Wolfgang Lubitz

Wolfgang Lubitz
Född	1949 (73–74 år) Berlin , Tyskland
Nationalitet	tysk
Utbildning	Chemistry Free University Berlin (1969–1974) Dr. rer. nat Free University Berlin (1977) Habilitation Free University Berlin (1982)
Känd för	hydrogenaser syreutvecklande komplex bakterie- och växtfotosyntes Elektronparamagnetisk resonans
Vetenskaplig karriär
Fält	Kemi Biokemi Biofysik
institutioner	Free University Berlin (1977–1989) UC San Diego (1983–1984) University of Stuttgart (1989–1991) TU Berlin (1991–2000) Max Planck Institute for Chemical Energy Conversion (2000–nuvarande)

Wolfgang Lubitz (född 1949) är en tysk kemist och biofysiker . Han är för närvarande emeritusdirektör vid Max Planck Institute for Chemical Energy Conversion . Han är välkänd för sitt arbete med bakteriella fotosyntetiska reaktionscentra , hydrogenasenzymer och det syreutvecklande komplexet med hjälp av en mängd olika biofysiska tekniker. Han har erkänts av en Festschrift för sina bidrag till elektronparamagnetisk resonans (EPR) och dess tillämpningar på kemiska och biologiska system.

Utbildning och karriär

Han studerade kemi vid Free University Berlin från 1969 till 1974 och fortsatte med sin Dr. rer. nat. fram till 1977. Från 1977 till 1982 arbetade han för sin habilitering i organisk kemi vid Free University Berlin med fokus på elektronparamagnetisk resonans (EPR) och dubbelresonansmetoder, såsom ENDOR /TRIPLE. Från 1979 till 1989 anställde FU Berlin honom som biträdande professor och som docent vid kemiavdelningen. Från 1983 till 1984 arbetade han som Max Kade Fellow vid UC San Diego på fysikavdelningen med George Feher om EPR och ENDOR i fotosyntes . 1989 blev han docent i experimentell fysik vid universitetet i Stuttgart . 1991 återvände han till Berlin som professor och professor i fysikalisk kemi vid Max Volmer-institutet vid Berlins tekniska universitet . Han stannade till 2000 då han blev vetenskaplig medlem av Max Planck Society och direktör vid Max Planck Institute for Radiation Chemistry (2003 omdöpt till Max Planck Institute for Bioinorganic Chemistry och 2012 Max Planck Institute for Chemical Energy Conversion) i Mülheim an der Ruhr , Nordrhein-Westfalen , Tyskland. Samma år blev han hedersprofessor vid Heinrich-Heine-universitetet i Düsseldorf . Från 2004 till 2012 var han verkställande direktör för Max Planck Institute och är för närvarande emeritusdirektör för Max Planck Institute for Chemical Energy Conversion . Sedan 2004 har han varit medlem i rådet för Lindaus Nobelpristagares möten och har varit dess vice ordförande sedan 2015.

Forskning

Hans forskning fokuserar på de elementära processerna för fotosyntes och katalytiska metallcentra i metalloproteiner . Han är expert på tillämpning av EPR-spektroskopi och kvantkemiska beräkningar. Han har över 500 publikationer med mer än 25 000 citeringar.

EPR-spektroskopi

Under hela sin karriär har EPR spelat en viktig roll som en biofysisk teknik för att få information om radikaler, radikalpar, tripletttillstånd och metallcentra inom kemi och biokemi. Särskild tonvikt har lagts på metoder som kan lösa de elektron-nukleära hyperfina kopplingarna mellan elektronspin och kärnspinn . Utöver de mer etablerade teknikerna, elektronspin-ekomodulering (ESEEM) och elektron-nukleär dubbelresonans (ENDOR), utvecklade och använde hans grupp elektron-elektron dubbelresonans- (ELDOR) detekterad NMR (EDNMR) vid ett intervall av mw-frekvenser . Dessa tekniker har använts av honom och hans grupp för att i stor utsträckning studera bakteriella fotosyntetiska reaktionscentra , deras donator-acceptormodellkomplex, fotosystem I , fotosystem II och ett antal olika hydrogenaser.

Syreutvecklande komplex

₀ Under hans tidiga karriär har bakteriella fotosyntetiska reaktionscentra och syrerikt fotosystem I och fotosystem II varit ett huvudfokus. Han och hans grupp studerade ljusinducerade klorofylldonator- och kinonacceptorradikaljoner i den primära elektronöverföringskedjan. Senare fokuserade hans forskning på vattenklyvningscykeln (S-tillstånd) för fotosystem II med hjälp av avancerad multifrekvenspuls EPR, ENDOR och EDNMR-tekniker. Hans grupp kunde detektera och karakterisera de blixtgenererade, frysfångade paramagnetiska tillstånden S , S ₂ och S ₃ (S ₁ är diamagnetisk och S ₄ är ett transient tillstånd) i det katalytiska Mn ₄ Ca ₁ O _x -klustret. Genom en noggrann spektralanalys - uppbackad av kvantkemiska beräkningar kunde platsoxidationen och spinntillstånden för alla Mn- joner och deras spinnkoppling för alla mellanprodukter i den katalytiska cykeln detekteras. Ytterligare arbete med avancerade Pulse EPR-tekniker, såsom EDNMR, har lett till information om bindning av vatten och ett förslag på en effektiv OO-bindningsbildning i cykelns slutliga tillstånd.

[NiFe]- och [FeFe]-hydrogenas

Omfattande arbete utfördes på [NiFe]-hydrogenas där de magnetiska tensorerna mättes och relaterade till kvantkemiska beräkningar. Genom hans arbete erhölls strukturerna för alla intermediärer i aktiveringsvägen och den katalytiska cykeln för [NiFe]-hydrogenaser. Under loppet av detta arbete uppnåddes en röntgenkristallografidiffraktionsmodell med 0,89 Ångström upplösning av [NiFe]-hydrogenas.

Liknande arbete har utförts för [FeFe]-hydrogenaserna. Ett nyckelbidrag från hans forskning var EPR-spektroskopiska bevis för en azapropanditiolat-ligand (ADT-ligand) i ditiolbryggan på det aktiva stället för [FeFe]-hydrogenas och bestämningen av storleken och orienteringen av g-tensorn med hjälp av enkristall EPR. ADT-liganden bekräftades senare genom artificiell mognad av [FeFe]-hydrogenaser. Genom att använda artificiell mognad kunde proteinet genereras utan kofaktorn ( apoprotein ) med E. coli- mutagenes och ett syntetiskt skapat aktivt ställe kunde infogas, vilket har öppnat nya vyer inom hydrogenasforskning.

Utmärkelser och erkännande

• Otto-Klung-Preis für Chemie, FU Berlin (1978)
• Max-Kade-Fellowship, New York (1983)
• International Zavoisky Award, Russian and Tatarstan Academy of Sciences, Kazan, Ryssland (2002)
• Bruker Prize, Royal Society of Chemistry, ESR-gruppen, Storbritannien (2003)
• Fellow i Royal Society of Chemistry. Storbritannien (2004)
• Guldmedalj från International EPR Society (2005)
• Hedersdoktor Dr. hc, Uppsala universitet, Sverige (2008)
• Fellow vid ISMAR (International Society of Magnetic Resonance) (2010)
• Utländsk medlem av vetenskapsakademin i Republiken Tatarstan (2012)
• Hedersdoktor, Dr. hc, Université d'Aix-Marseille, Frankrike (2014)
• Robert Bunsen Vorlesung, Deutsche Bunsen-Gesellschaft für Physikalische Chemie eV (2017)
• Fellow i International EPR Society (2017)