Panorama

Aminoff Preis für Henry Chapman

14.10.2020 - Leitender DESY-Wissenschaftler für Strukturbiologie mit Röntgenlasern ausgezeichnet.

Der Gre­gori-Amin­off-Preis für Kris­tallo­gra­phie 2021 geht an Henry Chap­man. Das hat die Kö­nig­lich-Schwe­dische Aka­de­mie der Wis­sen­schaf­ten in Stock­holm be­kannt­gege­ben. Zusam­men mit Ja­nos Hajdu von der Univer­si­tät Up­psala und John Spence von der Arizona State Univer­sity wird Chap­man „für weg­wie­sende Bei­träge zur Ent­wick­lung der Struk­turbi­o­logie an Freie-Elektro­nen-Rönt­genla­sern“ aus­ge­zeich­net.

Die meis­ten Pro­zesse in Zel­len und Orga­nis­men wer­den durch Pro­teine ge­steu­ert, was diese biolo­gi­schen Mak­ro­mole­küle zum Ziel fast aller Me­dika­mente macht. Kris­talle, die sich aus Pro­tei­nen züch­ten las­sen, beu­gen Rönt­gen­strahlen auf cha­rak­teris­ti­sche Weise, wodurch sich mit Hilfe der Kris­tallo­gra­phie de­tail­lierte Infor­mati­onen über ihre mole­ku­lare Struktur ge­win­nen las­sen. Die Kenntnis der Pro­tein­struk­tur ist ent­scheidend für das Ver­ständnis der Funk­tions­weise die­ser Bio­mole­küle und kann bei der Ent­wick­lung neuer und ver­bes­ser­ter Me­dika­mente hel­fen. Pro­tein­kris­talle sind je­doch oft sehr klein und emp­find­lich, so dass sie zer­stört wer­den, bevor genü­gend ge­beugte Rönt­gen­strahlen ge­mes­sen wer­den kön­nen.

Spence, Hajdu und Chapman, der auch Pro­fes­sor an der Uni­versi­tät Ham­burg ist, ha­ben Me­tho­den ent­wi­ckelt, mit de­nen sich uner­reichte Ein­blicke in Bi­omo­lek­üle und an­dere biolo­gi­sche Strukturen ge­win­nen las­sen. Die For­scher nut­zen dabei Prin­zi­pien der Kris­tallo­gra­phie und ha­ben dar­aus Ver­fah­ren für den Ein­satz an ei­ner ganz neuen Ge­nera­tion von Rönt­gen­licht­quel­len ent­wi­ckelt: Freie-Elekt­ro­nen-Rönt­gen­laser (XFEL) wer­den von star­ken Teil­chen­be­schleuni­gern ange­trie­ben, die Elekt­ro­nen auf hohe Ener­gien brin­gen. Die schnellen Teil­chen wer­den an­schließend durch mag­neti­sche Sla­lomstre­cken ge­schickt, in de­nen sie la­ser­artige Rönt­gen­pulse abge­ben. Rönt­gen­laser wie der Euro­pean XFEL, der sich vom DESY-Cam­pus in Ham­burg bis ins be­nach­barte Schene­feld er­streckt, sind die hells­ten Rönt­gen­licht­quel­len der Welt.

„Vor et­was mehr als ei­nem Jahr­zehnt sind Rönt­gen-FELs auf der Bild­flä­che er­schienen, und es schien zu­nächst un­mög­lich, ihre ext­rem star­ken Pulse für Mes­sun­gen mit der für die Strukturbi­olo­gie erfor­derli­chen ato­ma­ren Präzi­sion ein­zu­set­zen“, er­läu­tert Chapman, der auch Phy­sik­pro­fes­sor an der Uni­versi­tät Ham­burg ist. „Ich hatte das Glück, dass es hier in Ham­burg den Plan gab, eine wis­sen­schaftliche Ge­mein­schaft auf­zu­bauen, um sich auf die Mög­lich­kei­ten die­ser neuen Werkzeuge vor­zube­rei­ten, und dass ich ein­gela­den wurde, Teil die­ser Ge­mein­schaft zu sein. Ich hatte ebenso das Glück einer wun­der­ba­ren wis­sen­schaftli­chen Ko­ope­ra­tion mit Janos Hajdu und John Spence sowie vie­len ande­ren Kolle­gen.“

Die von Spence, Hajdu und Chapman ent­wi­ckel­ten Me­tho­den ha­ben die Pro­tein­kris­tallo­gra­phie an Rönt­gen­la­sern er­mög­licht und da­mit we­sent­liche Fort­schritte in ver­schiede­nen Be­rei­chen der Strukturbi­olo­gie ge­bracht. Bei­spiele sind ein bes­seres Ver­ständnis von Enzy­men, die mit XFELs bei phy­siolo­gi­schen Tem­pera­turen ge­mes­sen wer­den kön­nen, die Ana­lyse der mole­kula­ren Dy­na­mik der Pho­to­syn­these, neue Er­kenntnisse über die Gen­regu­lation und die Mög­lich­keit, die mole­ku­lare Struktur von Hor­mon­re­zep­toren zu be­stim­men.

