Abteilung Biochemie und Synthetischer Metabolismus

Understanding and Building Metabolism

Auf neuen (Stoffwechsel-)Wegen

Unser Schwerpunkt liegt auf der Entdeckung und dem Design neuer Biokatalysatoren, vor allem solchen, die an der Umsetzung des Treibhausgases Kohlendioxid beteiligt sind. Dazu forschen wir an der Schnittstelle zwischen mikrobieller Physiologie, Biochemie und synthetischer Biologie. Wir verschaffen uns die genaue Kenntnis biochemischer Abläufe und nutzen sie gezielt, um Stoffwechselwege neu zu bauen. Im sogenannten retro-synthetischen Ansatz suchen wir synthetische Alternativen, die effizienter arbeiten als die evolutionär entstandenen – zum Beispiel eine synthetische Photosynthese, die CO2effizienter bindet und damit das Zuviel an diesem Treibhausgas mindern könnte.

Mit diesem synthetisch-biologischen Ansatz wollen wir die grundlegenden Prinzipien des Aufbaus von Stoffwechselnetzen verstehen. Das soll uns künftig in die Lage versetzen, neue biologische Strukturen und Prozesse realisieren zu können, zum Beispiel eine künstliche Photosynthese oder synthetische Organellen und Zellen.

Derzeit bearbeiten wir folgende Fragen: 

  • Welche Stoffwechselwege im globalen Kohlenstoffkreislauf sind derzeit noch unentdeckt, und welche Funktionen haben sie?
  • Wie katalysieren Enzyme wesentliche biochemische Reaktionen wie die Umsetzung von CO2,und was treibt ihre Entwicklung an?
  • Wie können wir Enzymen neue katalytische Eigenschaften verleihen, indem wir sie verändern oder neu bauen?
  • Wie können wir aus den einzelnen Enzymen neue Stoffwechselwege zusammenstellen? Zum Beispiel solche, die CO2effizienter fixieren?
  • Wie implementieren wir die neuen Stoffwechselwege in natürlichen und synthetischen Zellen?

Dazu arbeiten wir mit einer Vielzahl von Methoden der Proteinbiochemie, Molekular- und Strukturbiologie, Stoffwechsel- und Genetik-Engineering, Experimenteller Evolution, NMR und UV/Vis Spektroskopie, Metabolomik, Transkriptomik und Proteomik, synthetischer Biologie und Fluoreszenzmikroskopie. 

Eingebettet in ein Netz von Kooperationen, arbeiten wir eng mit Forschern anderer Institutionen zusammen, zum Beispiel in Frankreich, der Schweiz, den Niederlanden, Israel, Chile und den USA.

Mehr über unsere Abteilung (nur in englischer Sprache verfügbar).

 

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