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Application and Development of Charge Transfer Simulations in Biological and Organic Systems

Holub, Daniel

Abstract:
Diese Arbeit zeigt eine theoretische Untersuchung von lichtinduzierten Ladungstransferprozessen in der Proteinfamilie der Photolyasen/Cryptochrome, als prominentes Beispiel.
Während Photolyasen lichtinduzierte DNA-Schäden reparieren, sind Cryptochrome Signalmoleküle, welche die Lichtreaktion vermitteln.
Beide haben eine homologe Proteinstruktur und einen Flavin-Adenin-Dinukleotid Kofaktor, der ihre biologischen Funktionen durch Ladungstransferprozesse ermöglicht. Diese weisen einen signifikanten nicht-gleichgewichts Charakter auf, welcher es für die etablierten Ladungstransfertheorien schwierig macht die richtige Kinetik vorherzusagen. ... mehr

Abstract (englisch):
This thesis shows a computational study of light-induced charge transfer processes in the photolyase/cryptochrome protein family as a prominent example.
While photolyases repair photo-induced DNA damage, cryptochromes are signalling molecules, mediating the light response. Both have a homologous protein structure and a flavin-adenine-dinucleotide cofactor, which facilitates their biological function by means of charge transfer processes. These possess a significantly non-equilibrium character, which makes it difficult for the established charge transfer theories to predict the correct kinetics. ... mehr

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Volltext §
DOI: 10.5445/IR/1000096123
Veröffentlicht am 30.07.2019
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Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Physikalische Chemie (IPC)
Publikationstyp Hochschulschrift
Jahr 2019
Sprache Englisch
Identifikator KITopen-ID: 1000096123
Verlag Karlsruhe
Umfang VII, 181 S.
Abschlussart Dissertation
Fakultät Fakultät für Chemie und Biowissenschaften (CHEM-BIO)
Institut Institut für Physikalische Chemie (IPC)
Prüfungsdatum 06.05.2019
Referent/Betreuer Prof. M. Elstner
Schlagworte Charge transfer, Photolyase, Cryptochrome, Proton transfer, Organic semiconductors, QM/MM study,j DFTB
KIT – Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft
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