Dimetallzentren in Proteinen

Die Herstellung wertvoller Güter durch chemische Reaktionen wird seit Jahrhunderten verfolgt. Während im frühen Mittelalter nach einem Weg gesucht wurde, Gold herzustellen, ist die Chemie heute an anderen Schätzen interessiert, die im Bereich der organischen Chemie zu finden sind: Alternative Kraftstoffe, Antibiotika und Pharmazeutika. Um diese modernen Schätze herzustellen, sind katalytische Wege notwendig, die sowohl kosteneffizient, spezifisch und schnell sind, als auch eine Weiteroxidation oder -reduktion des gewünschten Produkts verhindern.

Das folgende Kapitel gliedert sich in zwei Teile: die mikrobiologischen Grundlagen und Vorgänge, welche zum Verständnis von Enzymfunktion und dessen chemischem Zustand notwendig sind, sowie anschließend die physikalischen Methoden, die den durchgeführten experimentellen Messungen zugrunde liegen. Als zweiter Teil folgen kurz die Grundlagen, die zum Verständnis der theoretischen Rechnungen mittels der DFT notwendig sind.

Die mit Fe angereicherten Proben wurden von Frau Dr. Julia Griese und Herrn Vivek Srinivas (AG Högbom, Stockholms Universitet) zur Verfügung gestellt. Die Probengefäße waren aus Delrin gefertigt und mit einem Kapton Fenster, welches für γ- und Synchrotronstrahlung hoch durchlässig ist, verschlossen. Eine genaue Beschreibung dieser Behälter mit ausführlichen Größen- und Geometrieangaben findet sich in der Dissertation von Frau Dr. Annegret Reinhardt [84].

Die pDOS der FeFe-EcR2a Probe mit einem Binning von 0,5 meV (≙ 4,03 cm-1) ist in Abb. 4.1 gezeigt. Zur folgenden Diskussion wurde die pDOS in 4 Bereiche aufgeteilt.

Diese Arbeit befasst sich mit der Analyse der experimentell erhaltenen pDOS von 57Fe der R2-Untergruppen R2a, R2c und R2lox mit verschiedenen Metallzentren, sowie dem Erstellen von DFT-Modellen zur Bandenzuordnung und zur Zuordnung des Protonierungs- und Oxidationszustandes der Proben. Ergänzend dazu wurden auch konventionelle Mössbauer-Spektren aufgenommen, um den Oxidationszustand sowie mögliche Verunreinigungen in der Probe bestimmen zu können.