Ultrafast linear and nonlinear optical processes on macromolecules  Page description

Help  Print 
Back »

 

Details of project

 
Identifier
48725
Type K
Principal investigator Groma, Géza
Title in Hungarian Ultragyors lineáris és nemlineáris optikai folyamatok makromolekulákon
Title in English Ultrafast linear and nonlinear optical processes on macromolecules
Panel Physics
Department or equivalent Institute of Biophysics (Biological Research Center of HAS)
Participants Bányász, Ákos
Garab, Győző
Hebling, János
Jávorfi, Tamás
Keszei, Erno
Osvay, Károly
Sarlós, Ferenc
Szipocs, Róbert
Zimányi, László
Starting date 2005-01-01
Closing date 2008-12-31
Funding (in million HUF) 15.915
FTE (full time equivalent) 10.48
state closed project
Summary in Hungarian
A közlemény címe: THz radiation from bacteriorhodopsin reveals correlated primary electron and proton transfer processes
Szerzők: G. I. Groma, J. Hebling, I. Z. Kozma , G. Váró, J. Hauer, J. Kuhl, E. Riedle
Folyóirat: Proceeding of the National Academy of Sciences USA
Kiadó: National Academy of Sciences USA
Tervezett terjedelem: 6 oldal
Teljes kiadási költség: 300 eFt
Pályázott összeg: 315 eFt
Megjelenés ideje: 2008 I. félév

A publikálandó közlemény a T48725 számú ’Ultragyors lineáris és nemlineáris optikai folyamatok makromolekulákon’ című 2005-2008 futamidejű OTKA pályázat egyik részfeladata végrehajtásának során elért eredményeket tartalmazza. A pályázatban számszerűsített publikációs terv nem szerepelt, ezidáig a fenti közleményen kívül 5 folyóiratcikk, 1 könyv formájában megjelent konferenciakiadvány és 6 konferencia absztrakt jelent meg, a projekt befejezéséig további 3-4 folyóiratcikk benyújtása várható.

A publikálandó közleményt a rendkívül rangos (IF=9.64) Proc. Natl. Acad. Sci. USA közlésre elfogadta. A 300 eFt-os teljes publikációs költség igen tetemes, a T48725 pályázat kereteit lényegesen meghaladja.





 

Final report

 
Results in Hungarian
Mérőrendszerünkhöz új tükörkészletet és diszperzió szabályozó egységet fejlesztettünk ki, széles hullámhossz tartományban lehetővé téve (akár 40 fs-nál rövidebb) stabil fényimpulzusok keltését. Félvezető alapú telítődő abszorbens (SESAM) mintákon meghatároztuk a a fs-ps időtartományba eső tranziens abszorpció időállandóit. A kinetikai adatok kiértékelésére kidolgoztunk egy modellfüggetlen, nemparametrikus dekonvolúciós eljárást. Fotoszinetikus fénybegyűjtő komplexeken jellemeztük a fénykárosodást kivédő hődisszipáció ps-os kinetikáját. A fényenergia hasznosító bakteriorodopszin (bR) fehérjéből készített natív és módosított szárított mintákon megállapítottuk a gerjesztett állapot valamint az ultragyors intermedierek abszorpciókinetikai paramétereit. 10 fs időfelbontású koherens infravörös emissziós kísérletek alapján jellemeztük a bR retinál kromofórjának gerjesztése során létrejövő dipólmomentum változást, és az azt követő koherens vibrációs folyamatokat. Elsőként mutattuk ki és jellemeztük a bR mintából származó terahertzes emisszó jelenségét, megállapítva, hogy az részben a retinál molekula gerjesztett állapotú elektronmozgásából, részben pedig – a feltehetően ez által keltett – kezdeti funkcionális protonmozgásból származik. Kidolgoztunk egy kvantumelektrodinamikai leírást, melynek keretében a retinál gerjesztése során fellépő másodrendű optikai folyamatok egységesen tárgyalhatók.
Results in English
A new mirror set and a dispersion control unit was developed for our measuring system, making possible to generate stable light pulses (of even shorter than 40 fs) in a wide range of wavelength. The fs-ps transient absorption time-constants of semiconductor saturable absorber mirror (SESAM) samples were determined. A model-independent nonparametric deconvolution procedure was elaborated for the analysis of the kinetic data. Photosynthetic light-harvesting complexes were characterized by their ps kinetics of heat dissipation process, protecting them from light-induced damages. The absorption kinetic parameters describing the excited state and the ultrafast intermediers in native and modified dried samples of bacteriorhodopsin (bR) protein – utilizing light energy – were determined. By coherent infrared emission experiments the dipole moment change upon the excitation of the retinal chromophore of bR, as well as the subsequent coherent vibration processes were characterized. The phenomenon of terahertz emission from a bR sample was demonstrated and characterized for the first time, showing that it originates both from the excited-state electron motion of the retinal molecule and the functional early proton movement, probably generated by the former process. A theoretical description was derived from quantum electrodynamics for a unified description of the second order optical processes occurring on the excitation of retinal.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=48725
Decision
Yes





