Untersuchung von Aminosäuren in Wasser: Neue Erkenntnisse

Ein internationales Forschungsteam hat die Photoelektronenzirkulardichroismus (PECD) genutzt, um Alanin, eine chirale Aminosäure, in Wasser zu untersuchen. Diese Forschung zeigt, wie sich die molekulare Struktur von Alanin mit den pH-Werten ändert und demonstriert das Potenzial von PECD, um solvierte chirale Moleküle unter biologisch relevanten Bedingungen zu verstehen.

Wichtige Aspekte

• Chiralität in der Natur: Chiralität bezieht sich auf Objekte, die nicht mit ihrem Spiegelbild zur Deckung gebracht werden können, wie linke und rechte Hände. Viele essenzielle Biomoleküle sind chiral, und ihre Chiralität spielt eine Schlüsselrolle bei der Bestimmung ihrer Funktion.
• Photoelektronenzirkulardichroismus (PECD): Eine Technik zur Untersuchung chiraler Moleküle durch Beobachtung von Asymmetrien in der Photoelektronenemission bei der Ionisation der Moleküle mit zirkular polarisiertem Licht.
• Alanin in wässriger Phase: Die Studie konzentriert sich auf Alanin, die einfachste chirale Aminosäure, in Wasser und hebt die Empfindlichkeit von PECD gegenüber pH-Änderungen der Lösung hervor.
• Biologische Relevanz: Das Verständnis chiraler Moleküle in Wasser ist entscheidend für neue Einblicke in biochemische Prozesse und ein besseres Verständnis des Verhaltens lebenswichtiger Moleküle.

Verständnis von Chiralität und ihrer Bedeutung

Chiralität ist eine Eigenschaft, die in vielen natürlichen Objekten vorkommt, von Muscheln bis zu Aminosäuren. In der Biochemie ist Chiralität bedeutend, da viele Biomoleküle, einschließlich Proteinen und DNA, chiral sind. Diese Moleküle existieren oft nur in einer ihrer Spiegelbildformen in lebenden Organismen. Die Ursprünge dieser „Homochiralität des Lebens“ bleiben ein Rätsel.

Die Rolle von PECD in chiralen Studien

Der Photoelektronenzirkulardichroismus (PECD) ist eine Technik, die es Wissenschaftlern ermöglicht, zwischen den Spiegelbildformen chiraler Moleküle zu unterscheiden. Im Gegensatz zu traditionellen Methoden bietet PECD eine ausgeprägtere und empfindlichere Messung dieser Unterschiede und ist somit ein nützliches Werkzeug zur Untersuchung chiraler Moleküle.

Alanin in Wasser: Eine neue Grenze

In dieser Studie haben Forschemde der Abteilung für Molekülphysik am Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft und Kooperationsinstitute PECD erstmals auf chirale Moleküle in wässriger Phase angewendet. Sie zeigten, dass PECD zur Untersuchung verdünnter wässriger Lösungen biochemisch relevanter chiraler Moleküle verwendet werden kann. Sie entdeckten, dass die Reaktion von Alanin auf PECD mit seiner molekularen Struktur variiert, die sich mit dem pH-Wert der Lösung ändert. Diese Erkenntnis eröffnet neue Wege zur Untersuchung des Verhaltens chiraler Moleküle in wässrigen Umgebungen, was wichtig ist, um biochemische Prozesse zu verstehen. Diese Studie stellt einen wichtigen ersten Schritt dar, um PECD als leistungsfähige Methode zur Untersuchung chiraler Moleküle in Lösung zu entwickeln.

Auswirkungen auf die Biochemie

Die Fähigkeit, chirale Moleküle in Wasser mithilfe von PECD zu untersuchen, hat Auswirkungen auf die Biochemie. Sie bietet Einblicke, wie diese Moleküle mit ihrer Umgebung interagieren und möglicherweise ihre Funktion in biologischen Systemen beeinflussen. Diese Forschung trägt zum Verständnis der Komplexität des Lebens auf molekularer Ebene bei und bietet eine neue Perspektive auf das Verhalten essenzieller Biomoleküle in ihrem natürlichen, wässrigen Zustand.