AWK - Detailansicht Veranstaltungen

Übersprungnavigation

Navigation

Inhalt

18.12.2013, 15:30 Uhr

Klasse für Naturwissenschaften und Medizin, 555. Sitzung

Professorin Dr. Christel Marian, Düsseldorf: "Spin-verbotene Prozesse in elektronisch angeregten Molekülen"; Professor Dr. Lutz Schmitt, Düsseldorf: "Ein ABC biologischer Membranen"

Prof.’in Dr. Christel Marian,

geb. 1954, Bad Münstereifel, studierte Chemie mit Schwerpunkt Theoretische Chemie an den Universitäten Köln und Bonn. Nach ihrer Dissertation am Lehrstuhl für Theoretische Chemie der Universität Bonn (1980, Prof.’in S. D. Peyerimhoff ) führte sie ihr Weg nach Schweden, wo sie im Institut für Theoretische Physik der Universität Stockholm bei Prof. P. E. M. Siegbahn ein Postdoktorat absolvierte. Nach ihrer Rückkehr wurde sie Teilprojektleiterin im SFB 334 „Wechselwirkung in Molekülen“ in Bonn, wo ihr 1991 die venia legendi im Fach Theoretische Chemie verliehen wurde. Für ihre Leistungen wurde sie mit dem Nernst-Haber-Bodenstein-Preis der Deutschen Bunsengesellschaft ausgezeichnet. Weitere Stationen ihres Lebensweges waren eine Vertretungsprofessur an der Universität Mainz sowie die Projektleitung der Arbeitsgruppe Computational Chemistry am Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen (Prof. T. Lengauer) des GMD Forschungszentrums für Informationstechnologie in St. Augustin. Dort leitete sie Teilprojekte im SFB 408 „Anorganische Festkörper ohne Translationssymmetrie“. Seit 2001 hat sie den Lehrstuhl (C4) für Theoretische Chemie an der Universität Düsseldorf inne, wo sie noch heute wirkt. Von 2005 bis 2010 war sie Sprecherin des SFB 663 „Molekulare Antwort auf elektronische Anregung“. Seit 2011 ist sie Dekanin der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf. Sie engagierte sich lange Jahre im Auswahlkomitee des Feodor-Lynen-Programms der Alexander von Humboldt Stiftung. Heute ist sie Mitglied der DFG-Kommission für IT-Infrastruktur (Kf R). Frau Prof.’in Marian hat zwei Kinder.

Der Fokus ihrer wissenschaftlichen Interessen liegt auf der Entwicklung und Anwendung relativistischer quantenchemischer Methoden für spinabhängige molekulare Eigenschaften sowie auf der theoretischen Untersuchung photo-physikalischer, photochemischer und photobiologischer Prozesse in Molekülen.

Aus dem Inhalt des Vortrages

Spin-verbotene Prozesse in elektronisch angeregten Molekülen

Die Raten, mit denen strahlungslose und strahlende Prozesse in elektronisch angeregten Zuständen ablaufen, sind für die funktionalen Eigenschaften vieler Chromophore entscheidend. An Hand einiger Beispiele wird in diesem Vortrag die Bedeutung spin-verbotener Übergänge für die Photophysik, Photochemie, Photobiologie und sogar für die Medizin diskutiert.

(i) Moleküle mit einer hohen Triplettquantenausbeute und hoher Triplettlebensdauer können als Initiatoren photochemischer Transformationen dienen. Bei der Modellierung dieser Prozesse müssen Umgebungseinflüsse berücksichtigt werden, da sie nicht nur die Raten, sondern auch die Mechanismen ändern können. Ein prominentes Beispiel ist die Interkombination
von Flavin im Vacuum, wässriger Lösung und in LOV-Domänen von Blaulichtrezeptoren.

(ii) Moleküle mit effektiv deaktivierten Triplettzuständen können als Triplettlöscher dienen und somit andere Substanzen vor Strahlenschäden schützen.

