Jun.-Prof. Dr. Stephan Hammer veröffentlicht Artikel zur Synthese von Ketonen durch enzymatische Oxidation von Alkenen in Nature Catalysis

In der synthetischen Chemie ist die Entwicklung von katalytischen Prozessen eine große Herausforderung um gesuchte Moleküle nachhaltiger darzustellen. Ein Ansatz bietet die Biokatalyse. Hier werden Enzyme aus der Natur verwendet, um Stoffumwandlungen zu beschleunigen und zu kontrollieren. Enzyme werden heutzutage großtechnisch eingesetzt, um eine Vielzahl von Produkten herzustellen. Limitiert ist der biokatalytische Ansatz jedoch zum großen Teil auf Enzymklassen, die wir in der Natur finden. Der Arbeitsgruppe um Stephan Hammer (Fakultät für Chemie) ist es nun gelungen, ein neue Enzymfunktion zu entwickeln, welche leicht zugängliche Alkene durch aerobe Oxidation in wichtige Ketone umwandelt.

Ketone sind entscheidende Zwischenprodukte in der Synthese und häufig Bestandteil in vielen wichtigen Produkten. Die direkte regioselektive Darstellung von Ketonen aus internen Alkenen könnte Synthesewege abkürzen und eine seit langem, bestehende Herausforderung in der Synthese lösen. Hierbei handelt es sich um eine gesuchte chemische Transformation, welche bisher auf dem Papier denkbar, aber in der Praxis nur bedingt zugänglich war. Die Enzymentwicklung wurde ermöglicht, indem der Prozess der natürlichen Evolution durch iterative Mutagenese und Selektion auf den Labormaßstab übertragen wurde. Das entwickelte neue Enzym katalysiert die direkte Oxidation interner Arylalkene zu Ketonen mit mehreren tausend katalytischen Zyklen und profitiert von 15 Mutationen, die meisten davon befinden sich distal zum aktiven Zentrum. In Kollaboration mit Dr. Marc Garcia-Borràs (Universität Girona) wurden mechanistische Studien durchgeführt. So konnte zum Beispiel in Computeranalysen gezeigt werden, wie die 15 eingeführten Mutationen zusammenarbeiten, um ein hochreaktives Carbokation-Intermediat zu generieren und dessen Konformationen zu kontrollieren. Das entwickelte Enzym nutzt eine Metall-Oxo-Verbindung als katalytisch-aktive Spezies für die Ketonsynthese und ermöglicht verschiedene anspruchsvolle Funktionalisierungsreaktionen von Arylalkenen. Dazu gehören die katalytische, enantioselektive Oxidation interner Arylalkene zu Ketonen sowie die formale asymmetrische Hydrofunktionalisierungen interner Alkene in Kombination mit anderen Biokatalysatoren. Langfristig können solche neuen Enzymfunktionen nicht nur dabei helfen, Synthesen zu wichtigen Molekülen (wie z.B. Arzneimitteln) abzukürzen und nachhaltiger zu gestalten, sondern erlauben auch Mikroorganismen mit neuen Funktionen auszustatten.

Diese Gemeinschaftsarbeit wurde von den Doktoranden Sebastian Gergel (Universität Bielefeld) und Jordi Soler (Universität Girona) als Co-Erstautoren sowie von Alina Klein, Kai Schülke (beide Universität Bielefeld) und Bernhard Hauer (Universität Stuttgart) unter der Leitung von Marc Garcia Borràs (Universität Girona) und Stephan Hammer (Universität Bielefeld) durchgeführt. Die Arbeit wurde kürzlich in Nature Catalysis veröffentlicht:

Gergel, S., Soler, J., Klein, A. et al. Engineered cytochrome P450 for direct arylalkene-to-ketone oxidation via highly reactive carbocation intermediates. Nature Catalysis, 2023, https://doi.org/10.1038/s41929-023-00979-4

Prof. Dr. Norbert Sewald erhält Jörg Schwarzbich Inventor Award

Der Jörg Schwarzbich Inventor Award wird für herausragende Innovationen von der Universitätsgesellschaft Bielefeld (UGBi) in enger Zusammenarbeit mit der Universität Bielefeld verliehen und geht in diesem Jahr an den Chemiker Prof. Dr. Norbert Sewald für seine wegweisende Grundlagenforschung im Bereich der Krebstherapie. Prof. Sewald und sein Team entwickelten einen neuen hoch potenten zielgerichteten Wirkstoff, der auf Tumorgewebe ausgerichtet ist und somit gesunde Zellen deutlich weniger schädigt als herkömmliche Chemotherapeutika. Krebsmedikamente auf Basis dieser Grundlagenforschung sind somit nicht nur verträglicher sondern auch wirksamer.

