Nachwuchsforschergruppe Pep2Rec

Pep2Rec ist eine Nachwuchsforschungsgruppe, die sich auf die Entwicklung eines innovativen, Peptid-basierten Trennsystems zur Rückgewinnung von Palladium aus der chemisch-pharmazeutischen Industrie konzentriert. Ziel ist es, Palladium aus komplexen Synthesegemischen durch selektive, hochaffine Peptide abzutrennen, die auf speziellen Membranen immobilisiert werden. Palladium ist ein kritischer Rohstoff, der aus solchen sekundären Rohstoffquellen bisher nur schwer recycelt wird.

Die Forschungsgruppe ist aus der Helmholtz-Nachwuchsgruppe BioKollekt hervorgegangen und profitiert von der langjährigen Expertise in der biotechnologischen Entwicklung von Verfahren zur Rohstoffrückgewinnung. Die Gruppe entstand im Rahmen des Förderprogramms „Kreativer Nachwuchs forscht für die Bioökonomie“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF). Das Vorhaben unterstützt die Ziele der Nationalen Bioökonomiestrategie, indem es innovative Recyclingansätze zur Schließung von Stoffkreisläufen entwickelt und so zur Ressourceneffizienz und Nachhaltigkeit beiträgt.

Ziele der Forschung

• Entwicklung und Implementierung einer nachhaltigen Technologie zur Rückgewinnung von Palladium aus chemischen Syntheseprozessen
• Schaffung eines Membransystems, das durch Palladium-bindende Peptide als effiziente Filter für Palladium fungiert.
• Reduzierung der Umweltauswirkungen und Erhöhung der Ressourceneffizienz durch biotechnologische Ansätze
• Förderung einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft im Bereich kritischer Rohstoffe
• Entwicklung neuer Peptidbibliotheken zur Identifizierung von Palladium-bindenden Peptiden in organischen Synthesegemischen mithilfe erweiterter Phage-Surface-Display (PSD)-Technologien
• Nutzung von Molekulardynamik-Simulationen und KI-gestütztem Design zur Optimierung von Palladium-spezifischen Peptiden
• Upscaling und biotechnologische Produktion der Palladium-bindenden Peptide von kleinen Labormengen bis hin zu industriell nutzbaren Volumina von 50 Litern
• Entwicklung von Peptid-funktionalisierten Membransystemen für die effiziente Palladium-Rückgewinnung in realen industriellen Prozessen
• Durchführung einer umfassenden Lebenszyklusanalyse (LCA) zur Bewertung der ökologischen und ökonomischen Nachhaltigkeit der entwickelten Technologien

Team

• Dr. Nora Schönberger
• Leiterin der Pep2Rec-Gruppe
• Expertin für molekulare Biologie und Biochemie, mit Fokus auf die Entwicklung metallbindender Peptide

• Angela Thewes
• Wissenschaftliche Mitarbeiterin
• verantwortlich für Peptidproduktion und Experimentdurchführung

Es werden drei Doktoranden rekrutiert, um spezifische Aufgaben im Rahmen der Peptidentwicklung, des Designs von Membransystemen und der Ökobilanzierung zu übernehmen.

Gefördert vom

Fördernummer: 031B1506