„ Die Attosekunden-Kristallographie und -Spektroskopie mit Röntgenstrahlung, die von Chapman und Fromme an der Linac Coherent Light Source in Kalifornien derzeit schon im Femtosekunden-Bereich teilweise erprobt wird, kann ultraschnelle Prozesse nicht nur im Realraum, sondern auch in der Elektronen-Landschaft vollständig beschreiben “, betont Kärtner, Professor für Free-Electron Laser Studies an der Universität Hamburg, DESY-Forschungsgruppenleiter am CFEL und Principal Investigator am Hamburg Center for Ultrafast Imaging ( CUI ).
Diese Technik werde das Verständnis von Struktur und Funktion auf der molekularen und atomaren Ebene revolutionieren und fundamentale Prozesse in Chemie und Biologie enträtseln, etwa die Dynamik der Lichtabsorption, des Elektronentransports und der Proteinstruktur bei der Photosynthese – eines der wichtigsten ungelösten Probleme der Strukturbiologie.
Damit wird die Technik auch für viele weitere Forschungsrichtungen relevant, etwa für das Center for Structural Systems Biology CSSB, das derzeit als Kooperation von acht Institutionen auf dem DESY-Campus entsteht.
www.desy.de“ The attosecond crystallography and spectroscopy with X-ray radiation, which currently is partially tested in the femtosecond range by Chapman and Fromme at the Linac Coherent Light Source in California, can not only completely resolve ultra-fast processes in real space but also in the energy domain, ” said Kärtner, Professor for Free-Electron Laser Studies at the University of Hamburg, DESY research group leader at CFEL and Principal Investigator at the Hamburg Center for Ultrafast Imaging ( CUI ).
This technology can revolutionise the understanding of structure and function at the molecular and atomic level and unravel fundamental processes in chemistry and biology, e.g. the dynamics of light absorption, of electron transport and of the protein structural changes during photosynthesis – one of the major unsolved problems of structural biology.
This makes this technology also relevant for many other fields of research, for example for the Center for Structural Systems Biology CSSB, which is currently being established as a cooperation of eight institutions on the DESY campus.
www.desy.deInsbesondere der Spurwechsel, also hier das Wechseln in den unterschiedlichen Lagen, stellt sich für die Elektronen als sehr schwierig heraus. ?
?Die Ergebnisse zeigen, dass es möglich ist, auf der atomaren Skala Elektronentransport im Nicht-Gleichgewicht zu charakterisieren und zwischen verschiedenen Streubeiträgen zu unterscheiden?, ergänzt Arbeitsgruppenleiter Dr. Martin Wenderoth.
?Dies war bisher nur mit theoretischen Berechnungen möglich.
www.uni-goettingen.deThe lane change, or in this case the change from one layer of graphene to the other, is extremely hard for the electrons. ?
?Our results demonstrate that it is possible to characterise electron transport in non-equilibrium on the atomic scale and to distinguish between different scattering contributions,? adds Dr. Martin Wenderoth, head of the group.
?So far, this was only possible by theoretical calculations.
www.uni-goettingen.de1.
Die Modulation des photosynthetischen Elektronentransports durch Ionen (Dr. Metzger) Am Beispiel der einzelnen Teilreaktionen von Photosystem II wird der Einfluß und die Beteiligung verschiedener Ionen (insbesondere Ca2+) auf Wasserspaltung, Regulation des Elektronentransports, Membranstruktur etc. mit biochemischen und biophysikalischen Methoden analysiert.
2. Anpassungsstrategien von einzelligen Grünalgen an unterschiedliche Lichtbedingungen (Dr. Tschiersch) Mit Hilfe von Fluoreszenzanalysen sowie verschiedener biochemischer Methoden wird die Regulation der Lichtsammelfunktion und der Photosystem II-Aktivität an den Modellorganismen Euglena gracilis und Chlamydomonas reinhardtii untersucht.
www2.biologie.uni-halle.de1.
Modulation of photosynthetic electron transport by ions (Dr. Metzger) The influence of different ions (particularly Ca2+) and their involvement in the structure and function of photosystem II (e.g., water-splitting, regulation of electron transport, membrane structure) is analyzed with various biochemical and biophysical methods.
2.
www2.biologie.uni-halle.deDas Bakterium legt so einen Vorrat an Energie an, der ihm über Stressphasen hinweg hilft.
Allerdings verlangsamt dieser Schalter auch die Geschwindigkeit des photosynthetischen Elektronentransports mit der Wasserspaltung im Licht:
„Man muss sich das so vorstellen, als würde man gegen einen Widerstand etwas in einen vollen Speicher pressen wollen“, verdeutlicht Prof. Rögner.
aktuell.ruhr-uni-bochum.deThe bacterium thus creates a store of energy which helps it through stress phases.
