Excited-state processes in biomolecules
Meer kennis over oplichtende biomoleculen
Foto-responsieve biomoleculen reageren op licht middels een chromofoor, een cofactor die diep verscholen ligt in de structuur van het grotere biomolecuul. Fotoabsorptie brengt de chromofoor in een aangeslagen toestand die via meerdere paden kan terugvallen, wat verschillende biofysische processen kan opleveren. Behalve de belangrijke biologische functies van foto-responsieve moleculen in levende systemen, vormen deze biomoleculen ook een nuttig opto-genetisch gereedschap voor het in beeld brengen van processen die plaatsvinden diep binnenin levende weefsels. Bovendien kennen deze biomoleculen toepassing als biosensoren die fysiologische controle over eiwit-eiwit interacties mogelijk maken.
Hoewel deze foto-responsieve biomoleculen dus veel toepassingen hebben is ons begrip van processen van aangeslagen toestanden in biomoleculen beperkt. Mede daardoor zijn de mogelijkheden om ze te beheersen gering. Experimentele technieken zoals ultrasnelle spectroscopie kunnen helpen om de dynamica van de aangeslagen toestand van de chromofoor te verkennen, maar dan nog blijven de atomistische details achter deze processen verscholen in gecompliceerde spectra.
Daarom is het hoofdthema van het promotieonderzoek van Sivasudhan Rathnachalam het verschaffen van een atomaire representatie van spectra door het belichten van het mechanisme achter de onderliggende biofysische processen. Hij presenteert in zijn proefschrift de belangrijkste uitdagingen voor de theoretische modellering van deze processen in aangeslagen toestanden van biomoleculen.
Sivasudhan Rathnachalam verrichtte zijn promotieonderzoek bij de afdeling Theoretische Chemie van het Zernike Institute for Advanced Materials met financiering via de RUG. Hij werkt nu als ‘Protein Modeller’ bij het Groningse EV Biotech.