S-Module der AG Photobiotechnologie

Während Ihrer S-Module in der AG Photobiotechnologie arbeiten Sie gemeinsam mit Ihren Betreuer*innen an aktuellen Forschungsprojekten unserer Arbeitsgruppe.

Insondere im Zeichen des Klimawandels brauchen wir fundamental neue Konzepte, um umwelt- und klimaverträgliche Energieformen zu generieren und einzusetzen. Ein Schwerpunkt der AG Photobiotechnologie ist die Erforschung und biotechnologische Anwendung von Wasserstoff- (H₂-) bildenden Enzymen (Hydrogenasen) sowie weiterer Redoxenzyme, welche im mikrobiellen Energiestoffwechsel (unter anderem in photosynthetischen Mikroorganismen wie der einzelligen Grünalge Chlamydomonas reinhardtii) wichtige Funktionen übernehmen, oder welche industriell relevante chemische Synthesen katalysieren. Zur Aufklärung von Struktur-Funktionsbeziehungen der biotechnologisch relevanten Enzyme benutzen wir eine Vielzahl hochmoderner genetischer, biochemischer und biophysikalischer Methoden und kooperieren national und international mit führenden Wissenschaftler*innen. Weiterhin erschaffen wir bioinspirierte neuartige Biokatalysatoren auf Peptid- und DNA-Ebene, welche in einer zukünftigen Anwendung im Rahmen der biobasierten Industrie als miniaturisierte, robuste Katalysatoren in H₂-Technologien und in der ‘Grünen’ Chemie eingesetzt werden können.

Neben dem Schwerpunkt der Proteinforschung charakterisieren wir Anpassungsreaktionen der Mikroalge C. reinhardtii. Pro- und eukaryotische photosynthetisch aktive Mikroorganismen spielen eine enorm wichtige Rolle für das Ökosystem Erde. Sie sind für einen großen Teil der photosynthetischen Bildung von Sauerstoff und Biomasse und gleichzeitig der Fixierung von CO₂ verantwortlich und sichern damit das Überleben der nicht-photosynthetischen Lebewesen einschließlich der Menschen. In ihrer natürlichen Umgebung erfahren alle Organismen häufig Stress, etwa durch den Mangel oder den Überschuss eines Nährstoffs. Photosynthetische Organismen müssen aufgrund der hochenergetischen Vorgänge der Photosynthese besonders in der Lage sein, auf Stress mit geeigneten Abwehrmaßnahmen zu reagieren. Wir erforschen die Anpassung von Mikroalgen an Stressbedingungen, insbesondere Sauerstoffmangel, auf physiologischer, genetischer und biochemischer Ebene. Ein Schwerpunkt ist die Erforschung der stress-induzierten Stickstoffmonoxid- (NO) basierten Signaltransduktion. Hier charakterisieren wir zum Beispiel Häm-bindende Proteine (mikrobielle Hämoglobine und NO-sensitive Guanylatcyclasen) biochemisch und biophysikalisch insbesondere im Hinblick auf NO-relevante Reaktionen.