Abteilung Biophysik

Forschung

Die Abteilung bearbeitet molekulare Prozesse biologischer Funktionen und deren physikalisch chemischen Eigenschaften, durch die Radionuklide biologische Funktionen beeinflussen oder inhibieren können. Die Aktivitäten tragen bei zu den Forschungsbereichen Nukleare Sicherheitsforschung und Krebsforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft bei. Im Fokus stehen insbesondere:

  • Struktur und Dynamik von Biomembranen
  • Konformationsänderungen in Membranproteinen
  • Interaktionen von Metallen und Radionukliden mit Biomolekülen
  • Einfluss von Metallen und Radionukliden auf den Stoffwechsel von Mikroorganismen

Lehre

Die Abteilung Biophysik ist an der Dresden International Graduate School for Biomedicine and Bioengineering (DIGS-BB)(1) beteiligt, die von der Exzellenzinitiative der Bundesregierung und des Freistaates Sachsen gefördert wird.

Praktika zur Molekularen Spektroskopie und Kalorimetrie werden jährlich durchgeführt.
Die folgenden Vorlesungen werden an der Technischen Universität Dresden gehalten und sind für die Spezialisierung für das Masterstudium "Weiche kondensierte Materie und Biologische Physik" wählbar.

  • Biological Thermodynamics (Englisch, Sommersemester)
  • Biophysikalische Methoden (Deutsch, Wintersemester)

Im Rahmen des BIOTEC-Master Programs(2) werden folgende Seminarvorlesungen angeboten:

  • Vibrational Spectroscopy (English)
  • Absorption and Fluorescence Spectroscopy (English)

Experimentelle Methoden

  • Fourier Transform Infrarot-Spektroskopie
  • Circulardichroismus
  • Statische und zeitaufgelöste Fluoreszenz-Spektroskopie
  • Kalorimetrie(3)
  • Massenspektroskopie

Neuste Publikation

Efficient density functional theory directed identification of siderophores with increased selectivity towards indium and germanium

Hintersatz, C.(4); Tsushima, S.(5); Kaufer, T.; Kretzschmar, J.(6); Thewes, A.; Pollmann, K.(7); Jain, R.

Abstract

Siderophores are promising ligands for application in novel recycling and bioremediation technologies, as they can selectively complex a variety of metals. However, with over 250 known siderophores, the selection of suiting complexant in the wet lab is impractical. Thus, this study established a density functional theory (DFT) based approach to efficiently identify siderophores with increased selectivity towards target metals on the example of germanium and indium. Considering 239 structures, chemically similar siderophores were clustered, and their complexation reactions modeled utilizing DFT. The calculations revealed siderophores with, compared to the reference siderophore desferrioxamine B (DFOB), up to 128 % or 48 % higher selectivity for indium or germanium, respectively. Experimental validation of the method was conducted with fimsbactin A and agrobactin, demonstrating up to 40% more selective indium binding and at least sevenfold better germanium binding than DFOB, respectively. The results generated in this study open the door for the utilization of siderophores in eco-friendly technologies for the recovery of many different critical metals from various industry waters and leachates or bioremediation approaches. This endeavor is greatly facilitated by applying the herein-created database of geometry-optimized siderophore structures as de novo modeling of the molecules can be omitted.

Keywords: Agrobactin; Fimsbactin A; selective recovery; density functional theory; indium; germanium; screening

Verknüpfte Publikationen

  • Open Access Logo Journal of Hazardous Materials (2024)

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-39454(9)

Mehr Publikationen(10)

Team

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Gruppenbild der Abteilung "Biophysik"

Leitung

NameGeb./Raum+49 351 260Email
Prof. Dr. Karim Fahmy801/P3012952
3601
k.fahmyAthzdr.de

Mitarbeiter

NameGeb./Raum+49 351 260Email
Jenny Philipp801/P3033247
3568
j.philippAthzdr.de
Prof. Dr. Satoru Tsushima801/P3022978
s.tsushimaAthzdr.de

Weitere Mitarbeiter

NameGeb./Raum+49 351 260Email
Dr. Charlotte Kielar801/P3033247
3892
c.kielarAthzdr.de

Physikalische Chemie der Biomolekularen Kondensate

Leitung

NameGeb./Raum+49 351 260Email
Dr. Ellen Adams801/P3012911
e.adamsAthzdr.de

Mitarbeiter

NameGeb./Raum+49 351 260Email
Artur Czajkowski801/P3033375
a.czajkowskiAthzdr.de
Likhitha Chakra Priya Pulibandla801/P3033375
l.pulibandlaAthzdr.de
Manthan Raj801/P3033375
m.rajAthzdr.de
Juliane Tippmannj.tippmannAthzdr.de
Abhirami Udayabanua.udayabanuAthzdr.de

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Kontakt

Prof. Dr. Karim Fahmy

Leiter
Biophysik
k.fahmyAthzdr.de
Tel.: +49 351 260 2952
+49 351 260 3601

Kooperationspartner

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(2) http://www.biotec.tu-dresden.de/
(3) https://www.hzdr.de/db/Cms?pOid=50307
(4) https://orcid.org/0000-0001-7324-1671
(5) https://orcid.org/0000-0002-4520-6147
(6) https://orcid.org/0000-0001-5042-8134
(7) https://orcid.org/0000-0002-3696-8369
(8) https://www.hzdr.de/publications/Publ-39455
(9) https://www.hzdr.de/publications/Publ-39454
(10) https://www.hzdr.de/db/!Publications?pSelFirstHDZRAuthorOuOrAuthorOu=FWOP&pSelWithSubmitted=0&pSelApproved=%2D1&pSelPublForm=1&pSelInfoText=0&pSelSort=PUBL_DATUM&pSelDescAsc=DESC
(11) http://www.biotec.tu-dresden.de/
(12) http://www.cfel.de/
(13) http://www.mpi-cbg.de/
(14) http://www.rockefeller.edu/
(15) http://www.jh-inst.cas.cz/