Prof. Dr. rer. nat. Holger Dobbek

Prof. Dobbek erforscht die Struktur und Funktion von Metalloenzymen, die Kohlenstoff und Energie umwandeln – insbesondere Enzyme mit Eisen-Schwefel-Clustern und Nickel-Eisen-Zentren. Sein aktueller Fokus liegt auf der atomaren Aufklärung von CO-Dehydrogenasen und Acetyl-CoA-Synthasen, die CO₂ fixieren oder CO oxidieren, sowie auf der Sauerstoffaktivierung durch Dieisen-Enzyme. Für die Industrie relevant ist die Anwendung dieser Erkenntnisse in der Biotechnologie: Die Stabilisierung dieser Enzyme gegen Sauerstoff und die Optimierung ihrer katalytischen Tunnel könnten sie für Wasserstoff-, CO-Nutzungs- und Syntheseverfahren einsetzbar machen. Seine Methoden kombinieren Röntgen- und Neutronenkristallographie, Spektroskopie und Mutagenese, um katalytische Mechanismen auf atomarer Ebene sichtbar zu machen.

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• Cluster: Integrale Konzepte der Katalyse (Professur)

  Quelle ↗

  Förderer: DFG Exzellenzinitiative Cluster Zeitraum: 07/2009 - 10/2012 Projektleitung: Prof. Dr. rer. nat. Holger Dobbek

• Radikal-abhängige Katalyse in Fe/S-abhängigen Dehydratasen

  Quelle ↗

  Förderer: DFG Sachbeihilfe Zeitraum: 04/2010 - 09/2012 Projektleitung: Prof. Dr. rer. nat. Holger Dobbek

• Strukturelle Enzymology der Hydroxylierungsreaktionen an aromatischen Verbindungen

  Quelle ↗

  Förderer: DFG Sachbeihilfe Zeitraum: 04/2010 - 04/2011 Projektleitung: Prof. Dr. rer. nat. Holger Dobbek

• Frontiers, Opportunities, and Challenges in Biochemical and Chemical Catalysis of CO₂ Fixation

  2013

  Chemical Reviews · DOI

  Two major energy-related problems confront the world in the
\nnext 50 years. First, increased worldwide competition for
\ngradually depleting fossil fuel reserves (derived from past
\nphotosynthesis) will lead to higher costs, both monetarily and politically. Second, atmospheric CO_2 levels are at their highest recorded level since records began. Further increases are predicted to produce large and uncontrollable impacts on the world climate. These projected impacts extend beyond climate to ocean acidification, because the ocean is a major sink for atmospheric CO2.1 Providing a future energy supply that is secure and CO_2-neutral will require switching to nonfossil energy sources such as wind, solar, nuclear, and geothermal energy and developing methods for transforming the energy produced by these new sources into forms that can be stored, transported, and used upon demand.

• Carbon Dioxide Activation at the Ni,Fe-Cluster of Anaerobic Carbon Monoxide Dehydrogenase

  2007

  Science · DOI

  Anaerobic CO dehydrogenases catalyze the reversible oxidation of CO to CO2 at a complex Ni-, Fe-, and S-containing metal center called cluster C. We report crystal structures of CO dehydrogenase II from Carboxydothermus hydrogenoformans in three different states. In a reduced state, exogenous CO2 supplied in solution is bound and reductively activated by cluster C. In the intermediate structure, CO2 acts as a bridging ligand between Ni and the asymmetrically coordinated Fe, where it completes the square-planar coordination of the Ni ion. It replaces a water/hydroxo ligand bound to the Fe ion in the other two states. The structures define the mechanism of CO oxidation and CO2 reduction at the Ni-Fe site of cluster C.