Forschung zur Fotoreaktion des Sehproteins
Eine Arbeitsgruppe unter Beteiligung des Chemikers Dr. Oliver Weingart, Universität Duisburg-Essen (UDE), hat die Reaktionsmechanismus zu Beginn eines Sehvorgangs experimentell untersucht und einen detaillierteren Einblick in den Mechanismus der Initialreaktion des Sehvorgangs erhalten, berichten die Wissenschftler in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift nature.
„Das Schlüsselmolekül im Sehprozess der meisten Wirbeltiere, uns Menschen eingeschlossen, ist der Sehfarbstoff Retinal. Wird er durch Licht angeregt, verändert er seine Struktur und aktiviert das ihn umgebende Protein“, so Dr. Oliver Weingart. Diese Reaktion ende mit der Reizung des Sehnervs und erst dann könne visuell etwas wahrgenommen werden.
Die Strukturänderung des Retinals erfolge äußerst schnell, nämlich in etwa zweihundert Billiardstel Sekunden, heißt es weiter. Der Verlauf dieser Reaktion sei in Kooperation mit Wissenschaftlern der Technischen Universität Milano mit spektroskopischen Methoden und hoher Zeitauflösung verfolgt worden.
Die Fotoreaktion des Sehproteins wurde zudem an der UDE und der Universität Bologna mit aufwändigen rechnerischen Verfahren simuliert. Die Berechnungen hätten identische Ergebnisse zum Experiment an der TU Milano geliefert, jedoch mit einer nochmals 20-fach höheren Zeitauflösung. Dadurch könnten die Bewegungen des Moleküls während der Reaktion nun sehr genau nachvollzogen werden. „Mit Experiment und Theorie haben wir einen weitaus detaillierteren Einblick in den Mechanismus der Initialreaktion des Sehvorgangs bekommen, als es bislang möglich war“, fasste Weingart zusammen.
Die Erkenntnis, wie das Sehprotein funktioniert, dürfte nicht nur der medizinischen Forschung nutzen. Sie könnte ebenso helfen, künstliche molekulare Fotoschalter zu entwickeln, die zum Beispiel als schnelle optische Datenspeicher die Computertechnik weiter revolutionieren könnten, so die Perspektive der Wissenschaftler.
Weitere Informationen:
http://www.nature.com/nature/journal/v467/n7314/edsumm/e100923-06.html
(Nature Artikel)
http://www.nature.com/nature/journal/v467/n7314/extref/nature09346-s2.mov
(Das Video zeigt den Verlauf der Reaktion.)