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Ausschreibungen 03.04.2019

Stellenausschreibungen im Bereich der Synthese und Analytik bioinspirierter Makromoleküle (#ChemMuschelPoly):

Muschel-inspirierte Polymerisation: „Die enzymfreie Route der Tyrosinase-aktivierten Polymerisation"

Ziel des Projekts ist die Untersuchung der enzymfreien Variante der Tyrosinase-induzierten Polymerisation von Oligopeptiden. Anstelle der Nutzung des spezifischen Enzyms zur Anschaltung der Polymerisationsfähigkeit von Oligopeptiden soll die Aktivierung organisch-chemisch durchgeführt werden. Dies eröffnet Möglichkeiten der peptidsequenz-unabhängigen Aktivierung und der Übertragung des Polymerisationskonzeptes auf nicht-peptidische, vollsynthetische Makromonomere, sodass multifunktionale, segmentierte Polymere mit ausgezeichneten Haft- und Beschichtungseigenschaften aufgebaut werden können.

Im vorangegangenen Arbeiten konnte ein Vernetzungsprinzip aus dem Bioadhäsionsprozess der Miesmuschel abgeleitet werden. Dafür wurde eine neue Makromonomerklasse auf Basis Tyrosin- und Cystein-haltiger Oligopeptide etabliert.[Angew. Chem. 2018, 57, 15728] Tyrosinase aktivierte diese Makromonomere am Tyrosin-Baustein effizient zu 3,4-Dopachinon, welches über Michael-Additionen mit Thiolen des Cystein-Bausteins zu Cysteinyldopa verknüpfte und die Oligopeptide polymerisierte. Die Tyrosinase-induziere Polymerisation führte innerhalb von 5-10 Minuten zu Produkten mit bimodaler Molekulargewichts-verteilungen (Mp,app.=20 kDa & 300 kDa). Die erhaltenen Polymere beschichteten Oberflächen von Aluminiumoxid bis Teflon, tolerierten Salzkonzentrationen von 4.2 mol/L und wiesen 36-mal höhere Haftkräfte im Vergleich zu dem biologischen Proteinvorbild auf. Im Folgeprojekt soll die chemische, enzymfreie Polymerisationsroute untersucht werden. Der Weg ermöglicht die starke Ausweitung des Konzeptes, da nicht zwingend bestimmte Peptidsequenzen für effiziente Aktivierung durch ein Enzym notwendig sind und sogar Makromonomere aus nicht-peptidischen Segmenten eingesetzt werden können.

Die enzymfreie Makromonomer-Aktivierung mit nachgelagerter Polyaddition soll vom Model bis zur realen Makromonomer-Polymerisationen untersucht werden. Dabei steht die Polymerisationsfähigkeiten sowohl Peptid-basierter als auch vollsynthetischer Makromonomere im Fokus. Minimale Kriterien für geeignete Makromonomere sollen aufgestellt und Molekulargewichtsabhängigkeiten der Aktivierungs- und Polymerisationsschritte für α-Catechol-ω-Thiol funktionale Segmente aus PEO-, Nylon-, Kevlar- oder Polyacrylat-Segmenten sollen ausgelotet werden.

Die segmentierten, multifunktionalen Polymere sollen auf Adhäsionsfähigkeiten auf verschiedenen Oberflächen untersucht werden, wobei Verbesserung des Verständnisses für robuste Haft- und Klebanwendungen zu erwarten sind. Neue Einsichten in bioinspirierte Adhäsive könnten Konzepte wie materialadaptive oder materialspezifische Haft- und Klebsysteme in Aussicht stellen.


Exploring the functionality space of organic frameworks: Via combinatorial chemistry to functional materials and artificial protein mimics.

Co-supervisor 1: Prof. Dr. Hans Börner, Humboldt Universität zu Berlin

Co-supervisor 2: Prof. Dr. Arne Thomas, Technische Universität Berlin

Fusing methodologies of combinatorial solid-phase organic synthesis with organic framework chemistry provides libraries of functional covalent organic frameworks (COFs), metal organic frameworks (MOFs) and microporous polymer networks (MPNs) as highly functional, structurally defined materials. Preformed COFs, MOFs or MPNs will be functionalized using iterative coupling reactions to access sets of material libraries with structurally defined porosity and high surface areas. The wall-anchored functionalities will span relevant chemical spaces that cover - with high spatial control - ligands from small organic moieties to peptides. The systematic sets of materials will be investigated for selective metal complexation, catalysis (e.g. selective oxidations or enamine-catalyzed asymmetric aldol reactions) and gas separation applications. Furthermore, the properties of the support COF (or MOF or MPN) will be systematically altered to achieve synergistic effects between the presented functionalities of the support and the structural pore function, which might be relevant e.g. for photocatalytic applications.

Further details cf. to https://www.big-nse.tu-berlin.de/home/?no_cache=1
and
https://www.big-nse.tu-berlin.de/applications/project-proposals/index.php?eID=tx_securedownloads&u=0&g=0&t=1549357601&hash=42c746357917543416c61280a5afa58651f3dc7e&file=/fileadmin/userdata/BIG-NSE2/Applications/Project_proposals/2019/9_Boerner_Thomas_Web_version.pdf

Bewerbungen sind unter der Angabe der Kennziffer an: Humboldt-Universität zu Berlin / Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Institut für Chemie / Sekr. Frau Regina König / Brook-Taylor-Str. 2, 12489 Berlin oder oder per email an
regina.koenig
    
hu-berlin.de
zu richten.