Die zent­rale Me­thode für diese Un­ter­su­chun­gen ist die seri­elle Fem­tose­kun­den-Kris­tallo­gra­phie SFX. Sie hat sich zu ei­ner der wich­tigs­ten An­wen­dun­gen von Rönt­gen-FELs ent­wi­ckelt, da sie unter ande­rem die Struktur­be­stim­mung bei Pro­ben er­mög­licht, die für eine kon­venti­onelle Ana­lyse zu klein sind, Strahlen­schä­den ver­mei­det und zeit­auf­ge­löste Mes­sun­gen er­laubt. Bei der SFX wer­den viele sehr kleine Kris­talle durch den La­ser­strahl ge­schossen und mit Rönt­gen­pul­sen von weni­gen Fem­tose­kun­den (billi­ards­tel Se­kun­den) Dauer ana­ly­siert. Alle drei Preis­trä­ger sind Spre­cher in­ner­halb des SFX-Nut­zer­kon­sorti­ums am Euro­pean XFEL, das Chapman 2012 initi­iert hat.

Die nach dem schwedi­schen Mi­nera­logen und Künstler Gre­gori Ami­noff be­nannte Aus­zeichnung ist mit 80 000 Schwedi­schen Kro­nen (rund 7700 Euro) do­tiert. Sie wird seit 1979 für her­aus­ra­gende Leis­tun­gen in der Kris­tallo­gra­phie ver­lie­hen. Die Preis­ver­lei­hung fin­det am 26. März 2021 in Stockholm auf der Jah­res­feier der Kö­nig­lich-Schwedi­schen Aka­de­mie der Wis­sen­schaften statt.

DESY / Königlich-Schwedischen Akademie der Wissenschaften / LK

Weitere Infos

Neue Vakuumpumpe VACUU·PURE® 10

Öl- und abriebfreies Vakuum bis 10⁻³  mbar

VACUUBRAND präsentiert eine trockene und abriebfreie Schraubenpumpe für den Vakuumbereich bis 10⁻³ mbar. Die Pumpe besticht durch ihre wartungsfreie Technologie ohne Verschleißteile und weist ein Saugvermögen von 10 m³/h auf. VACUU·PURE 10 ist die ideale Lösung für Prozesse, bei denen partikel- und kohlenwasserstofffreies Vakuum im Bereich bis 10⁻³ mbar benötigt wird. Mit dieser Eigenschaft deckt die Schraubenpumpe viele Anwendungsgebiete ab – wie beispielsweise Analytik, Vorvakuum für Turbomolekularpumpen oder die Regeneration von Kryopumpen. Sie ermöglicht aber auch Prozesse wie die Vakuumtrocknung, Gefriertrocknung, Wärmebehandlung, Entgasung oder Beschichtung. Da keine Verschleißteile zu tauschen sind und lästige Ölwechsel entfallen, ist ein unterbrechungsfreier Betrieb mit sehr langen Standzeiten möglich.

VACCU PURE 10

Lernen Sie VACUU·PURE 10 kennen.

Newsletter

Die Physik in Ihrer Mailbox – abonnieren Sie hier kostenlos den pro-physik.de Newsletter!

Erleben Sie unsere neue HiScroll – die ölfreien Vakuumpumpen von Pfeiffer Vacuum

Die HiScroll Serie besteht aus drei ölfreien und hermetisch dichten Scrollpumpen mit einem nominellen Saugvermögen von 6 – 20 m³/h. Die Pumpen zeichnen sich insbesondere durch ihre hohe Leistung beim Evakuieren gegen Atmosphäre aus. Ihre leistungsstarken IPM*-Synchronmotoren erzielen einen bis zu 15% höheren Wirkungsgrad in Vergleich zu konventionellen Antrieben.

*Interior Permanent-Magnet

Pfeiffer HiScroll Pumpen Video

Erfahren Sie mehr über die neue HiScroll Vakuumpumpe

Webinar: Grundlagen der Wellenoptik-Simulation in 18 Minuten

Dieses 18-minütige Webinar vermittelt die Grundlagen der Modellierung und Simulation wellenoptischer Systeme.

Mehr Informationen zum Webinar

Webinar: Von Transportmessungen in der Festkörperphysik zur Impedanzanalyse in der Elektrotechnik

Nach einer kurzen Einführung in das Lock-in Verstärker Messverfahren erfahren Sie, wie diese Messtechnik bessere und schnellere Transportmessungen ermöglicht.

Mehr Informationen zum Webinar

Virtuelle Jobbörse

Eine Kooperation von Wiley und der DPG

Da die erste virtuelle Jobbörse mit mehr als 1.500 Registrierungen und über 1.000 teilnehmenden Personen ein sehr großer Erfolg für Anbieter und Teilnehmende war, bieten die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG) und der Verlag Wiley-VCH eine weitere virtuelle Jobbörse im Herbst an.

Eventbeginn:
03.11.2020 - 12:00
Eventende:
03.11.2020 - 16:00

Mehr Informationen

Webinar: Grundlagen der Wellenoptik-Simulation in 18 Minuten

Dieses 18-minütige Webinar vermittelt die Grundlagen der Modellierung und Simulation wellenoptischer Systeme.

Mehr Informationen zum Webinar

Webinar: Von Transportmessungen in der Festkörperphysik zur Impedanzanalyse in der Elektrotechnik

Nach einer kurzen Einführung in das Lock-in Verstärker Messverfahren erfahren Sie, wie diese Messtechnik bessere und schnellere Transportmessungen ermöglicht.

Mehr Informationen zum Webinar

Virtuelle Jobbörse

Eine Kooperation von Wiley und der DPG

Da die erste virtuelle Jobbörse mit mehr als 1.500 Registrierungen und über 1.000 teilnehmenden Personen ein sehr großer Erfolg für Anbieter und Teilnehmende war, bieten die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG) und der Verlag Wiley-VCH eine weitere virtuelle Jobbörse im Herbst an.

Eventbeginn:
03.11.2020 - 12:00
Eventende:
03.11.2020 - 16:00

Mehr Informationen