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Prof. Dr. Harald Gröger veröffentlicht Artikel in Chemical Reviews

Prof. Gröger und seine Kollegen bringen mit ihrem Übersichtsartikel zum Thema Kombination von Bio- und Chemokatalyse die Forschungsergebnisse mehrerer im Fachgebiet tätigen Arbeitsgruppen zusammen und geben so einen Überblick über unterschiedliche experimentelle Herangehensweisen an das Forschungsthema.

Originalveröffentlichung:
Harald Gröger, Fabrice Gallou, Bruce H. Lipshutz: Where Chemocatalysis Meets Biocatalysis: In Water. Chemical Reviews 2023, 123, 5262–5296, https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.2c00416, in Print erschienen am 10. Mai 2023, online am 6. Dezember 2022.

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Dr. Stefan Hopp erhält Karl Peter Grotemeyer-Preis 2023

Unser Mitarbeiter Dr. Stefan Hopp, der vor allem für Lehrveranstaltungen für neue (Bio-)Chemie-Studierender an der Fakultät für Chemie verantwortlich ist, wird in diesem Jahr für sein besonderes Engagement im Bereich der Lehre mit dem Karl Peter Grotemeyer-Preis der Universitätsgesellschaft ausgezeichnet. Er engagiert sich in Vorkursen, Tutorien und Vertiefungsübungen, die mathematisches Wissen vermitteln. Außerdem hält er Übungen und Seminare in drei Basismodulen der ersten beiden Bachelorsemester ab.

Die Studierenden, welchen ihn für den Preis nominiert haben, schätzen seine übersichtlichen Visualisierungen und vielen hilfreichen Beispiele ebenso wie seine hilfsbereite Art.

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Unsere Seniorprofessorin Frau Prof. Dr. Katharina Kohse-Höinghaus wurde im Juli 2023 als höchste Auszeichnung für internationale Wissenschaftler*innen eine Ehrenprofessur der University of Science and Technology of China (USTC), Hefei, China, verliehen.
Die USTC ist eine Universität der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS). Sie zählt zu den TOP 10 der Universitäten in China.
Frau Prof. Dr. Kohse-Höinghaus hat mit Wissenschaftlern dieser Universität vor Ihrer Zeit als Seniorprofessorin zusammengearbeitet; so konnten u.a. Bielefelder Doktorand*innen und Postdocs Messzeit am dortigen Synchrotron nutzen. Einige junge Wissenschaftler*innen, die an der USTC ihr Studium absolviert hatten, waren zudem als Humboldt-Stipendiaten in Bielefeld.

Dr. Thomas Berkemeier
Max-Planck-Institut für Chemie, Mainz
Chemische Kinetik und Reaktionsmechanismen

Di. 01.08.23
16:15 Uhr in H3

Am 01.04. startete das BMBF-Verbundprojekt "LFB-Labs-digital" zur Förderung digitaler Kompetenzen durch Lehrkräftefortbildung in Schülerlaboren, welches federführend von der Uni Bielefeld durch Prof. Dr. Stefanie Schwedler (Fakultät für Chemie), Prof. Dr. Matthias Wilde (Fakultät für Biologie) und Prof. Dr. Martin Heinrich (Fakultät für Erziehungswissenschaften) koordiniert wird. Forschende von insgesamt 8 Projektstandorten beschäftigen sich dabei mit der Frage wie Fortbildungen in der digitalen Welt im MINT-Bereich erfolgreicher umgesetzt werden können. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert dieses Vorhaben mit rund 3,2 Millionen Euro.

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Die Fakultät für Chemie der Universität Bielefeld trauert um Prof. Dr. Eckehard V. Dehmlow, 25. Mai 1933 – 15. Dezember 2022.

Tobias Dickbreder gehört zu den Nachwuchswissenschaftlern, die eine Einladung zur 71. Lindau Nobelpreisträgertagung zum Thema Chemie erhalten haben. Gemeinsam mit jungen Wissenschaftler*innen aus 91 Ländern hat er vom 26. Juni bis 1. Juli die Gelegenheit, sich mit rund 30 Nobelpreisträger*innen persönlich auszutauschen.

