Серена Дебер - Serena DeBeer

Проф. Др.

Серена Дебер
Туған1973 (1973)
ҰлтыАмерикандық
Басқа атауларСерена ДеБир Джордж
БілімХимия Оңтүстік-Батыс университеті, TX
PhD докторы Стэнфорд университеті (2002)
БелгіліРентгендік спектроскопия
нитрогеназа
фотосистема II
гидрогеназа
Метан монооксигеназа
Ғылыми мансап
ӨрістерХимия
МекемелерSSRL SLAC Стэнфорд университеті (2001–2009)
Корнелл университеті (2009 жылдан бастап)
Рур Университеті (2014 ж. Қазіргі уақытқа дейін)
Макс Планк химиялық энергияны конверсиялау институты (2011 ж. Қазіргі уақытқа дейін)
Докторантура кеңесшісіЭдвард I. Сүлеймен
Кит О. Ходжсон

Серена Дебер (1973 жылы туған) - американдық химик. Қазіргі уақытта ол W3-профессор және директор Макс Планк химиялық энергияны конверсиялау институты жылы Muelheim an der Rurr, Германия ол бейорганикалық спектроскопия бөлімін басқарады. Оның тәжірибесі қолдану мен дамытуға негізделген Рентгенге негізделген спектроскопиялық зондтары ретінде әдістер электрондық құрылым биологиялық және химиялық катализ.

Білім және мансап

Серена Дебер оқыды Оңтүстік-Батыс университеті, Джорджтаун, Ол оны аяқтаған TX (АҚШ) бакалавр бағдарлама Химия, кәмелетке толмаған Математика 1995 жылы (құрметпен). Ол докторлық диссертациясын осы жерден алды Стэнфорд университеті басшылығымен жұмыс істейтін 2002 ж Эдвард I. Сүлеймен және Кит О. Ходжсон. Содан кейін ол көшті SLAC ұлттық үдеткіш зертханасы, ол алғаш рет сәулелік ғалым ретінде жұмыс істеді (2001-2003) Стэнфорд синхротронды сәулелену зертханасы, кейінірек кадрлық ғалым ретінде (2003-2009). 2009 жылдың күзінде ол басқа жерге көшті Корнелл университеті жылы Итака, Нью-Йорк (АҚШ), онда ол факультет лауазымын қабылдады Профессор көмекшісі химия және химиялық биология кафедрасында.[1] 2011 жылдың жазында Германияға көшіп, W2-профессор және Макс Планк атындағы биоорганикалық химия институтында ғылыми топ жетекшісі болып жұмыс істей бастады (2012 жылдан бастап) Макс Планк химиялық энергияны конверсиялау институты, MPI CEC ) Mülheim an der Rurr, Германия. 2012 жылдан бастап адъюнкт-профессор қызметін атқарды Корнелл университеті және құрметті факультеттің лауазымы Рур Университеті 2014 жылдан бастап.[2] DeBeer осы институтқа директор болып тағайындалып, W3-профессор дәрежесіне көтерілгенге дейін 2017 жылға дейін MPI ОСК жанындағы «Рентгендік спектроскопия» зерттеу тобын басқарды. Қазіргі уақытта «Бейорганикалық спектроскопия» кафедрасын басқарады[3] MPI ОСК-да. Сонымен қатар, ол PINK beamline тобының жетекшісі[4] «Энергия және материалдар» зертханасындағы жоба[5] кезінде Гельмгольц Центрум Берлин, Германия.

Зерттеу

DeBeer тобындағы зерттеулер энергетикалық зерттеулердегі іргелі сұрақтарға жауап беруге бағытталған. Атап айтқанда, жердің ауыспалы металдарының көмегімен энергияны химиялық байланыстардан қалай қалпына келтіруге болады? Бұл қалай тиімді орындалады? Оның зерттеу тобы ферментативті катализге бірінші кезекте отырып, осы сұрақтарға жауап беру үшін біртекті, гетерогенді және биологиялық катализаторларды зерттейді. Ол каталитикалық түрлендірулерді түсіну үшін кеңейтілген рентген спектроскопиясын қолданудың маманы.

