"Personaalse uurimistoetuse rühmagrant" projekt PRG539
PRG539 (PRG539) "Valkude dünaamika ja struktuuri funktsionaalne asjakohasus uurituna neutronhajumisega (1.01.2019−31.12.2023)", Jörg Dr Pieper, Tartu Ülikool, Loodus- ja täppisteaduste valdkond, füüsika instituut.
PRG539
Valkude dünaamika ja struktuuri funktsionaalne asjakohasus uurituna neutronhajumisega
Functionally relevant protein structure and dynamics studied by neutron scattering
1.01.2019
31.12.2023
Teadus- ja arendusprojekt
Personaalse uurimistoetuse rühmagrant
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.10. FüüsikaP250 Tahke aine: struktuur, termilised ja mehhaanilised omadused, kristallograafia, phase equilibria1.3 Füüsikateadused50,0
1. Bio- ja keskkonnateadused1.12. Bio- ja keskkonnateadustega seotud uuringud, näiteks biotehnoloogia, molekulaarbioloogia, rakubioloogia, biofüüsika, majandus- ja tehnoloogiauuringudB120 Molekulaarne biofüüsika1.6 Bioteadused25,0
1. Bio- ja keskkonnateadused1.12. Bio- ja keskkonnateadustega seotud uuringud, näiteks biotehnoloogia, molekulaarbioloogia, rakubioloogia, biofüüsika, majandus- ja tehnoloogiauuringudP330 Bioenergeetika 1.6 Bioteadused25,0
PerioodSumma
01.01.2019−31.12.2019142 500,00 EUR
142 500,00 EUR

Paljude valkude kohta on teada nende staatiline kristallstruktuur, kuid arusaamine valkude funktsioneerimisest on ikkagi piiratud, kuna ka dünaamilistelt omadustelt on biomolekulid unikaalsed. Valkude funktsionaalse dünaamika ja struktuuri otseseks uurimiseks on hästi sobiv neutronhajumise meetod. Kvaasielastset neutronhajumist (QENS) kasutatakse dünaamiliste omaduste uurimiseks, väiksenurga hajumist aga lahuse struktuuri määramiseks. Lisaks kavandatakse eelseisvas töös rakendada uudset pump-proov neutronmeetodit reaalaja eksperimentides. Neutronhajumise meetodeid täiendatakse optilise spektroskoopiga ja molekulaardünaamiliste simulatsioonidega et saavutada võimalikult täiuslik teadmine struktuuri-dünaamika-funktsiooni korrelatsioonist. Käesoleva taotluses on uurimise all: 1) fotosünteetiline valguse kogumine ja elektroni ülekanne, 2) fotokahjustuste vältimise mehhanismid ja 3) hübriidkompleksid tehislikus fotosünteesis.
Although the static crystal structures of many proteins are available, our understanding of their function is often still limited because of the unique dynamical properties of biomolecules. In this regard, Neutron scattering techniques are well-suited for direct investigations of functionally relevant protein Dynamics and structures. Quasielastic neutron scattering (QENS) will be used to study dynamical properties, while small angle scattering is applied to investigate solutions structures. Moreover, novel pump-probe neutron techniques will be used for real-time experiments. These approaches are combined with optical spectroscopy and molecular dynamics simulations to achieve the best possible characterization of structure-dynamics-function correlations. Prototypical examples addressed in this proposal include: i) photosynthetic light-harvesting and electron transfer, ii) protective mechanisms against photodamage, and iii) hybrid complexes for artificial photosynthesis.