Químico y biofísico alemán
Wolfgang Lubitz (nacido en 1949) es un químico y biofísico alemán . Actualmente es director emérito del Instituto Max Planck de Conversión de Energía Química . Es muy conocido por su trabajo sobre los centros de reacción fotosintéticos bacterianos , [1] [2] [3] las enzimas hidrogenasas , [4] y el complejo generador de oxígeno [5] [6] utilizando una variedad de técnicas biofísicas. Ha sido reconocido con un Festschrift por sus contribuciones a la resonancia paramagnética electrónica (EPR) y sus aplicaciones a los sistemas químicos y biológicos. [7]
Educación y carrera
Estudió química en la Universidad Libre de Berlín de 1969 a 1974 y continuó con su doctorado en química orgánica hasta 1977. De 1977 a 1982 trabajó para su habilitación en química orgánica en la Universidad Libre de Berlín con un enfoque en resonancia paramagnética electrónica (EPR) y métodos de doble resonancia, como ENDOR / TRIPLE. De 1979 a 1989 la FU Berlín lo empleó como profesor asistente y como profesor asociado en el Departamento de Química. De 1983 a 1984 trabajó como Max Kade Fellow en la UC San Diego en el Departamento de Física con George Feher en EPR y ENDOR en la fotosíntesis . En 1989 se convirtió en profesor asociado de física experimental en la Universidad de Stuttgart . En 1991 regresó a Berlín como profesor titular y presidente de química física en el Instituto Max Volmer de la Universidad Técnica de Berlín . Permaneció hasta 2000, cuando se convirtió en miembro científico de la Sociedad Max Planck y director del Instituto Max Planck de Química de Radiación (en 2003 rebautizado como Instituto Max Planck de Química Bioinorgánica y en 2012 Instituto Max Planck de Conversión de Energía Química ) en Mülheim an der Ruhr , Renania del Norte-Westfalia , Alemania. En el mismo año, se convirtió en profesor honorario de la Universidad Heinrich-Heine de Düsseldorf . De 2004 a 2012, fue director general del Instituto Max Planck y actualmente es director emérito del Instituto Max Planck de Conversión de Energía Química . [8] Desde 2004 es miembro del consejo de las Reuniones de Premios Nobel de Lindau y desde 2015 es su vicepresidente. [9]
Investigación
Su investigación se centra en los procesos elementales de la fotosíntesis y los centros metálicos catalíticos en las metaloproteínas . Es experto en la aplicación de la espectroscopia EPR y los cálculos químicos cuánticos. Tiene más de 500 publicaciones con más de 25.000 citas. [10]
Espectroscopia EPR
A lo largo de su carrera, la EPR ha desempeñado un papel importante como técnica biofísica para obtener información sobre radicales, pares de radicales, estados tripletes y centros metálicos en química y bioquímica. [1] [11] [5] Se ha puesto especial énfasis en los métodos que pueden resolver los acoplamientos hiperfinos electrón-nucleares entre el espín del electrón y los espines nucleares . Junto a las técnicas más establecidas, la modulación de eco de espín electrónico (ESEEM) y la doble resonancia electrón-nuclear (ENDOR), su grupo desarrolló y utilizó aún más la RMN detectada por doble resonancia electrón-electrón (ELDOR ) en un rango de frecuencias de mw. [12] [13] [14] Estas técnicas han sido utilizadas por él y su grupo para estudiar ampliamente los centros de reacción fotosintética bacteriana , sus complejos modelo donador-aceptor, el fotosistema I , el fotosistema II , [1] [5] y varias hidrogenasas diferentes. [11] [4]
Complejo generador de oxígeno
Durante el inicio de su carrera, los centros de reacción fotosintéticos bacterianos y el fotosistema oxigenado I y el fotosistema II [1] han sido un foco principal. Él y su grupo estudiaron los iones radicales donantes de clorofila inducidos por la luz [2] y aceptores de quinona [3] de la cadena primaria de transferencia de electrones. Más tarde, su investigación se centró en el ciclo de división del agua (estados S) del fotosistema II utilizando técnicas avanzadas de pulso multifrecuencia EPR, ENDOR y EDNMR. Su grupo pudo detectar y caracterizar los estados paramagnéticos generados por destello y atrapados por congelación S 0 , S 2 y S 3 (S 1 es diamagnético y S 4 es un estado transitorio) del grupo catalítico Mn 4 Ca 1 O x . Mediante un cuidadoso análisis espectral, respaldado por cálculos químicos cuánticos, se pudo detectar la oxidación del sitio y los estados de espín de todos los iones Mn y su acoplamiento de espín para todos los intermediarios del ciclo catalítico . [15] [16] [17] Trabajos posteriores utilizando técnicas avanzadas de EPR de pulso, como EDNMR, han llevado a información sobre la unión del agua [18] y una propuesta de una formación eficiente de enlace OO en el estado final del ciclo. [15] [6]
[NiFe]- y [FeFe]-hidrogenasa
Se realizó un trabajo extenso sobre la [NiFe]-hidrogenasa donde se midieron los tensores magnéticos y se relacionaron con cálculos químicos cuánticos. [11] [4] A través de su trabajo, se obtuvieron las estructuras de todos los intermediarios en la ruta de activación y el ciclo catalítico de las [NiFe]-hidrogenasas. En el curso de este trabajo se logró un modelo de difracción de cristalografía de rayos X con una resolución de 0,89 Ångström de la [NiFe]-hidrogenasa. [19]
Se ha realizado un trabajo similar para las [FeFe]-hidrogenasas. [4] Una contribución clave de su investigación fue la evidencia espectroscópica EPR de un ligando de ditiolato de azapropano (ligando ADT) en el puente ditiol del sitio activo de la [FeFe]-hidrogenasa [20] y la determinación de la magnitud y orientación del tensor g utilizando EPR de cristal único. [21] El ligando ADT se confirmó más tarde mediante la maduración artificial de las [FeFe]-hidrogenasas. [22] Utilizando la maduración artificial, la proteína podría generarse sin el cofactor ( apoproteína ) utilizando mutagénesis de E. coli y podría insertarse un sitio activo creado sintéticamente, [22] [23] [24] lo que ha abierto nuevas perspectivas en la investigación de las hidrogenasas. [25]
Premios y reconocimientos
- Otto-Klung-Preis für Chemie, FU Berlín (1978)
- Beca Max Kade, Nueva York (1983)
- Premio Internacional Zavoisky, Academia de Ciencias de Rusia y Tartaristán, Kazán, Rusia (2002)
- Premio Bruker, Royal Society of Chemistry, grupo ESR, Reino Unido (2003)
- Miembro de la Royal Society of Chemistry, Reino Unido (2004)
- Medalla de Oro de la Sociedad Internacional EPR (2005)
- Doctorado honorario Dr. hc, Universidad de Uppsala, Suecia (2008)
- Miembro de ISMAR (Sociedad Internacional de Resonancia Magnética) (2010)
- Miembro extranjero de la Academia de Ciencias de la República de Tartaristán (2012)
- Doctorado honoris causa, Dr. hc, Université d'Aix-Marseille, Francia (2014)
- Robert Bunsen Vorlesung, Deutsche Bunsen-Gesellschaft für Physikalische Chemie eV (2017)
- Miembro de la Sociedad Internacional EPR (2017)
Referencias
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