Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen. Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger bioanorganischer Elektronentransfersysteme im Detail aufgeklärt. Die Wissenschaftler konnten mit einer Kombination unterschiedlichster, zeitaufgelöster Messmethoden, unter anderem an DESYs Röntgenlichtquelle PETRA III, zeigen, dass sogenannte vorverspannte Zustände photochemische Reaktionen beschleunigen oder überhaupt erst ermöglichen. Die Gruppe um Professorin Sonja Herres-Pawlis von der RWTH Aachen, Michael Rübhausen von der Universität Hamburg und Wolfgang Zinth von der Münchner Ludwig-Maximilians-Universität, stellt ihre Arbeit im Fachjournal "Nature Chemistry" vor. Die Forscher hatten den vorverspannten, "entatischen" Zustand an einem Modellsystem untersucht. Als entatischen Zustand bezeichnen Chemiker die Konfiguration eines Moleküls, bei der die normale Anordnung der Atome durch äußere Bindungspartner so verändert wird, dass die Energieschwelle für die gewünschte Reaktion abgesenkt wird und deshalb die Reaktionsgeschwindigkeit zunimmt. Ein Beispiel ist das Metalloprotein Plastocyanin, das ein Kupferatom im Zentrum besitzt und für wichtige Elektronentransferschritte in der Photosynthese verantwortlich ist.