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Alexander Vogel studierte Biochemie im Profil "Zelluläre Biochemie" an der Uni Bielefeld. Seine Masterarbeit verfasste er zu Thema "The Structure-Funktion Relationship of the Interaction between PRRT2 and the voltage-gated Sodium Channel alpha-subunit 2-Na_v 1.2" unter Betreuung von Prof. Torben Lübke. Er promoviert mittlerweile an der Universität Wien.

Fabian Fritsch studierte Chemie an der Fakultät für Chemie der Uni Bielefeld und wählte im Masterstudium das Profil "Theoretische Chemie". Seine Masterarbeit mit Thema "Erweiterung der ERCAR-Methode für mehrdimensionale diabatische Potentialflächen: 5D-Modell für CH₃I" unter Betreuung von Prof. Wolfgang Eisfeld. Seine Promotion hat er nun ebenfalls in der Theoretischen Chemie begonnen.

Frau Toschke absolvierte ihren Bachelor im Fach Biochemie an der Uni Göttingen und kam für das Masterstudium in Biochemie an die Fakultät für Chemie der Uni Bielefeld. Sie absolvierte den Master im Profil "Struktur und Funktion biologischer Makromoleküle". Sie wurde von der Gesellschaft für Biochemie und Molekularbiologie (GBM) für ihre hervorragende Masterarbeit mit dem Titel "Nachweis der spezifischen Spaltung einer Desmin-Mutation durch SaCas9" ausgezeichnet. Die Masterarbeit wurde von Prof. Anselmetti und Prof. Milting (HDZ NRW) betreut.
Derzeit promoviert sie an der Medizinischen Fakultät OWL der Uni Bielefeld.

Arbeitsgruppe PCI veröffentlicht Studie zu Mobilisierung durch Kühlen

Das Eis am Stiel in der Sommerhitze, der zugefrorene See im Frühling – üblicherweise schmelzen Materialien, wenn sie wärmer werden. Dabei werden kleine Teilchen wie Atome und Moleküle mobil: Sie sind nicht mehr an einem festen Ort verankert, sondern können sich ungeordnet bewegen. Professorin Angelika Kühnle und ihr Team haben nun in Kooperation mit Forschenden der Universitäten Mainz und Kaiserslautern gezeigt, dass dieser Prozess auch umgekehrt funktioniert: Molybdänacetat-Moleküle, die bei Zimmertemperatur eine geordnete Struktur auf der Oberfläche von Kupfer bilden, werden nicht durch Erwärmen, sondern durch Kühlen mobil. Ihre Ergebnisse präsentieren sie im Fachmagazin Angewandte Chemie.

Originalveröffentlichung:
Simon Aeschlimann, Lu Lyu, Sebastian Becker, Sina Mousavion, Thomas Speck, Hans-Joachim Elmers, Benjamin Stadtmüller, Martin Aeschlimann, Ralf Bechstein, Angelika Kühnle: Mobilization upon Cooling. Angewandte Chemie, doi.org/10.1002/anie.202105100, Artikel der Print-Ausgabe vorab online veröffentlicht am 16. Juli 2021

Prof. Dr. Angelika Kühnle und ihre Arbeitsgruppe veröffentlichen Studie in Nature Communications

Um in Zukunft winzig kleine elektronische Speicher oder Sensoren herzustellen, ist es entscheidend, einzelne Metallatome auf einer isolierenden Schicht anordnen zu können. Frau Prof. Kühnle und ihre Arbeitsgruppe haben nun nachgewiesen, dass dies bei Zimmertemperatur gelingt: Moleküle der metallhaltigen Verbindung Molybdänacetat bilden auf dem Isolator Calcit eine geordnete Struktur, ohne an andere Positionen zu springen oder sich zu drehen. Die Ergebnisse präsentiert der Arbeitskreis im Fachmagazin Nature Communications. Die Arbeit ist in Kooperation mit Forschenden der Universitäten Kaiserslautern, Lincoln (Großbritannien) und Mainz entstanden.

Originalveröffentlichung:
Simon Aeschlimann, Sebastian V. Bauer, Maximilian Vogtland, Benjamin Stadtmüller, Martin Aeschlimann, Andrea Floris, Ralf Bechstein, Angelika Kühnle: Creating an Array of Metal-Complexing Molecules on an Insulator Surface at Room Temperature. Nature Communications, https://doi.org/10.1038/s41467-020-20189-x, veröffentlicht am 21. Dezember 2020.

"behind the paper" Post:
https://devicematerialscommunity.nature.com/posts/a-regular-array-of-metal-atoms