Přenos elektronu a dynamika metaloproteinových systémů

Tým / skupina:

Skupina molekulární elektrokatalýzy
http://www.jh-inst.cas.cz/www/people.php?stav=view_detail&kod=178

Vedoucí týmu:

Prof. RNDr. Antonín Vlček, CSc.
Katedra anorganické chemie / Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR
26605-2093, e-mail: a.vlcek@qmul.ac.uk

Školitel:

Prof. RNDr. Antonín Vlček, CSc.
Katedra anorganické chemie / Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR
26605-2093, e-mail: a.vlcek@qmul.ac.uk

Anotace projektu:

Proteinové struktury umožňují pozoruhodně rychlý přenos elektronu přes dlouhé vzdálenosti. Nedávno jsme například popsali separaci náboje v proteinu azurinu přes 2 nm během 30 ns. Rychlý přenos elektronu je zcela zásadní pro bioenergetiku, od proteinových komplexů v dýchacím řetězci až po fotosyntézu. Proteiny obsahující fotoaktivní skupiny jsou perspektivními kandidáty na "umělou fotosyntézu", tedy chemické využití sluneční energie.
Tento PhD projekt se bude zabývat mechanismy urychlení přenosu elektronu v proteinových systémech. Práce bude spočívat v kombinaci teoretických výpočtů (ab initio, DFT, TD-DFT eventuálně QM/MM) chromoforů obsahujících přechodné kovy a molekulární dynamiky systémů chromofor-protein s experimentálním studiem rychlého přenosu elektronu a a strukturních změn pokročilými technikami fluorescenční spektroskopie a laserové časově rozlišené spektroskopie. Poměr teoretických a experimentálních čiností bude asi 2:1. Tato PhD práce bude součástí projektu spolupráce s USA "Fotoindukovaná separace náboje v metaloproteinových systémech: Teorie a experiment" v rámci programu MŠMT Kontakt. Úspěšný kandidát by měl mít hluboký zájem o o teoretickou a mechanistickou chemii a moderní spektroskopické experimenty. V průběhu PhD studia pak získá hluboké zkušenosti s použitím kvantově chemických výpočetních metod, laserovou spektroskopií, analýzou dat a se širokou problematikou přenosu elektronu v molekulárních systémech. Bude se rovněž podílet na mezinárodní vědecké spolupráci.

.

Typický fotoaktivní protein azurin: Optická excitace rheniového chromoforu laserovým pulsem vede k rychlému přenosu elektronu ze vzdáleného Cu(I) centra.