GRK 1986:  Komplexe Szenarien der Lichtkontrolle

• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie ; Pflanzenwissenschaften
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 237922874

Das Ziel des GRK (Komplexe Kontrolle mit Licht) ist die Ausbildung von Doktorandinnen und Doktoranden in der Herstellung, theoretischen Beschreibung, photochemischen Charakterisierung und biomolekularen Anwendung von photolabilen Schutzgruppenstrategien, um chemische und biologische Prozesse mit Licht steuern zu können. Licht ist ein ideales externes Triggersignal für alle Anwendungen, in denen örtliche und zeitliche Aspekte eine Rolle spielen. Durch die Verwendung von photolabilen Gruppen können Systeme sehr präzise gesteuert werden, wenn diese Gruppen z.B. korrekte Faltung oder gewünschte Reaktivitäten vorübergehend blockieren, jedoch mit Licht wieder entfernt werden können. „Uncaging“ ist der Fachbegriff, der für diese Strategie verwendet wird. Auf den grundlegenden Arbeiten der ersten Förderperiode aufbauend, werden wir weiterhin neue ein- und besonders auch zwei-Photonen Schutzgruppen mit besonderen Eigenschaften entwickeln. Letztere erlauben eine dreidimensionale Lichtkontrolle mit Auflösungen bis zu wenigen Femtolitern. Nach der Entdeckung in der vergangenen Förderperiode werden wir die Methode der Lichtkontrolle mit der VIPER Strategie weiter entwickeln, in der minimale Änderungen an den photolabilen Schutzgruppen zu hervorragenden Selektivitäten in der Freisetzung führen. All diese Strategien werden exemplarisch angewandt zur Photoregulation von DNA- und RNA-Faltung, von Membran-Proteinen, der Verteilung von Rezeptoren an Zelloberflächen, der Funktion von Chaperonen und Immunsuppressoren, für zeitaufgelöste Massenspektrometrie und zur Kontrolle von Proteinsynthese-Inhibitoren.Das Ausbildungskonzept des GRK ist ausschlaggebend für die Durchführung dieser Forschung, da es die nötigen Fachkenntnisse über die Grenzen der einzelnen Disziplinen hinweg vermitteln wird, sowie allgemeine Fähigkeiten für eine schnelle und erfolgreiche Promotion. Wichtige Elemente dieses GRK sind eine große Kohärenz der Gruppe der Doktoranden untereinander sowie mit den PIs, die intensive Betreuung, strukturierte wissenschaftliche Auseinandersetzung mit dem Thema, eine gute Mischung an Kursen zur Methodenkompetenz, das Gastwissenschaftler-Programm, sowie die Sommerschulen. So ermöglichen wir eine optimale Ausbildung für Doktoranden auf den Gebieten der Organischen Synthese, der Theoretischen Berechnung, verschiedener Methoden der Spektroskopie und der modernen Mikroskopie mit vielfältigen Berufsaussichten in der Industrie und an Universitäten.

• DFG-Verfahren: Graduiertenkollegs
• Antragstellende Institution: Goethe-Universität Frankfurt am Main
• Sprecher: Professor Dr. Alexander Heckel
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Professor Dr. Jens Bredenbeck; Professorin Dr. Irene Burghardt; Professor Dr. Andreas Dreuw; Dr. Boris Fürtig; Professor Dr. Clemens Glaubitz; Professorin Dr. Nina Morgner; Professorin Dr. Erin M. Schuman; Professor Dr. Harald Schwalbe; Professor Dr. Robert Tampé; Professor Dr. Josef Wachtveitl; Dr. Ralph Wieneke