In der Natur nehmen beispielsweise Carotinoide ausgezeichnete Schutzfunktionen wahr, während kurzkettige lineare Polyene die Zählrate von Fluoreszenzfarbstoffen in der Einzelmolekülspektroskopie steigern können.

(iii) In organischen Leuchtdioden (OLEDs) wird elektrischer Strom durch elektrisch phosphoreszente Emitterer in sichtbares Licht umgewandelt. Die Herausforderung für eine theoretische Beschreibung besteht darin, Emissionswellenlängen und Phosphoreszenzlebensdauern sowie die Quantenausbeute realistisch abzuschätzen.

Prof. Dr. Lutz Schmitt

wurde 1967 in Rheinfelden geboren. Von 1986 bis 1992 studierte er Chemie an der Universität Freiburg. 1996 promovierte er an der Technischen Universität in München. Daran schloss sich ein Forschungsaufenthalt an der Stanford University an. Es folgten Jahre als Emmy-Noether-Nachwuchsgruppenleiter an den Universitäten in Marburg und Frankfurt.

2004 erhielt er ein Heisenberg-Stipendium der DFG. Von 2005 bis 2007 war er als Professor für Biochemie an der Heinrich-Heine-Universität tätig, seit 2008 hat er einen Lehrstuhl für Biochemie inne. 2008 erhielt er zudem den ersten Lehrpreis der Universität und ist ebenfalls seit 2008 Sprecher der NRW Forschungsschule BioStruct.

Aus dem Inhalt des Vortrages

Ein ABC biologischer Membranen

Eine biologische Membran ist eine der Grundvoraussetzungen jeglicher Form von Leben, denn sie bietet Zellen Abgrenzung und Schutz vor der Umgebung. Die Lipiddoppelschicht einer Membran bildet eine nicht permeable Grenzschicht gegenüber polaren und geladenen Substanzen. Daher wären Zellen gegenüber ihrer Umgebung „blind“, denn Ionen, Nährstoffe oder zelluläre Abbauprodukte können nicht über Membranen transportiert werden. Erst durch den Einbau von Membranproteinen werden biologische Membranen erzeugt, die selektive Barrieren darstellen, die eine Kommunikation mit der Umgebung erlauben, den Import von Nährstoffen und den Export toxischer Substanzen sicherstellen und die Kompartimentierung eukaryontischer Zellen erlauben. Nur so ist Leben in den uns bekannten Formen möglich.

Membranproteine können entsprechend ihrer Funktion in Rezeptoren, Kanäle oder Transporter unterteilt werden. Eine der größten Familien von Membrantransportproteinen sind die ABC (ATP binding cassette) Transporter. Diese primär aktiven Transporter werden in allen Bereichen des Lebens gefunden und katalysieren den vektoriellen Transport der unterschiedlichsten Substanzen über biologische Membranen. Das Spektrum der Substrate reicht von kleinen anorganischen Ionen bis hin zu ganzen Proteinen aus Hunderten von Aminosäuren. Ihre pathophysiologische Bedeutung manifestiert sich unter anderem im Menschen. Mutationen in CFTR, einem Mitglied der ABC Transporter Familie, führt zu Mukoviszidose, die Expression eines anderen humanen ABC Transporters, MDR1 oder P-gp, ist die Grundlage eines der vielen Mechanismen, die eine Resistenz von Krebszellen gegenüber Chemotherapeutika hervorruft.

In diesem Vortrag werde ich exemplarisch ABC Transporter, die den Transport von Gallensalzen in der menschlichen Leber, die Drogenresistenz in der Bäckerhefe und die Proteinsekretion in E. coli ermöglichen,  vorstellen und unsere zellulären, biochemischen und biophysikalischen Forschungsansätze beschreiben, um diese Nanomaschinen auf molekularer Ebene zu verstehen und zu manipulieren.