Elektronentransfer

WissenschaftlerInnen des Arbeitskreises Theoretische Chemie von Thorsten Koslowski haben basierend auf der Dielektrizitätstheorie neue Computersimulationen für den Elektronentransfer in der Nitritreduktase aus dem Bakterium D. vulgaris durchgeführt. Die jetzt in der Fachzeitschrift „Biophysical Chemistry“ veröffentlichten Berechnungen ergänzen das 2017 im gleichen Arbeitskreis durch Moleküldynamik ermittelte Modell. Sie erweitern die bisherigen Kenntnisse über eine der zentralen, sehr komplexen Reaktionen in lebenden Organismen: die gezielte Übertragung von Elektronen durch Enzymen zur Umsetzung von Molekülen und Ionen.

Die Nitritreduktase ist in der Plasmamembran verankert und beinhaltet mehrere Hämgruppen. Diese leiten Elektronen zum Reaktionszentrum im Enzym um Nitrit zu Ammonium zu reduzieren. Die ForscherInnen konnten durch vergleichen der neuen Berechnungen mit denen aus 2017 diesen Mechanismus noch genauer beleuchten. So haben sie die Dielektrizitätskonstante des Proteins bestimmt (siehe Kasten). Die WissenschaftlerInnen konnten zeigen, dass die Wassermoleküle in der Umgebung des Enzyms einen großen Einfluss auf die energetischen Bedingungen des Elektronentransfers haben. Zudem deuten die Erkenntnisse darauf hin, dass die im Enzym eingelagerten Calcium-Ionen die Elektronenübertragung energetisch begünstigen.

Originalveröffentlichung:

David Gnandt, Sehee Na, Thorsten Koslowski

Simulating biological charge transfer: Continuum dielectric theory or molecular dynamics?

Biophysical Chemistry 241 (2018), 1-7

https://doi.org/10.1016/j.bpc.2018.07.001

Kontakt:

David Gnandt / Prof. Dr. Thorsten Koslowski

Theoretische Chemie

Institut für Physikalische Chemie

Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

Tel.: (+49) 761 - 203 - 6175 (Gnandt) / (+49) 761 - 203 -6182 (Koslowski)

E-Mail: david.gnandt@physchem.uni-freiburg.de / thorsten.koslowski@physchem.uni-freiburg.de