Нитрогеназа

Оның зерттеуінің күшті бағыты конверсияға жауап беретін ферментті зерттеу болып табылады динитроген (N2) дейін аммиак (NH3)—Нитрогеназа. Серена Дебер және оның тобы а. Қамтитын осы керемет жүйені зерттейді FeMo кофакторы (FeMoco) өзінің белсенді сайты және жоғары ажыратымдылықты қолданатын құрылымдық модель кешендері Рентгендік сіңіру (XAS) және Рентген сәулелену спектроскопиясы (XES). Осы жұмыс арқылы осы белсенді сайттың құрылымын түсінуде үлкен жетістіктерге қол жеткізілді. Белсенді учаскедегі орталық атомды карбид ретінде спектроскопиялық идентификациялау басты үлес болды.[6] Сонымен қатар, теориялық есептеулермен негізделген жоғары ажыратымдылықты XAS спектроскопиясын қолдану оның тобына Mo (III) ретінде FeMoco-да Mo атомының тотығу дәрежесін тағайындауда мүмкіндік берді.[7] Бұл зерттеу кейінірек Мо атомында Хунд емес спин конфигурациясының эксперименттік дәлелдемелерімен жалғасты Рентгендік магниттік дөңгелек дихроизм (XMCD) спектроскопиясы.[8] Осы саладағы тағы бір тәсіл - нитрогеназа ферменттерінің әртүрлі формаларын FeMoco және FeVco белсенді алаңдарымен салыстырмалы зерттеуге қатысты,[9] Селен - FeMoco корпорациясы,[10] сонымен қатар нитрогеназа каталитикалық циклінің бірінші аралық күйінің спектроскопиялық сипаттамасы (E1).[11][12]

Метан монооксигеназа

Оның тобы зерттеген тағы бір маңызды химиялық конверсия - бұл каталитикалық тотығу метан дейін метанол. Табиғат деп аталатын ферменттер тобын пайдаланады метан монооксигеназа (MMO). C-H-нің бөлінуіне мүмкіндік беретін осы ферменттің белсенді орны метан бұл ММО гидроксилаза ақуызында (MMOH) кездесетін Q ядролық Fe (IV) аралық Q. DeBeer тобындағы спектроскопиялық зерттеулер осы диирондық кешеннің құрылымы туралы жаңа түсініктер берді. Жоғары ажыратымдылық сияқты кеңейтілген рентген-спектроскопиялық зерттеулерді қолдану арқылы XAS олар метанның биологиялық тотығуындағы негізгі аралықты ашық ядролы диирон құрылымы ретінде сипаттады (Fe барIV= O мотиві).[13] Қосымша EXAFS Зерттеулер бұл Fe-Fe қысқа қашықтығына ешқандай дәлелдеме емес, керісінше ашық ядро ​​құрылымына сәйкес келетін ұзақ диирондық қашықтықты дәлелдеу арқылы дәлелдеді.[14]

Спектроскопияның дамуы

DeBeer тобының соңғы жұмысы әр түрлі рентгендік спектроскопиялық әдістердің толық ақпараттық мазмұнын әзірлеуге және оларды биологиялық катализаторларға қолдануға бағытталған.