However, this switch also slows the rate of photosynthetic electron transport with the water splitting in light:
“You have to imagine it like wanting to squeeze something into a full storehouse against resistance”, says Prof. Rögner.
aktuell.ruhr-uni-bochum.deHier arbeiten die Erlanger Chemiker eng mit Forschungspartnern der Universität Tokio zusammen.
Die japanische Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Eiichi Nakamura hat sich auf die Entwicklung neuer Synthesereaktionen spezialisiert und versorgt die Erlanger Wissenschaftler mit starren Kohlenstoffdrähten, an denen der Elektronentransport im Nanobereich untersucht werden kann.
Deutlich stärkere Effekte als erwartet
blogs.fau.deThe Erlangen chemists are working on this with research partners from the University of Tokyo.
The Japanese working group led by Prof. Dr. Eiichi Nakamura specialises in developing new synthesis reactions and supplies the researchers in Erlangen with rigid carbon wires which can be used to study electron transport at the nanoscale.
Significantly stronger effects than expected
blogs.fau.deMechanische und thermische Eigenschaften nanostrukturierter Materialien * Mechanische Eigenschaften von Nanostrukturen * Thermische Eigenschaften von Nanopartikeln und Molekülclustern 5.
Elektronische und magnetische Eigenschaften nanostrukturierter Festkörper * Theorie niedrigdimensionaler elektronischer Systeme (Quantenfilme, -drähte, punkte) * Elektronentransport in nanostrukturierten Halbleitern (Tunneleffekt, Coulombblockade, etc.) * Eigenschaften von nanostrukturierten magnetischen Materialien und Partikel 6.
Optische Eigenschaften von nanostrukturierten Festkörpern * Wechselwirkung nanostrukturierter Halbleiter mit elektromagnetischer Strahlung * Nanostrukturierte photonische Systeme (Photonische Kristalle, Mikrokavitäten, etc.) * Quantenpunktstrukturen in optischen Resonatoren 7. Nanostrukturierungsverfahren * Top-down Methoden (Lithographie, Nanostempel, AFM, etc.) * Bottom-up Methoden (Selbstorganisiertes Wachstum, Sol-Gel, chemische Verfahren) 8. Charakterisierungsmethoden für Nanostrukturen * Elektronenraster- und transmissionsmikroskopie * Rastersondenverfahren (AFM, STM, magnet.
www.tp.ina-kassel.deMechanical and thermal properties of nanostructured materials * mechanical properties of the nanostructures * thermal properties of the nanoparticles and clusters of the moleculs 5.
Electrical and magnetic properties of the nanostructured solids * theory of the low-dimensional electron systems (quqntum films, quantum wires, quantum dots) * electron transport in nanostructured semiconductors (tunnel effect, coulomb blockade and others) * properties of nanostructured magnetic materials and particles 6.
Optical properties of the nanostructured solids * interaction of the nanostructured semiconductors with electromagnetic radiation * nanostructured photonic systems (photonic crystals, microcavities and others) * quantum dot structures in optical resonators 7. Nanostructuring techniques * top-down methods (lithography, nanoimprint, AFM and others) * bottom-up methods (self growth methods, Sol-Gel, chemical methods) 8.
www.tp.ina-kassel.deTrotz der fast symmetrischen Anordnung der Chromophoren gibt es einen funktionellen Unterschied :
der a-Zweig wird für den Elektronentransport etwa 200mal häufiger benutzt als der b-Zweig.
In den Membranen werden Reaktionszentren und Cytochrom bc1-Komplexe mit einer Stöchiometrie von 2:1 gefunden.
www.biologie.uni-hamburg.deDespite the nearly symmetrical arrangement of the chromophores there is a functional difference :
the a branch is 200 times more used in electron transport than the b branch.
Within the membranes RCs and cytochrome bc1 complexes are found in a stochiometry of 2:1.
www.biologie.uni-hamburg.deMit einer Reihe weiterer hochmoderner, molekularbiologischer Methoden konnten die Wissenschaftler dem Anammox-Stoffwechselweg auf die Spur zu kommen und die Rolle von Hydrazin und Stickoxid endlich nachweisen.
Schematische Darstellung der Enzyme und Reaktionen während des Elektronentransports an der Membran und innerhalb des Anammoxosoms ( Zeichnung M. Strous ).
www.mpi-bremen.deWith a set of state-of-the art molecular methods the scientists could thus completely unravel the anammox pathway, and unequivocally establish the role of hydrazine and nitric oxide ( NO ) as intermediates.
Schematic diagram of the enzymes and reactions during electron transport at the membrane of and within the anammoxosome ( Diagram by M. Strous ).
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