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Die Ruhr-Universität Bochum (RUB) erhält zwei neue Graduiertenkollegs, die die Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert: Das Kolleg „Mikrobielle Substratumsetzung“ untersucht Stoffwechselprozesse von Mikroben, die nicht nur für die Grundlagenforschung von Interesse sind, sondern auch für Biotechnologie oder Medizin. Im Kolleg „Umgrenzungsgesteuerte Chemie“ geht es um Details chemischer Prozesse, die in winzigen Hohlräumen poröser Festkörper ablaufen. Durch deren Beschaffenheit lassen sich solche Reaktionen möglicherweise gezielt steuern.

Graduiertenkolleg „Mikrobielle Substratumsetzung“

Das Graduiertenkolleg „Mikrobielle Substratumsetzung“ nimmt Stoffwechselprozesse von Mikroorganismen unter die Lupe. Solche Mikroben sind allgegenwärtig, weil ihre vielfältigen Stoffwechselprozesse es ihnen erlauben, sich an unterschiedlichste ökologische Nischen anzupassen. Die für diese Vorgänge verantwortlichen Enzyme sind nicht nur für die Grundlagenforschung interessant, sondern bergen auch große Chancen für Biotechnologie oder Medizin.

Die Beteiligten am Graduiertenkolleg, dessen Sprecher Prof. Dr. Franz Narberhaus vom RUB-Lehrstuhl Biologie der Mikroorganismen ist, wollen die Umwandlung von Substraten durch mikrobielle Enzyme und Enzymkomplexe auf molekularer Ebene aufklären. Die ausgewählten Prozesse spielen eine Rolle zum Beispiel bei der Produktion von Antibiotika oder Wasserstoff. Das Graduiertenkolleg ermöglicht es, eine große Bandbreite an mikrobiologischen, molekularbiologischen, biochemischen und biophysikalischen Methoden zu kombinieren. Die Forscherinnen und Forscher planen, so ein umfassendes Bild der untersuchten komplexen Enzyme und Stoffwechselwege zu erhalten.

In dem mit rund 4,5 Millionen Euro geförderten Graduiertenkolleg werden 13 Doktorandinnen und Doktoranden aus aller Welt arbeiten. Sie durchlaufen ein strukturiertes Trainingsprogramm und können einen Teil ihrer Ausbildung in einem akademischen oder industriellen Labor ihrer Wahl absolvieren. „Somit haben die Absolventen optimale Chancen auf einem zukunftsträchtigen Arbeitsmarkt, in dem molekulare Grundlagen biotechnologischer Prozesse eine immer wichtigere Rolle spielen“, sagt Franz Narberhaus.

Graduiertenkolleg „Umgrenzungsgesteuerte Chemie“

In der Katalyse sind bereits poröse Festkörper im Einsatz, deren Hohlräume mit Elementen bestückt sind, die Enzyme nachahmen, um chemische Reaktionen zu vereinfachen. Man nimmt an, dass die Art des Festkörpers, etwa seine Rauigkeit oder seine geometrische Beschaffenheit, einen Einfluss auf die ablaufenden chemischen Prozesse hat. Spezialisten sprechen dabei von Umgrenzungen, in denen Reaktionen stattfinden. Deren Einflüsse könnte man nutzen, um Reaktionen gezielt zu lenken. „Details dieser Effekte wurden bisher aber nur unzureichend untersucht“, so Prof. Dr. Karina Morgenstern vom RUB-Lehrstuhl Physikalische Chemie I, Sprecherin des Graduiertenkollegs.

Genaue Analysen solcher Wirkungen werden die beteiligten Forscher an der Ruhr-Universität Bochum und der Technischen Universität Dortmund im Graduiertenkolleg durchführen. Dabei können sie verschiedene Methoden nutzen und kombinieren, zum Beispiel die supramolekulare Chemie, die ultraschnelle Laserspektroskopie, die Realraum-Molekülabbildung sowie theoretische Methoden und Simulationen.

Die 15 Doktorandinnen und Doktoranden des Graduiertenkollegs werden von dem breiten Methodenspektrum ebenso profitieren wie von einem umfassenden Ausbildungsprogramm, in dem besonderer Wert auf der Diskussion der Ergebnisse verschiedener Arbeitsgruppen liegen wird. „Dadurch werden sie ein wesentlich breiteres Wissen erwerben als während einer individuellen Promotion“, so Morgenstern.