Gepulste Hochfeld‐Elektronenspin‐Resonanz: Anwendungen in der Photosyntheseforschung

In der aktuellen Photosyntheseforschung interessieren vor allem die Elektronentransferreaktionen der Ladungstrennung und ‐rekombinationen, die unmittelbar nach Lichteinfall ablaufen. Ein Elektron springt dabei eine Kette von Farbstoffmolekülen entlang, die in einer Protein‐matrix eingebettet sind, und liefert die elektrochemische Energie für die nachgeschalteten chemischen Dunkelreaktionen zur CO 2 ‐Assimilation. Zur Aufklärung der Elektronentransfer‐Schritte werden mit Erfolg Elektronenspin‐Resonanz (EPR)‐Experimente durchgeführt, in denen nach einem kurzen Laserblitz die Strukturen und dynamischen Eigenschaften der am Ladungstransfer beteiligten Molekülzustände gemessen werden. Das in Berlin von den drei Autoren entwickelte gepulste Hochfeld‐EPR‐Spektrometer arbeitet bei zehnfach höheren Mikrowellenfrequenzen und Magnetfeldern als bisherige kommerzielle Geräte. Dadurch wird es möglich, an winzigen Probenmengen auf wenige milliardstel Sekunden genau die lichtinduzierten Reaktionen zu untersuchen und die Struktur der Reaktionspartner zu bestimmen, was für ein Verständnis komplexer biophysikalischer Prozesse unerläßlich ist. In Deutschland ist dieses Hochfeld‐Gerät bisher einzigartig.