Осы әдістердің қатарына:

Валенттілік рентген эмиссиясының спектроскопиясы

Бұл әдісте (VtC XES = валенттіліктен-ядролық сәулелену спектроскопиясы деп те аталады) валенттілік электрон ионданған металдың 1 саңылау саңылауын толтырғаннан кейін пайда болатын флуоресценцияны бақылайды. Осылайша, XES валенттілік спектрлері лиганд иондану энергиясының картасын ұсынады және лигандтың идентификациясы мен протонаттық күйі туралы ақпарат береді. Нитрогеназаның FeMo кофакторындағы орталық көміртек атомын анықтау үшін осы әдісті қолдану өте маңызды. Нитрогеназа ).[6]

Резонанстық валенттілік XES (RXES) немесе резонанстық серпімді емес рентгендік шашырау (RIXS)

DeBeer тобы RXES әзірлеуге және қолдануға белсенді қатысады /RIXS қатты және жұмсақ әдістерге негізделген Рентген режим. Оларға 1с-валенттілік жатады RIXS лиганд-селективті алу құралы ретінде XAS[15] және 2p3d RIXS d-d қозуларын бейнелеу құралы ретінде.[16][17][18][19][20][21]

Рентгендік магниттік дөңгелек дихроизм (XMCD)

Бұл әдіс қатты күйдегі материалдарда, магниттік қасиеттерін анықтау үшін кеңінен қолданылған. (Био) бейорганикалық немесе ақуыздық жүйелерге қолданудың сапалы және сандық түсіндірмелері болмады. DeBeer тобы XMCD-ден ковалентті жүйелерден алуға болатын ақпаратты кеңейтті.[22] Бүгінгі таңда бұл Нитрогеназдағы Мо атомында ұсынылған Хунд емес конфигурациясының дәлелі бола алатын жалғыз әдіс болды[8] (бөлімді қараңыз) Nitrogeanse ).

Аспаптар

Зертханалық дисперсиялы рентген сәулесінің спектрометрі

Serena DeBeer тобы Проф. Биргит Кангиссер тобымен бірлесе отырып Берлин, ішкі дисперсиялық рентгендік эмиссиялық спектроскопия (XES) қондырғысын жасады. Зертханалық рентген көзін (Metal Jet) фон Хамоспен толық цилиндрлі оптика және жоғары күйдірілген пиролиттік графит (HAPG) кристаллымен және CCD детекторымен бірге қолданатын қондырғы. Бұл спектрлерді 2,4-9 кэВ диапазонында алуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, бұл спектрометр концентрацияланған сынамалар үшін синхротрон негізіндегі сәулелік сызықтарға балама болып табылады.[23]

PINK Beamline

DeBeer тобы PINK сәулесінің дамуын да басқарады[4] Жергілікті энергетикалық материалдар зертханасында[5] кезінде Гельмгольц Центрум Берлин. Доктор Сергей Передков - осы жобаның жетекші дизайнері және аспап зерттеушісі. Бұл сәуле сызығы 2-10 кэВ энергия режимінде немесе «қызғылт» сәулелі режимде көп қабатты айнамен немесе монохромат сәулесімен жұмыс істейді (қос кристалды қосу арқылы) монохроматор ). Қазіргі уақытта сәулелік сызық пайдалануға беру кезеңінде.

