Akademie věd České republiky Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského, v.v.i.
Vás zve na
17. Brdičkovu přednášku nazvanou
"The Currents of Life: Electron Flow through Metalloproteins", kterou prosloví
Profesor Harry B. Gray (California Institute of Technology, California, USA)
v úterý 19. června 2007 ve 14,00 hodin ve velké posluchárně ústavu v Praze 8, Dolejškova 3.
Profesor Harry B. Gray (1935) pracuje na California Institute of Technology jako “Arnold O. Beckman Professor of Chemistry” a “Founding Director” Beckmanova ústavu. Ve svém výzkumu se soustředí na spektroskopii komplexů přechodných kovů, fotochemii a bioanorganickou chemii, zejména na studium mechanismu přenosu elektronu v proteinech. Za svůj přínos k rozvoji chemie, který zahrnuje více než 700 publikací ve vědeckých časopisech a 17 knih, získal řadu ocenění, např. National Medal of Science (USA, 1986), Wolfovu cenu za chemii (2004), Medaili Benjamina Franklina za chemii (2004) nebo Priestleyho medaili (1991) a 16 čestných doktorátů. Je členem Národní akademie věd (USA), Královské společnosti (Velká Británie) a mnoha dalších vědeckých společností. Profesor Gray zahájil svou práci v anorganické chemii na Northwestern University, kde získal doktorát v roce 1960. Po roce postdoktorandského studia na kodaňské universitě nastoupil na Columbia University v New Yorku, kde se věnoval zejména výzkumu elektronové struktury a reaktivity. V této době rovněž jako jeden z prvních aplikoval teorii molekulárních orbitalů na komplexy přechodných kovů. Po přechodu na California Institute of Technology (1966) profesor Gray se svými spolupracovníky pokračoval ve spektroskopických studiích komplexů přechodných kovů, které je přivedly k výzkumu jejich fotochemie, a ke konstrukci donor-akceptorových systémů, které napodobují primární fotoiniciované kroky fotosyntézy. V sedmdesátých letech profesor Gray obrátil svou pozornost na problém toku elektronů biologicky aktivními molekulami a začal studovat reakce metalloproteinů obsahujících atomy mědi nebo železa s komplexy kovů. Na příkladu těchto proteinů, jejichž povrch byl modifikován navázáním komplexů ruthenia, ukázal, že elektrony rychle tunelují polypeptidovými jednotkami proteinů i na velmi dlouhé vzdálenosti, někdy až přes 20 Å. Nedávno tuto práci rozšířil na krystaly proteinů a zkonstruoval fotoaktivní sondy, které umožňují monitorovat chování a strukturní změny aktivních center enzymů, například cytochromu P450, iniciované rychlou redukcí nebo oxidací. K nejnovějším směrům výzkumu v jeho laboratoři patří skládání proteinů, kdy jsou konformační změny iniciovány fotoindukovaným přenosem elektronu a sledovány různými spektrálními technikami, zejména pomocí fluorescence. Výzkum prováděný v Grayově laboratoři ovlivňuje a inspiruje anorganickou chemii od šedesátých let. V současnosti je jeho hlavní zájem namířen k bioanorganické chemii, biochemii a biofyzice. Jeho práce na skládání proteinů se úzce vztahuje i k biomedicinským problémům, jako je vznik, diagnostika a léčba Alzheimerovy a Parkinsonovy choroby. Porozumění mechanismu přenosu elektronu pak poskytuje základy pro vývoj různých molekulárních zařízení a pro fotochemické využití solární energie.
"The Currents of Life: Electron Flow through Metalloproteins"
Harry B. Gray
California Institute of Technology Beckman Institute and Division of Chemistry and Chemical Engineering address: 1200 California Blvd., Pasadena CA 91125 phone: (626) 395-6500 e-mail:
[email protected]
Summary Electron flow through proteins and protein assemblies in the respiratory and photosynthetic machinery commonly occurs between metal-containing cofactors that are separated by large molecular distances, often in the 10-25 angstrom range. Although these cofactors are weakly coupled electronically, the reactions are remarkably rapid and specific. We have investigated free energy, temperature, and distance dependences of electron transfer rates in Ru(diimine)-modified iron and copper proteins. Lessons learned about the control of electron flow through these and related molecules are aiding the design of sensitizer-modified proteins to generate hydrogen and oxygen from sunlight and water.
Rudolf BRDIČKA (1906-1970) Profesor fyzikální chemie University Karlovy, řádný člen Československé akademie věd, zakladatel a ředitel Ústavu fyzikální chemie ČSAV. Vynikající elektrochemik proslulý zejména objevnými pracemi o kinetických polarografických proudech a o aplikacích polarografie v lékařské diagnostice, skvělý učitel, autor mezinárodně známé učebnice fyzikální chemie. Významnou měrou se zasloužil o rozvoj moderní fyzikální chemie v této zemi. Navíc byl osobností vynikajících lidských vlastností. K uctění jeho památky pořádá Ústav fyzikální chemie Jaroslava Heyrovského AV ČR každoročně pamětní Brdičkovu přednášku, k níž jsou zváni vynikající světoví vědci v oborech, které jsou v ústavu rozvíjeny.
BRDIČKOVY PŘEDNÁŠKY 1.
(1991)
2.
(1992)
3.
(1993)
4.
(1994)
5.
(1995)
6.
(1996)
7.
(1997)
8.
(1998)
9.
(1999)
10.
(2000)
11.
(2001)
12.
(2002)
13.
(2003)
14.
(2004)
15.
(2005)
16.
(2006)
Edgar HEILBRONNER (Eidgenossische Technische Hochschule, Zürich): "The old Hückel formalism". Kamil KLIER (Lehigh University, Bethlehem, Pennsylvania): "Fyzikální chemie v dvourozměrném prostoru". Joshua JORTNER (Tel Aviv University, Tel Aviv): "Clusters – a bridge between molecular and condensed matter chemical physics". David J. SCHIFFRIN (The University of Liverpool): "Electrochemistry in two-dimensional systems". Josef MICHL (University of Colorado, Boulder, Colorado): "Molekulová stavebnice pro nové materiály". Gerhard ERTL (Fritz-Haber-Institut der Max-PlanckGesellschaft, Berlin): "Self-organization in surface reactions". Roger PARSONS (University of Southampton): "Electrochemistry in the last 50 years: from Tafel plotting to scanning tunneling". G. Barney ELLISON (JILA and University of Colorado, Boulder, Colorado): "The chemical physics of organic reactive intermediates in combustion and atmospheric processes". Henry F. SCHAEFER III (University of Georgia, Athens, Georgia): "The third age of quantum chemistry". Alexis T. BELL (University of California and Lawrence Berkeley Laboratory, Berkeley, California): "Progress towards the molecular design of catalysts – lessons learned from experiments and theory". Mario J. MOLINA (Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts): "The antarctic ozone hole". Jean-Marie LEHN (Université Louis Pasteur, Strasbourg a Collége de France, Paris): "Selforganization of supramolecular nanodevices". Helmut SCHWARZ (Technische Universität Berlin): "Elementary processes in catalysis: looking at and learning from "naked" transition ion". Rudolph A. MARCUS (California Institute of Technology Pasadena, California): “ Strange Isotope Effects in Stratospheric Ozone and in the Earliest Minerals in the Solar System” Avelino CORMA (Instituto de Technología Química, Valencia): Supramolecular Entities Based on Molecular Sieves for Catalysis and Synthesis of New Materials”. Paul CRUTZEN (Max Planck Institute for Chemistry, Mainz): „Atmospheric Chemistry and Climate in the ´Anthropocene´ ”.
