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) 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 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
  • Massenspektroskopie

Neuste Publikation

Recovery of rare earth elements by peptide-induced lanthanide ion precipitation

Techert, G.; Kretzschmar, J.; Worbs, A.; Steudtner, R.; Bloß, C.; Boelens, P.; Drobot, B.; Hübner, R.; Schönberger, N.; Pollmann, K.; Lederer, F.

Abstract

Electronic waste and wastewater from mining and industrial processes are valuable sources of strategic high-tech metals such as rare earth elements (REEs). Due to low concentrations of REEs in secondary resources, their recovery is challenging. Biomolecules, as renewable and environmentally friendly separation tools, offer promising alternatives, as metal-binding peptides can combine selectivity, stability and biodegradability. To screen for peptides with high affinity for REEs, we successfully utilized phage surface display (PSD). The selected peptide GC22 (CEPDLWIDRFWC), identified by PSD in combination with next-generation sequencing, revealed the ability to precipitate lanthanide and yttrium ions from aqueous solutions with high efficiency. It largely favored REE ions over other commonly occurring metal ions in wastewater. Precipitation assays yielded high recovery efficiencies of >80 % in real wastewater, with minimal co-precipitation of non-REE metals except for aluminum, lead and uranium. The amorphous REE-GC22 precipitate was characterized by curled and spherical structures. Reversibility of binding and thus regeneration of the peptide was demonstrated, enabling its potential use for multiple extraction cycles. GC22 thus offers a promising peptide-based strategy for future REE recovery from low-REE-concentration wastewaters and e-waste leachates.

Keywords: recycling; phage surface display; biomineralization; wastewater; bioeconomy; circular economy; critical raw materials

Beteiligte Forschungsanlagen

Verknüpfte Publikationen

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-42769

Mehr Publikationen

Team

Leitung

NameGeb./Raum+49 351 260Email
Dr. Björn Drobot801/P3022978
b.drobotAthzdr.de

Mitarbeiter

NameGeb./Raum+49 351 260Email
Dr. Lisa Nucke801/P3033375
l.nuckeAthzdr.de
Prof. Dr. Satoru Tsushima801/P3022978
s.tsushimaAthzdr.de

Physikalische Chemie der Biomolekularen Kondensate

Leitung

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Dr. Ellen Adams801/P3012911
e.adamsAthzdr.de

Mitarbeiter

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Likhitha Chakra Priya Pulibandla801/P3033375
l.pulibandlaAthzdr.de
Manthan Rajm.rajAthzdr.de