995) habilitierte er sich für Chemie an der ... mehr
Im Rahmen eines neuen Förderprogramms haben die U.S. National Science Foundation (NSF) und die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) der University of Illinois Urbana-Champaign und der Technischen Universität Darmstadt einen dreijährigen Forschungszuschuss in Höhe von 720.000 Dollar (500.00 ... mehr
Umwandlung von Plastikabfällen in Nahrung
Merck hat die Gewinner seines Future Insight Prize 2021 bekannt gegeben. Der mit 1 Mio. € dotierte Preis in der diesjährigen Kategorie „Food Generation“ wurde im Rahmen der Future Insight Days in Darmstadt an Ting Lu, Professor für Bioengineering an der University of Illinois Urbana-Champai ... mehr
Wachstumsfaktoren in Einzelzellen erstmals gezählt
Ob gesund oder krank, menschliche Zellen zeigen Verhaltensweisen und Prozesse, die weitgehend von Wachstumsfaktormolekülen bestimmt werden, die an Rezeptoren auf den Zellen binden. Zum Beispiel sagen Wachstumsfaktoren den Zellen, dass sie sich teilen, bewegen und wann sie sterben sollen - e ... mehr
q&more verfolgt den Anspruch, aktuelle Forschung und innovative Lösungen sichtbar zu machen und den Wissensaustausch zu unterstützen. Im Fokus des breiten Themenspektrums stehen höchste Qualitätsansprüche in einem hochinnovativen Branchenumfeld. Als moderne Wissensplattform bietet q&more den Akteuren im Markt einzigartige Networking-Möglichkeiten. International renommierte Autoren repräsentieren den aktuellen Wissenstand. Die Originalbeiträge werden attraktiv in einem anspruchsvollen Umfeld präsentiert und deutsch und englisch publiziert. Die Inhalte zeigen neue Konzepte und unkonventionelle Lösungsansätze auf.
> mehr zu q&more
q&more wird unterstützt von:
