270155 VO+UE Photosynthesis: from bioinorganic chemistry to solar energy (2011S)

Fast die gesamte Biosphäre deckt ihren Energiebedarf durch den faszinierenden Prozess der Photosynthese. Hierbei gelingt Algen und grünen Pflanzen die Synthese der "Moleküle des Lebens" wie Zucker, Stärke oder Aminosäuren unter Verwendung der Energie des Sonnenlichts und aus den Edukten Wasser und Kohlendioxid. Die Vortragsreihe wird sich in einem ersten Teil den Details der Lichtreaktionen der natürlichen Photosynthese widmen und Bestandteile, Funktion und Reaktionsmechanismen der beteiligten Membranenzyme Photosystem I und II, Cytochrom b6f und der ATP Synthase vorstellen. Dabei wird der Schwerpunkt auf der Diskussion der beteiligten Metalloproteine liegen. Diese bieten eine einmalige Möglichkeit, anhand einer einzigen Kette biologische Redoxreaktionen eine Vielzahl der für die bioanorganischen Chemie wichtigen Reaktionszentren kennenzulernen. Denn neben "Photosynthese- Spezialitäten" wie den Chlorophyllen (Mg) oder dem Komplex für die Wasseroxidation (Mn), spielen einige andere, häufig vorkommende Motive der bioanorganischen Chemie zentrale Rollen bei der Photosynthese. So werden z.B. auch Aufbau und Funktion von Eisen-Schwefel-Clustern, Häm-Eisen-Cofaktoren oder Typ1-Kupferproteine in den Vorträgen vorgestellt.
Im zweiten Teil der Vorlesungen wird ein relativ neues Forschungsfeld präsentiert, auf dem auch der Vortragende selbst aktiv forscht: die Entwicklung künstlicher Photosynthese-Systeme. Angesichts der enormen Herausforderung für Wissenschaft und Technik, Technologien für die Bereitstellung erneuerbarer Energieträger zu entwickeln, ist für eine wachsende Gruppe von Forschern die natürliche Photosynthese zur Inspiration für neue Systeme zur Umwandlung von Solarenergie geworden. Die verschiedenen Forschungsaktivitäten auf diesem Feld werden vorgestellt und besonders in Hinblick auf die ihnen zugrunde liegenden chemischen Prozesse diskutiert. Neben der chemischen Grundlagenforschung wird es aber auch um die technischen Rahmenbedingungen solcher Projekte gehen. Dieser Teil könnte daher auch für Hörer interessant sein, die keine Spezialisten der anorganischen Chemie sind.