SOWAS:Biophysik
Die Komplexität biologischer Systeme wird durch raffinierte Untersuchungstechniken immer klarer. Die Biophysik als junge, interdisziplinäre Wissenschaft beschäftigt sich unter anderem mit der Struktur und der Dynamik von Proteinen und deren Zusammenspiel auf molekularer Ebene.
Neben der Röntgenstrukturanalyse, die seit dem Ende der 1950er Jahre zu einem der wichtigsten Mittel zur Strukturaufklärung von Proteinkomplexen geworden ist, werden sie in diesem Praktikum spektroskopische Methoden, sowie moderne Verfahren zur Visualisierung und Simulation von Proteinen kennen lernen. Das in der Natur allgegenwärtige Konzept der Energieminimierung kommt in der letztgenannten Molekulardynamiksimulation bei der Bestimmung von Proteinkonformationen zum Einsatz. Denn nicht nur in allen Bereichen der Physik ist der Begriff Energie zentral.
Auch ist Energie bzw. der Energieumsatz (=Stoffwechsel) ein wichtiges Kennzeichen des Lebens. Unsere moderne Gesellschaft ist auf die Verfügbarkeit von Energie angewiesen. Eine der größten und gleichzeitig nachhaltigsten Energiequellen für die Erde ist die Sonne.
Während wir einen Großteil unserer Energie indirekt aus der Sonne beziehen (fossile Energiequellen), setzt die Natur vorrangig auf eine direkte Nutzung der Sonnenenergie in Form von Photosynthese. In diesem Praktikum steht deshalb neben oben erwähnten Verfahren diese Form der Energiegewinnung aus Licht im Vordergrund.
Das Archaebakterium Halobakterium Salinarum kann durch das in seiner Zellmembran eingelagerte Bakteriorhodopsin (bR) aus eingestrahltem Licht einen Protonengradienten über die Zellmembran aufbauen. Dieser Gradient kann dann in einem weiteren Schritt zur Energiebereitstellung in Form von ATP (Adinosintriphosphat) verwand werden. Die Energiewährung ATP ist in praktisch allen uns bekannten Formen des Lebens vorhanden und wird wird für den Stoffwechsel genutzt.
Diese einfache Form der Photosynthese, also der lichtgetriebene Aufbau eines Protonengradienten, soll hier untersucht werden. Im Vordergrund steht dabei der Transport von Protonen durch das bR über die Membran.
