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Projekt
THz Spektroskopie von gelösten Biomolekülen unter Hochdruckbedingungen als Mittel zur Untersuchung der Wasserstoffbrückenbindungsnetzwerkdynamik
Antragstellerin
Professorin Dr. Martina Havenith-Newen
Fachliche Zuordnung
Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
Förderung
Förderung von 2013 bis 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 227612752
Ziel des Antrags ist es, THz Spektren von solvatisierten Biomolekülen und Kosolventien unter hohem hydrostatischem Druck (HHP) zu vermessen und zu analysieren. Im ersten Antragszeitraum gelang es uns, eine Diamantstempelzelle in ein THz-FT-Spektrometer zu integrieren. Mit Hilfe dieses neuen Aufbaus konnten wir erstmals THz Spektren von Wasser und solvatisiertem TMAO unter Hochdruckbedingungen (bis 13 kbar) aufnehmen. Dabei konnten wir systematische, druckabhängige Änderungen der Librations- und der intermole-kularen H-Brückenstreckschwingung beobachten. Im direkten Vergleich mit ab initio MD Simulationen von D. Marx gelang es uns, wertvolle Informationen über die Änderungen der Wassernetzwerkdynamik unter Hochdruckbedingungen zu erhalten.In dieser zweiten Förderperiode wollen wir uns auf den Einfluss von HHP auf die niederfrequenten kollektiven Wassernetzwerkmoden konzentrieren. Wir wollen systematisch die Änderungen des Hochdruckverhaltens bei Zugabe von Harnstoff/TMAO-Mischungen und Salzen studieren. Die Untersuchung von druckabhängigen Änderungen des THz Spektrums von Aminosäuren und Ac-Gly-NH2 verspricht völlig neue Einblicke in druckinduzierte Änderungen von intramolekularen niederfrequenten Schwingungen, korrelierten Moden und antikorrelierten Gelösten/Wassernetzwerkmoden. Als Risikoprojekt möchten wir die sub-ps Dynamik von Wasser unter überkritischen Bedingungen studieren. Ein weiteres Ziel der zweiten Antragsperiode ist es, den Frequenzbereich um den Bereich unter 50 cm-1 zu erweitern.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
