• No results found

Terahertz radiation as a pump and probe for studying low frequency vibrations in proteins

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Terahertz radiation as a pump and probe for studying low frequency vibrations in proteins"

Copied!
2
0
0

Loading.... (view fulltext now)

Full text

(1)

Terahertz radiation as a pump and probe for studying low frequency vibrations in proteins

Ida Lundholm

Institutionen för kemi och molekylärbiologi Naturvetenskapliga fakulteten

Akademisk avhandling för filosofie doktorsexamen i Naturvetenskap med inriktning Biofysik, som med tillstånd från Naturvetenskapliga fakulteten kommer att offentligt försvaras fredagen den 9:e oktober, 2015 kl. 9.30 i sal Carl Kylberg, Institutionen för

kemi och molekylärbiologi, Medicinaregatan 7B, Göteborg.

ISBN: 978-91-628-9543-3 (Pdf) ISBN: 978-91-628-9544-0 (Print)

Terahertz radiation as a pump and probe for studying low frequency vibrations in proteins

Ida Lundholm

Institutionen för kemi och molekylärbiologi Naturvetenskapliga fakulteten

Akademisk avhandling för filosofie doktorsexamen i Naturvetenskap med inriktning Biofysik, som med tillstånd från Naturvetenskapliga fakulteten kommer att offentligt försvaras fredagen den 9:e oktober, 2015 kl. 9.30 i sal Carl Kylberg, Institutionen för

kemi och molekylärbiologi, Medicinaregatan 7B, Göteborg.

ISBN: 978-91-628-9543-3 (Pdf) ISBN: 978-91-628-9544-0 (Print)

(2)

Terahertz radiation as a pump and probe for studying low frequency vibrations in proteins

Ida Lundholm

Institutionen för kemi och molekylärbiologi Naturvetenskapliga fakulteten

Many functionally important structural changes in proteins proceed along the direction of their lowest frequency vibrations. These vibrations correspond to picosecond collective dynamics. Establishing the fundamental relationship between these vibrations and protein function remains a challenge within biophysics.

Electromagnetic radiation in the terahertz frequency range (0.1-10 THz) can excite collective picosecond vibrations which makes it suitable as a probe for direct observation as well as a pump for the selection of functionally relevant vibrations for detection by other methods. The use of terahertz radiation for biological applications is hampered by several technical difficulties such as water absorption and thermal effects. For these reasons, method development is an important aspect when applying terahertz radiation to biological problems. In this work, terahertz radiation has been used to identify and characterize low frequency vibrations in three different proteins by applying both novel experimental design and analysis methods.

Terahertz absorption spectroscopy was used to identify the change in collective dynamics upon photo activation of a photosynthetic reaction centre. The collective vibrations were of non-thermal origin and localized to the chromophore containing subunits implying the involvement of collective dynamics in photosynthesis.

By combining X-ray crystallography with 0.4 THz excitation the presence of collective dynamics was detected in both lysozyme and thermolysin. In lysozyme, the vibrational mode was localized to a central α-helix. The vibrational mode had a lifetime longer than expected which most likely arise from a hypothetical Fröhlich condensation process not previously observed. The interaction of terahertz radiation with thermolysin was identified through a Bayesian statistical analysis of X-ray diffraction data.

References

Related documents

[r]

Akademisk avhandling för filosofie doktorsexamen i Kemi, som med tillstånd från Naturvetenskapliga fakulteten kommer att offentligt försvaras fredag den 5 oktober 2020, kl. 10:00

Akademisk avhandling för filosofie doktorsexamen i naturvetenskap, inriktning miljövetenskap, som med tillstånd från Naturvetenskapliga fakulteten kommer att

Akademisk avhandling för filosofie doktorsexamen i Naturvetenskap, inriktning biologi, som med tillstånd från Naturvetenskapliga fakulteten kommer att offentligt försvaras. fredag

Akademisk avhandling för filosofie doktorsexamen i biologi med inriktning mot systematik och biodiversitet som enligt Naturvetenskapliga fakultetets beslut kommer

Akademisk avhandling för filosofie doktorsexamen i Fysik som med tillstånd från Naturvetenskapliga fakulteten kommer att offentligt försvaras fredag den 27

Akademisk avhandling för filosofie doktorsexamen i naturvetenskap, inriktning fysik, som med tillstånd från Naturvetenskapliga fakulteten kommer att offentligt försvaras. fredagen

Akademisk avhandling för filosofie doktorsexamen i naturvetenskap, inriktning kemi, som med tillstånd från Naturvetenskapliga fakulteten kommer att offentligt försvaras fredagen