 

List of publications

 
SÁNDOR, P.: Femtoszkundumos időfelbontásos lézerspektroszkóiai mérőrendszer fejlesztése, BME diplomamunka, 2008
BÁNYÁSZ, Á.: Ulragyors kinetikai adatok modellfüggetlen dekonvolúciója, és uracilszármazékok gerejesztett állapotának tanulmányozása, ELTE TTK PhD értekezés, 2006
SZIPŐCS, R., MAKAI, A., SÁNDOR, P., HEBLING, J. and GROMA G.: Broadband and Broadly Tunable Femtosecond Pulse Laser and Parametric Oscillators for Applications in Femtobiology, Regional Biophysics Conference, Balatonfüred, 2007
COLONNA, A., GROMA, G.I. and VOS, M.H.: Retinal isomerization dynamics in dry bacteriorhodopsin films, Chem. Phys. Lett. 415: 69-73., 2005
GROMA G. és ORMOS P.: Femtoszekundumos lézerimpulzusok a biofizikában, Magyar Tudomány, 2005/12: 1540-1543, 2005
GROMA, G.I., COLONNA, A., JOFFRE, M., VOS, M.H. and MARTIN, J.-L.: Resonant optical rectification. Theory and application to bacteriorhodopsin, International Conference on Transient Chemical Structures in Dense Media, March 14-16, 2005, Paris, France, 2005
GROMA, G.I., COLONNA, A., JOFFRE, M., VOS, M.H. and MARTIN, J.-L.: Sudden polarisation and coherent vibration in bacteriorhodopsins, EUR. BIOPHYS. J. 34: 573, 2005
SZIPŐCS, R.: Femtoszekundumos lézer- és parametrikus oszcillátorok femtobiológiai alkalmazásokhoz, Magyar Tudomány, 2005/12: 1535-1539, 2005
BÁNYÁSZ, Á. and KESZEI, E.: Model-free deconvolution of femtosecond kinetic data, J. Phys. Chem. A. 110: 6192-6207, 2006
GULBINAS, V., KARPICZ, R., GARAB, G. and VALKUNAS, L.: Nonequilibrium heating in LHCII complexes monitored by ultrafast absorbance transients, Biochemistry, 45, 9559-9565, 2006
COLONNA, A., GROMA, G. I., MARTIN, J.-L,. JOFFRE, M. and VOS, M. H: Quantification of sudden light-induced polarization in bacteriorhodopsin by optical rectification, J. Phys. Chem. B. 111: 2702-2710., 2007
GROMA, G.I., HEBLING, J., KOZMA, I.Z., VÁRÓ, G. KUHL and RIEDLE, E: THz radiation from light-induced electron and proton motion in bacteriorhodopsin., Ultrafast Phenomena XV, Proceeding of the 15th International Conference, Pacific Grove, USA, July 30 –August 4, 2006, Ed: P. Corkum, D. Jones, R. J. D. Miller, A. M. Wein, 2007
GROMA, G.I., HEBLING, J., KOZMA, I.Z., VÁRÓ, G., HAUER, J., KUHL, J. and RIEDLE, E: THz radiation from bacteriorhodopsin reveals correlated primary electron and proton transfer processes, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105: 6888-6893, 2008





 

Events of the project

 
2008-08-14 11:57:59
Kiegészítő támogatás beolvasztása




Back »