Марапаттар мен марапаттар

Пайдаланылған әдебиеттер

  1. ^ «Serena DeBeer | Химия және химиялық биология Корнелл өнері және ғылымдары».
  2. ^ «Honorarprofessorin der RUB is neue Direktorin». news.rub.de (неміс тілінде). Алынған 2019-08-08.
  3. ^ «Проф. Доктор Серена Дибер». cec.mpg.de. Алынған 2019-12-02.
  4. ^ а б Energie, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und. «PINK». HZB веб-сайты. Алынған 2019-12-02.
  5. ^ а б Energie, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und. «Берлин ішіндегі энергетикалық материалдар зертханасы». HZB веб-сайты. Алынған 2019-12-02.
  6. ^ а б Ланкастер, К.М .; Ромелт, М .; Эттенхубер, П .; Ху, Ю .; Риббе, М. В .; Низ, Ф .; Бергманн, У .; DeBeer, S. (2011-11-18). «Рентген сәулеленуінің спектроскопиясы нитрогеназа темір-молибден кофакторындағы орталық көміртекті дәлелдейді». Ғылым. 334 (6058): 974–977. Бибкод:2011Sci ... 334..974L. дои:10.1126 / ғылым.1206445. ISSN  0036-8075. PMC  3800678. PMID  22096198.
  7. ^ Бьорнссон, Рагнар; Лима, Фредерико А .; Спатзал, Томас; Вейхермюллер, Томас; Глатцель, Питер; Билл, Экхард; Эйнсл, Оливер; Нис, Фрэнк; DeBeer, Серена (2014). «Нитрогеназды темір-молибден кофакторында спинмен байланысқан Мо (III) анықтау». Хим. Ғылыми. 5 (8): 3096–3103. дои:10.1039 / C4SC00337C. ISSN  2041-6520.
  8. ^ а б Ковальска, Джоанна К .; Хенторн, Джастин Т .; Ван Стэппен, Кейси; Трнчик, христиан; Эйнсл, Оливер; Кевни, Дэвид; DeBeer, Серена (2019-07-08). «Нитрогеназға және онымен байланысты модельдерге қолданылатын рентгендік магниттік дөңгелек дихроизм спектроскопиясы: спинмен байланысқан молибден (III) орталығы үшін тәжірибелік дәлелдер». Angewandte Chemie International Edition. 58 (28): 9373–9377. дои:10.1002 / anie.201901899. PMC  6772009. PMID  31119827.
  9. ^ Рис, Джулиан А .; Бьорнссон, Рагнар; Ковальска, Джоанна К .; Лима, Фредерико А .; Шлезье, Джулия; Сиппел, Даниел; Вейхермюллер, Томас; Эйнсл, Оливер; Ковач, Джули А.; DeBeer, Серена (2017). «FeMoco және FeVco нитрогеназының салыстырмалы электрондық құрылымдары». Дальтон транзакциялары. 46 (8): 2445–2455. дои:10.1039 / C7DT00128B. ISSN  1477-9226. PMC  5322470. PMID  28154874.
  10. ^ Хенторн, Джастин Т .; Ариас, Рене Дж.; Короидов, Сергей; Кролл, Томас; Сокарас, Димостенис; Бергман, Уве; Рис, Дуглас С .; DeBeer, Серена (2019-08-28). «Selenium K-Edge жоғары рентгендік-сіңіру спектроскопиясы арқылы ашылған азотазаның FeMoco локализацияланған электрондық құрылымы». Американдық химия қоғамының журналы. 141 (34): 13676–13688. дои:10.1021 / jacs.9b06988. ISSN  0002-7863. PMC  6716209. PMID  31356071.
  11. ^ Ван Стэппен, Кейси; Торхалссон, Альберт Тор; Decamps, Laure; Бьорнссон, Рагнар; DeBeer, Серена (2019). «Mo нитроэназаның Mo 1 күйінің құрылымын Mo және Fe K-жиегі EXAFS және QM / MM есептеулері арқылы шешу». Химия ғылымы. 10 (42): 9807–9821. дои:10.1039 / C9SC02187F. ISSN  2041-6520.
