Wie treibt die Reduktion von Sauerstoff das Pumpen von Protonen in der Cytochrom c Oxidase an? Ein Vorschlag für eine kombinierte quantenchemische, elektrostatische und molekulardynamische Studie

细胞色素氧化酶在还原Sauerstoff frei wird时会释放能量，使一个质子在一个膜上生成。质子梯度将用于ATP合成。许多氧化还原和质子化的基团是为了质子的氧化还原泵。细胞色素氧化酶的一般结构还不清楚这种酶的作用机理。我想用电子统计学方法、分子动力学模拟方法和质子与电子相互作用的量子化学方法来研究细胞膜蛋白的分解机理。在这个项目中，我改进了方法，但也改进了新的方法。碎片的分解必须承受韦尔登：质子泵的冷却剂如何使用？中间体的一般化学性质是什么？膜电位和质子梯度对分解酶Zyklus的影响如何？什么是质子和电子转移？该工程通过实验确定了韦尔登。这是一个非常重要的问题，需要进行实验验证和实验结果。

Die Cytochrom c Oxidase verwendet die Energie, die bei der Reduktion von Sauerstoff frei wird, um einen Protonengradienten über einer Membran aufzubauen. Dieser Protonengradient wird für die ATP-Synthese verwendet. Mehrere redox-aktive und protonierbare Gruppen sind für das redox-gekoppelte Pumpen von Protonen notwendig. Trotz der genauen Kenntnis der Struktur der Cytochrom c Oxidase ist der Mechanismus dieses Enzyms noch nicht verstanden. Ich möchte quantenchemische Methoden mit elektrostatischen Rechnungen, Molekulardynamik-Simulationen und Methoden zur Suche von Protonen- und Elektronenpfaden kombinieren, um den Mechanismus des katalytischen Zyklus dieses Membranproteins zu untersuchen. In diesem Projekt möchte ich bestehende Methoden erweitern und anwenden, aber auch neue Methoden entwickeln. Die folgenden Fragestellungen sollen bearbeitet werden: Wie koppelt die Sauerstoffreduktion zum Pumpen von Protonen? Was ist der genaue chemische Charakter der Intermediate? Wie beeinflussen das Membranpotential und der Protonengradient den katalytischen Zyklus? Welche Reste sind an Protonen- und Elektronentransferpfanden beteiligt? Die Ergebnisse können mit experimentellen Daten korreliert werden. Es ist deshalb möglich, die Rechnungen an vorhandenen Experimenten zu validieren und Ergebnisse zukünftiger Experimente vorherzusagen.