Wiss. Mitarbeiter*in (w/m/d) (DM-PHY-820)

Wiss. Mitarbeiter*in (w/m/d) (DM-PHY-820)

Bereich: Fachbereich Physik

Vertragsdauer: befristet auf 3 Jahre

Besoldungs- / Entgeltgruppe: E 13 TV-L FU

Arbeitszeit: 67 %

Anf.-Kennung: 820

Bewerbungsende: 14.09.2026

Das sind wir

Die Forschung der Arbeitsgruppe Horch „Ultraschnelle Dynamik in der Katalyse“ zielt darauf ab, komplexe katalytische Systeme und übergeordnete Reaktionsnetzwerke durch den kombinierten Einsatz moderner spektroskopischer und theoretischer Methoden zu verstehen. Hierbei sind wir insbesondere an Metalloenzymen interessiert – großen metallhaltigen Proteinen, die beispielsweise die Umwandlung kleiner Moleküle wie Wasserstoff und Kohlendioxid katalysieren. Unser Interesse an diesen komplexen biologischen Maschinen rührt einerseits daher, dass sie von fundamentaler Bedeutung für den zellulären Stoffwechsel sind. Zum anderen stellen sie durch ihre unübertroffene Aktivität und Spezifizität wertvolle Zielobjekte für biotechnologische Anwendungen und das biologisch inspirierte Design von Katalysatoren dar – vorausgesetzt, dass ihre mechanistischen Eigenschaften hinreichend verstanden sind. Vor diesem Hintergrund nutzen wir Techniken der zeitaufgelösten, mehrdimensionalen und theoretischen Spektroskopie, um die Struktur, Funktion und Dynamik dieser faszinierenden Biokatalysatoren im Detail aufzuklären.

Detailliertere Informationen zur Arbeitsgruppe Horch finden sich hier:

www.physik.fu-berlin.de/einrichtungen/ag/ag-horch/

www.unisyscat.de/people/current-group-leaders/horch-marius/

Das erwartet Sie bei uns

Angeboten wird eine Stelle im Projekt

„Understanding Metalloenzymes by Computational Nonlinear Infrared Spectroscopy – Insights into the Structure, Function, and Dynamics of Hydrogenases“.

[NiFe]-Hydrogenasen katalysieren die reversible Spaltung von Wasserstoff mittels eines proteinumhüllten Nickel-Eisen-Zentrums mit biologisch unüblichen Kohlenmonoxid- und Cyanid-Liganden. Aufgrund dieser einzigartigen Eigenschaften sowie der Eignung von Wasserstoff als sauberer Energieträger sind diese Metalloenzyme von immensem Interesse. Da die Kohlenmonoxid- und Cyanid-Ligande als ortsspezifische und struktursensitive Infrarot (IR) Sonden verwendet werde können, zählt die IR-Spektroskopie zu den wichtigsten Techniken der Hydrogenase-Forschung. Um die Grenzen konventioneller IR-Absorptionsexperimente zu überwinden, haben wir ultraschnelle und zweidimensionale (2D) IR-Techniken in die Hydrogenase-Forschung eingeführt. Um das Potenzial dieser nichtlinearen IR-Techniken voll auszuschöpfen, sollen rechnerische Strategien für die Simulation von 2D-IR-Spektren von [NiFe]-Hydrogenasen etabliert und angewendet werden. Hierbei sollen quantenchemische Methoden und Moleküldynamik-Simulationen zum Einsatz kommen. Ziel des Projekts ist es, (1) ein Verständnis nichtlinearer IR-Spektren von Hydrogenasen sowie der enthaltenen Informationen zu Struktur und Dynamik zu erlangen, (2) allgemeine theoretische Strategien zur Untersuchung dieser Aspekte in Metalloenzymen bereitzustellen und (3) ein klares Bild vom katalytischen Mechanismus von Hydrogenasen zu liefern, das auch theoretische Aspekte jenseits spektroskopischer Observablen einbezieht.