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Research themes

Project A5 (2007-2015)

 

Vibrational spectroscopy at highest temporal resolution for the investigation of molecular transformations

 

Ultrafast spectroscopy is used for the investigation of fastest photochemical reaction dynamics. We plan to investigate the molecular processes during formation and repair of DNA photo-lesions, reactions and optimisation of molecular switches, as well as folding and aggregation processes of light triggered azobenzene-peptides. Vibrational spectroscopy from femtoseconds to microseconds is used for the characterisation of reaction intermediates and reaction mechanisms.

Schwingungsspektroskopie mit höchster Zeitauflösung zur Untersuchung molekularer Transformationen

 

Schnellste Dynamiken in photochemischen Reaktionen werden mit verschiedenen Methoden der Ultrakurzzeitspektroskopie untersucht. Wir behandeln dabei die molekularen Mechanismen bei Bildung und Reparatur verschiedener DNA-Photoschäden, Reaktionsabläufe und Optimierung von Schaltermolekülen und Konformationsdynamiken in lichtschaltbaren Azobenzolpeptiden. Die molekulare Charakterisierung der Reaktionen - Intermediate, Reaktionswege und Reaktionsmechanismen - wird durch die Kombination von verschiedenen Methoden der Ultrakurzzeitspektroskopie (Absorptions- und Emissionsmessungen im sichtbaren/UV-Bereich, Schwingungsspektroskopie von Femtosekunden- bis Mikrosekundenbereich) gewährleistet. Nachdem bisher gezeigt wurde, dass in einfachen DNA-Modellsystemen die Bildung des Thymidin-CPD-Schadens ultraschnell vom Singulettzustand aus erfolgt und auch die Bildung des Dewarisomeren vom Singulettzustand des T(6-4)T-Schadens ausgeht, sollen nun unterschiedliche Sequenzen und Duplexsysteme behandelt werden. Zusätzlich sollen erste Einblicke in die Dynamik von Reparaturprozessen erhalten werden. Gezielte zeitaufgelöste Experimente zu Schaltermolekülen wie Hemithioindigo (HTI) und unterschiedlich substituierten Azobenzolderivaten werden durchgeführt, um die theoretische Behandlung der Reaktionsmechanismen zu unterstützen und letztendlich maßgeschneiderte Schaltfarbstoffe für verschiedene Anwendungen zu ermöglichen. Durch den Einsatz dieser Schaltfarbstoffe zur Auslösung von Struktur- und Funktionsänderungen von Proteinen und Peptiden sollen neue Erkenntnisse über den Transfer von Schwingungsenergie und über Faltungs- und Entfaltungsdynamiken gewonnen werden, die auch zu einer wichtigen Qualitätskontrolle molekulardynamischer Rechnungen führen werden.