Dokument: Spectrpscopic Untersuchung von Chlorophyll Model Systems in einem Myoglobin Matrix

Titel:	Spectrpscopic Untersuchung von Chlorophyll Model Systems in einem Myoglobin Matrix
Weiterer Titel:	Spectrpscopic Investigation of Chlorophyll Model Systems in a Myoglobin Matrix
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=20180
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20120119-101700-8
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Rangadurai, Prasanna Venkatesh [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 4,93 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 27.12.2011 / geändert 27.12.2011
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie
Beschreibungen:	Die Photosynthese ist eine der ältesten Reaktionen in der Natur und als solche ist sie schon lange Gegenstand der Forschung, mit dem Ziel, diesen Prozess im Detail nachvollziehen zu können. Untersuchungen sowohl des photosynthetischen Apparates als Ganzes, als auch der verschiedenen daran beteiligten Komponenten wie Photosystem I, Photosystem II, Cytochrome, Antennenpigmente und Chlorophyllmoleküle wurden durchgeführt, um ihre jeweilige Funktion zu verstehen. Da bei den lichtinduzierten Prozessen ungepaarte Elektronen entstehen, ist die EPR-Spektroskopie dabei eine der bevorzugten Untersuchungsmethoden. So wurden EPR und ENDOR verwendet, um die elektronische Struktur von Komponenten der Photosysteme und von Chlorophyll a zu charakterisieren. Reaktionen innerhalb der Photosysteme, die zur Bildung von Triplettzuständen führen, werden minimiert, da diese Singulett-Sauerstoffmoleküle erzeugen, die wiederum die photosynthetische Membran schädigen und letztendlich zerstören können. So werden Tripletts umgehend von Carotinoiden des Reaktionszentrums gequenched. Der Triplettzustand enthält jedoch alle charakteristischen Informationen der Grenzorbitale und kann dadurch einen wichtigen Beitrag zum besseren Verständnis der Eletronentransferprozesse leisten. Da die Tripletts im nativen System gequencht werden, ist die Isolierung der einzelnen Komponenten eine zwingende Voraussetzung für ihre Untersuchung. In dieser Arbeit wurden vier Modellsysteme synthetisiert, um die Elektronenkonfiguration ihrer Triplettzustände zu verstehen, und mit den nativen Systemen verglichen. Des Weiteren wurden die vier Modellsysteme in eine Myoglobin-Matrix eingebracht, um den Einfluss einer Proteinumgebung auf sie zu studieren. EPR- und ENDOR-Experimente wurden mit den Modellsystemen sowohl außerhalb als auch innerhalb der Myoglobin-Umgebung durchgeführt. DFT-Rechungen wurden durchgeführt, um die Analyse der experimentellen Daten zu unterstützen. Natives Myoglobin enthält einen Häm-Kofaktor, der durch die strukturell ähnlichen Modellsysteme ersetzt werden kann. Myoglobin von verschiedenen Organismen wurde verwendet, um das so rekonstituierte Protein herzustellen. Erste Einzelkristall-EPR-Messungen wurden mit Einzelkristallen von Zink-Protoporphyrin IX-Mb durchgeführt als Versuch, die räumliche Orientierung des Tensors der Nullfeldaufspaltung zu bestimmen. Photosynthesis is one of the oldest reactions occurring in nature and much work has been done to understand the process in detail. Studies have been carried out on the system as a whole and also the various components like the photosystem I, photosystem II, cytrochromes, antenna pigments and chlorophylls have been analyzed individually to understand their function. Since the processes are light induced and generate unpaired electrons, EPR spectroscopy has been one of the main tools of analysis. Previously, EPR and ENDOR have been utilized to study the electronic structure of the photosystems and the chlorophyll a molecule. The triplet formation in the photosystems is carefully avoided since the triplets lead to production of singlet oxygen which can prove fatal to the photosynthetic membrane. Hence, any triplets formed are immediately quenched by the carotenoids present in the system. However, the triplet state contains all the necessary electronic information of the frontier orbitals and will help in better understanding of the electron transfer processes. Since the triplets are quenched in the native system, it becomes essential to isolate the individual components and study them. In this work, four model systems were synthesised in order to understand their triplet electronic configuration and compared with the native systems. The four model systems were further inserted into a myoglobin matrix to study the influence of a surrounding protein environment. EPR and ENDOR experiments have been carried out on the model systems in and outside myoglobin. DFT calculations have been employed to support the experimental data. The native myoglobin contains a heme cofactor which can be easily replaced by the structurally similar model systems. Myoglobin from various sources has been utilized to make reconstituted myoglobin and pilot single crystal EPR measurements have been performed on Zinc protoporphyrin IX-Mb single crystals in an attempt to study the orientation of the zero field splitting tensors.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie
Dokument erstellt am:	19.01.2012
Dateien geändert am:	19.01.2012
Promotionsantrag am:	15.10.2011
Datum der Promotion:	17.11.2011