Design pigmentbindender Proteine, biomimetische Anwendungen

Energietransfer

Die pflanzlichen Lichtsammler fangen Sonnenergie sehr effizient auf und leiten sie mit nahezu hundertprozentiger Quantenausbeute zu den Reaktionszentren weiter; darüber hinaus sind sie selbstorganisierend und im Vergleich mit anderen Bestandteilen des Photosynthese­apparats recht stabil. Es liegt also nahe, sie auf ihre Anwendbarkeit in tech­nischen Applikati­onen, zum Beispiel photovoltaischen So­larzellen, zu testen.

Auch hier erweist sich die Möglichkeit, strukturveränderte Varianten des LHCII re­kombinant herzustellen, als äußerst hilfreich. Sie erlaubt uns, reaktive Ankergruppen gezielt in den Kom­plex einzubauen, die die chemische Verknüpfung mit anderen Bausteinen oder die Immobili­sierung auf einer Oberfläche erlauben. So haben wir durch Anknüpfung eines Energieakzep­tor-Farbstoffs ein Minimalmodell eines Photosystems konstruiert oder durch Verknüpfung mit mehreren Rhodamin-Farbstoffen die Grünlücke des Lichtsammlers partiell aufgefüllt. Hyb­ridkonstrukte werden nicht nur mit organischen Farbstoffen hergestellt, sondern auch mit an­organischen Halbleiter-Nanokristallen (Quantum Dots) oder beidem, um die biochemischen und optischen Eigenschaf­ten solcher Konstrukte zu untersuchen. (Zusammenarbeit mit Prof. Thomas Basché, Physika­lische Chemie der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz, Prof. Klaus Müllen, MPI für Po­lymerforschung, Mainz; Ref.: Wolf-Klein et al., 2002; Liu et al., 2008; Gundlach et al., 2009; Peneva et al. 2010, Lauterbach et al., 2010, Kibrom et al., 2011, Werwie et al., 2012, Werwie et al. 2014).