  12. ^ Ван Стэппен, Кейси; Давыдов, Роман; Ян, Чжи-Ён; Желдеткіш, Руиси; Гуо, Йисун; Билл, Экхард; Зифельдт, Ланс С .; Хоффман, Брайан М .; DeBeer, Серена (2019-09-16). «Mo және Fe рентгендік сіңіру және месссбауэрлік зерттеулерге негізделген Mo азотогеназаның Mo 1 күйінің спектроскопиялық сипаттамасы». Бейорганикалық химия. 58 (18): 12365–12376. дои:10.1021 / acs.inorgchem.9b01951. ISSN  0020-1669. PMC  6751781. PMID  31441651.
  13. ^ Кастильо, Ребека Г .; Банерджи, Рахул; Эллпресс, Калеб Дж .; Рохде, Григорий Т .; Билл, Экхард; Ку, Лоуренс; Липскомб, Джон Д .; DeBeer, Серена (2017-12-13). «Еритін метанның монооксигеназасының Q аралық затының жоғары қуатты флуоресценциялы-рентгендік сіңіруі». Американдық химия қоғамының журналы. 139 (49): 18024–18033. дои:10.1021 / jacs.7b09560. ISSN  0002-7863. PMC  5729100. PMID  29136468.
  14. ^ Кацейл, Джордж Э .; Банерджи, Рахул; Чжоу, Анг; Ку, Лоуренс; Липскомб, Джон Д .; DeBeer, Серена (2018-12-05). «Жоғары ажыратымдылықты кеңейтілген рентгендік-абсорбциялық құрылымды талдау метан монооксигеназаның Q аралық қабатында Fe ··· Fe арақашықтықының ұзағырақ екеніне дәлел береді». Американдық химия қоғамының журналы. 140 (48): 16807–16820. дои:10.1021 / jacs.8b10313. ISSN  0002-7863. PMC  6470014. PMID  30398343.
  15. ^ Холл, Элеонора Р.; Поллок, Кристофер Дж .; Бендикс, Джеспер; Коллинз, Терренс Дж.; Глатцель, Питер; DeBeer, Серена (2014-07-16). «Валенттілік-ядро арқылы анықталған рентгендік-абсорбциялық спектроскопия: Лигандтық селективтілікке бағытталғандық». Американдық химия қоғамының журналы. 136 (28): 10076–10084. дои:10.1021 / ja504206y. ISSN  0002-7863. PMID  24946007.
  16. ^ Ван Куйкен, Бенджамин Э .; Хан, Ансельм В .; Найяр, Брахамот; Шивер, Кристин Е .; Ли, Сони С .; Мейер, Франк; Вейхермюллер, Томас; Николау, Алессандро; Цуй, И-Дао; Мияваки, маусым; Харада, Ёсихиса (2018-06-18). «2 ккд RIXS спектроскопиясымен өлшенген темір-күкірт кешендерінің электрондық спектрлері». Бейорганикалық химия. 57 (12): 7355–7361. дои:10.1021 / acs.inorgchem.8b01010. ISSN  0020-1669. PMID  29847108.
  17. ^ Хан, Ансельм В .; Ван Куйкен, Бенджамин Э .; ал Самарай, Мұстафа; Атанасов, Михаил; Вейхермюллер, Томас; Цуй, И-Дао; Мияваки, маусым; Харада, Ёсихиса; Николау, Алессандро; DeBeer, Серена (2017-07-17). «Қара және темір темір хлоридтерінің лигандалық өріс спектрлерін 2p3d RIXS көмегімен өлшеу». Бейорганикалық химия. 56 (14): 8203–8211. дои:10.1021 / acs.inorgchem.7b00940. ISSN  0020-1669. PMID  28653856.
  18. ^ Хан, Ансельм В .; Ван Куйкен, Бенджамин Э .; Чилкури, Виджай Гопал; Левин, Наталья; Билл, Экхард; Вейхермюллер, Томас; Николау, Алессандро; Мияваки, маусым; Харада, Ёсихиса; DeBeer, Серена (2018-08-06). «Төмен иірімді қара және темір кешендерінің валенттіліктің электронды құрылымын 2 резонанстық резонанстық серпімді емес рентгендік шашырауды (RIXS) қолдану арқылы зондтау». Бейорганикалық химия. 57 (15): 9515–9530. дои:10.1021 / acs.inorgchem.8b01550. ISSN  0020-1669. PMID  30044087.
