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Spektroskopie, Photophysik und Photochemie von Molekülclustern in Ueberschallmolekularstrahlen

English title Spectroscopy, photophysics and photochemistry of molecular clusters in supersonic beams
Applicant Leutwyler Samuel
Number 113798
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Departement für Chemie, Biochemie und Pharmazie Universität Bern
Institution of higher education University of Berne - BE
Main discipline Physical Chemistry
Start/End 01.10.2006 - 30.09.2008
Approved amount 456'154.00
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Keywords (10)

nucleic acid bases; nucleobase dimers; proton transfer; proton wires; hydrogen bonding; hydrogen bond; pi-stacking; H-atom transfer; laser spectroscopy; molecular beams

Lay Summary (German)

Lead
Lay summary
Projekt A:
Trotz über 50 Jahren Forschung an Nukleinsäuren sind die intermolekularen Kräfte, welche die Nukleinsäurebasen in der zusammenhalten und die Struktur der DNS und RNS beeinflussen, noch nicht quantitativ bekannt.
Gründe dafür sind die Vielfalt der Wechselwirkungen (mehrere Wasserstoffbrücken, pi-Stapelkräfte), der Einfluss des Zucker-Phosphatrückgrats und die Einflüsse von Hydratwasser und Ionen.
Ziel des Projekts ist die direkte, exakte Messung und Berechnung der Wechselwirkungen, Kraftkonstanten und Bindungsenergien zwischen Nukleobasen auf der molekularen Ebene. Auch der Einfluss einzelner Wassermoleküle (Nanohydratisierung) wird auf der molekularen Ebene untersucht. Diese grundlegenden Informationen könne anschliessend für die Konstruktion genauerer Computermodelle von Biomolekülen verwendet werden.

Projekt B:
Protonen- und H-Atom-Transferprozesse sind zentral für das Verständnis vieler chemischer und biochemischer Prozesse: Protonentransfer in Wasser, Protonenleitung durch Membranproteine (Protonenpumpen), Energiegewinnung in der Atmungskette, chemi-osmotische Energiespeicherung von Zellen, katalytische Primärprozesse in Enzymen). Solche Reaktionen sind sehr schwer zu beobachten, da die leichten Protonen sich sehr rasch über ein ständig fluktuierendes Netzwerk von H-Brücken hinweg bewegen. Auf Grund dieser Schwierigkeiten wurden solche Reaktionen meist mit Computersimulationsmethoden untersucht. Um exakte experimentelle Informationen über die Protonenleitung auf molekulare Stufe zu erhalten, verwenden wir Modellsysteme aus Molekülclustern, die eine H-verbrückte Kette enthalten. Diese werden in Molekularstrahlen vom Lösungsmittel abget rennt und auf fast null Grad Kelvin abgekühlt. Damit können die Protonen- bzw. H-Atom-Transfers auf molekularem Niveau und ohne störenden Einfluss der thermischen Bewegung untersucht werden.
Direct link to Lay Summary Last update: 21.02.2013

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
121993 Spektroskopie, Photophysik und Photochemie von Molekülclustern in Überschallmolekularstrahlen 01.10.2008 Project funding (Div. I-III)
105490 Spektroskopie und Photochemie von Molekülclustern in Ueberschallmolekularstrahlen 01.10.2004 Project funding (Div. I-III)

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