Fachbereich Chemie

Forschung

Biochemie

Prof. Dr. Antonio Pierik

Struktur, Funktion und Biosynthese der Eisen-Schwefel-Proteine

Etwa ein Drittel aller Proteine und die Hälfte aller Enzyme enthalten Metallionen als Kofaktoren. In den meisten Fällen sind die Metallionen die entscheidende Komponente für die Funktionalität der Biomoleküle. Eisen-Schwefel-Proteine gehören zu einer der ältesten und interessantesten Klassen von Metalloproteinen. Diese enthalten anorganische Cluster, die aus Eisen (Fe2+/Fe3+) uns säurelabilen Schwefel (S2-)-Ionen. Die [2Fe-2S]-, [3Fe-4S]- oder [4Fe-4S]-Cluster werden durch Heteroatome in den Seitenketten der Aminosäuren (meist Cystein) koordiniert.

Unsere Forschungsschwerpunkte liegen in den Bereichen Funktionsanalyse, bioanorganische Chemie, Enzymologie und Biosynthese dieser Fe/S-Cluster. Bioinformatische, biochemische und genetische, sowie Elektronen-paramagnetische Resonanz (EPR) und Mössbauer spektroskopische Methoden werden zur Entdeckung, Untersuchung und Charakterisierung neuer Fe/S-Proteine eingesetzt. Hierbei werden auch Nicht-Cystein-Liganden identifiziert. Die Arbeitsgruppe trägt zu einem besseren Verständnis der Funktion von biotechnologisch wichtigen Fe/S-Dehydratasen auf molekularer Ebene bei. Darüber hinaus entwickeln wir neue Methoden für eine effizientere Cluster-Insertion durch die zelluläre Biosynthesemaschinerie.

Prof. Dr. Marcel Deponte

Vergleichende Biochemie

Die AG Deponte vergleicht Enzyme und Proteinkomplexe der Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae und der Parasiten Leishmania tarentolae und Plasmodium falciparum. Diese einzelligen Organismen gehören zu drei unabhängigen Gruppen der Eukaryoten und besitzen eine vollkommen unterschiedliche Lebensweise und Biologie. Somit eignen sie sich hervorragend zur Identifizierung sowohl grundlegender biochemischer Prinzipien als auch parasitenspezifischer Eigenschaften. 

Wir analysieren im Detail Enzymmechanismen sowie Proteinstruktur-Funktions-Beziehungen. Dabei verwenden wir folgende Methoden:

  • Molecular modelling und andere bioinformatische Analysen als Grundlage neuer Hypothesen
  • Steady-state und stopped-flow Kinetikmessungen mit rekombinanten Wildtyp- und Mutantenenzymen in vitro
  • Heterologe Komplementationsversuche, Plasmid shuffling, CRISPR/Cas9 Genetik und Protein-Protein-Interaktionsstudien in S. cerevisiae, L. tarentolae und/oder dem humanpathogenen Malariaparasiten P. falciparum

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