  19. ^ Ван Куйкен, Бенджамин Э .; Хан, Ансельм В .; Маганас, Димитриос; DeBeer, Серена (2016-11-07). «Ванадий кешендеріндегі айналдыруға рұқсат етілген және спинге тыйым салынған д-д қозуды өлшеу 2 резонанстық серпімді емес рентгендік шашыратумен өлшеу». Бейорганикалық химия. 55 (21): 11497–11501. дои:10.1021 / acs.inorgchem.6b02053. ISSN  0020-1669. PMID  27731986.
  20. ^ Маганас, Димитриос; Дебер, Серена; Низ, Фрэнк (2017-10-02). «Валенттілік-ядро резонанстық рентген сәулесінің спектрін есептеу үшін синглы әдісімен шектелген ашық конфигурацияның өзара әрекеті: жағдайды зерттеу». Бейорганикалық химия. 56 (19): 11819–11836. дои:10.1021 / acs.inorgchem.7b01810. ISSN  0020-1669. PMC  5692824. PMID  28920680.
  21. ^ Әл Самарай, Мұстафа; Хан, Ансельм В .; Бехешти Аскари, Аббас; Цуй, И-Дао; Ямазое, Косуке; Мияваки, маусым; Харада, Ёсихиса; Рюдигер, Олаф; DeBeer, Серена (2019-10-23). «Операндо Ni L-Edge рентгендік-абсорбциялық спектроскопиясы және 2клд резонанстық серпімді емес рентгендік шашырау арқылы никельді марганец оксидінің оттегі реакциясы катализаторындағы құрылым-белсенділік корреляциясын түсіндіру». ACS қолданбалы материалдар және интерфейстер. 11 (42): 38595–38605. дои:10.1021 / acsami.9b06752. ISSN  1944-8244. PMID  31523947.
  22. ^ Ковальска, Джоанна К .; Найяр, Брахамот; Рис, Джулиан А .; Шивер, Кристин Е .; Ли, Сони С .; Ковачс, Джули А .; Мейер, Франк; Вейхермюллер, Томас; Отеро, Эдвидж; DeBeer, Серена (2017-07-17). «Темір L 2,3 -Нитрогеназаның FeMoco және FeVco белсенді учаскелеріне сәйкес келетін рентгендік сіңіру және молекулалық темір кешендерінің рентгендік магниттік циркулярлы дихроизмін зерттеу».. Бейорганикалық химия. 56 (14): 8147–8158. дои:10.1021 / acs.inorgchem.7b00852. ISSN  0020-1669. PMC  5516708. PMID  28653855.
  23. ^ Мальцер, Вольфганг; Гротш, Даниел; Гневков, Ричард; Шлесигер, Кристофер; Ковалевски, Фабиан; Ван Куйкен, Бенджамин; Дебер, Серена; Kanngießer, Биргит (қараша 2018). «Катализді зерттеу кезінде рентгендік сәуле шығару спектроскопиясының лабораториялық спектрометрі». Ғылыми құралдарға шолу. 89 (11): 113111. Бибкод:2018RScI ... 89k3111M. дои:10.1063/1.5035171. ISSN  0034-6748. PMID  30501328.
  24. ^ «Serena DeBeer және халықаралық және пәнаралық командаға арналған ERC Synergy гранты». cec.mpg.de. Алынған 2019-11-27.
  25. ^ «ERC 2019 Synergy Grants мысалдары». ERC: Еуропалық зерттеу кеңесі. 2019-10-10. Алынған 2019-11-27.
  26. ^ «Серена Дибир химия ғылымына қауымдастырылған редактор - химия ғылымдарының блогына қосылды». Алынған 2019-11-27.
  27. ^ «Доктор Серена Дебер - 2016 бейорганикалық химия Ле ... | ACS желісі». қауымдастықтар.acs.org. Алынған 2019-11-27.
  28. ^ «Serena DeBeer SBIC ерте мансап бойынша марапат».
  29. ^ «ERC Consolidator Grant: N2ase».
  30. ^ «Serena DeBeer». www.nasonline.org. Алынған 2019-11-27.
  31. ^ «Өткен стипендиаттар». sloan.org. Алынған 2019-11-27.

Сыртқы сілтемелер