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Archiv-Übersicht     Angebot Nr. 13397

Angebotsdatum: 2. Mai 2019
Art der Stelle: Doktorarbeit / Diplomarbeit
Fachgebiet: Chemie > Angewandte Makromolekulare Chemie
Titel des Themas: Muschel-inspirierte Polymerisation: „Die enzymfreie Route der Tyrosinase-aktivierten Polymerisation“

Institut: Institute für Chemie
Adresse:
Prof. Hans Boerner
Brook-Taylor-Str. 2
12489 Berlin
Tel.:    Fax.:
Bundesland: Berlin
Homepage: http://www.boernerlab.de/
E-Mail Kontakt: mail

Beschreibung: Ziel des Projekts ist die Untersuchung der enzymfreien Variante der Tyrosinase-induzierten Polymerisation von Oligopeptiden. Anstelle der
Nutzung eines 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 ultifunktionale, segmentierte Polymere mit
ausgezeichneten Haft- und Beschichtungseigenschaften aufgebaut werden können.
Im vorangegangenen Arbeiten konnte ein Vernetzungsprinzip aus dem Bioadhäsionsprozess der Miesmuschel abgeleitet werden.[Angew.
Chem. 2018, 57, 15728] Dafür wurde eine neue Makromonomerklasse auf Basis Tyrosin- und Cystein-haltiger Oligopeptide etabliert. 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 Erhaltenen Polymere beschichteten Oberflächen von Al2O3 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.
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.
Methoden: Organische Synthese, Polymersynthese, Materialcharakterisierung
Anfangsdatum: 1. Juni 2019
Geschätzte Dauer: 36 Month
Bezahlung:
Papers: 1. Horsch, J.; Wilke, P.; Pretzler, M.; Seuss, S.; Melnyk, I.; Fery, A.; Rompel, A.; Börner, H. G.: "Polymerizing like the mussels do: Toward synthetic mussel-foot proteins and resistant high-performance glues" Angew. Chem. Int. Edit. 2018, 57, 15728-15732.

2. Wilke, P.; Helfricht, N.; Mark, A.; Papastavrou, G.; Faivre, D.; Börner, G. H.: "A direct biocombinatorial strategy towards next generation, mussel-glue inspired saltwater adhesives" J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 12667-12674.
Sonstiges:

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