Fachbereich Physik

Wiss. Mitarbeiter*in (w/m/d)

mit 67 %-Teilzeitbeschäftigung
befristet auf 3 Jahre
Entgeltgruppe E13 TV-L FU
Kennung: DM-820

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 sauberem Energieträger sind diese Metalloenzyme von immensem Interesse. Da die Kohlenmonoxid- und Cyanid-Liganden als ortsspezifische und struktursensitive Infrarot (IR)-Sonden verwendet werden 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.

Aufgaben:

Quantenchemische Rechnungen (primär mittels DFT) und QM/MM-Rechnungen
Klassische, ab initio, und QM/MM Dynamik-Simulationen
Design von theoretischen Modellen des katalytischen Nickel-Eisen-Zentrums und seiner Protein-Umgebung
Detaillierte Analyse von strukturellen Aspekten, Potentialflächen und Bindungseigenschaften
Vorhersage statischer und dynamischer Observablen von 2D-IR-Spektren, z. B. Übergangsenergien (mittels Schwingungsstörungstheorie, GVPT2) und spektrale Diffusion (mittels MD-Simulationen)
Gegebenenfalls Beteiligung an ausgewählten spektroskopischen Experimenten
Verfassen wissenschaftlicher Artikel zur Publikation in internationalen begutachteten Journalen
Präsentation von Forschungsergebnissen bei internationalen wissenschaftlichen Konferenzen

Das bringen Sie mit
Abgeschlossenes wissenschaftliches Hochschulstudium (Master oder gleichwertig) in physikalischer bzw. theoretischer Chemie, (chemischer bzw. Bio-)Physik oder verwandten Feldern.

Das wünschen wir uns von Ihnen

Sehr guter Studienabschluss
Erfahrung mit quantenchemischen Methoden und/oder Moleküldynamiksimulationen (siehe oben)
Erfahrung mit nichtlinearen und/oder schwingungsspektroskopischen Techniken
Kenntnisse in biologischer und/oder anorganischer Chemie
Programmierkenntnisse, vorzugsweise in Python
Fähigkeit zu selbständiger und kooperativer Arbeit in einem interdisziplinären Team
Kreativität, Enthusiasmus und ein aufrichtiges Interesse an dem geplanten Forschungsprojekt
sehr gute Englischkenntnisse in Wort und Schrift

Unser Angebot/Ihre Benefits

moderner Arbeitsplatz im grünen Bezirk Dahlem
Bezahlung nach TV-L FU inkl. Jahressonderzahlung
flexible Arbeitszeiten und mobiles Arbeiten nach Absprache, sofern möglich
30 Tage Urlaub bei einer 5-Tage-Woche
vielseitiges Fort- und Weiterbildungsangebot für Ihre individuelle fachliche und persönliche Weiterentwicklung
Möglichkeiten zur Teilnahme am Hochschulsport und Gesundheitsförderprogramm
kostenfreie Parkmöglichkeiten am Gebäude und gute Anbindung an den öffentlichen Nahverkehr
vergünstigtes Job-Ticket für den öffentlichen Nahverkehr
kostenlose Nutzung des Bibliotheksystems der Freien Universität
Rabatte für Mitarbeitende – Corporate-Benefits-Programm

Haben wir Ihr Interesse geweckt?
Dann freuen wir uns auf Ihre aussagekräftigen Bewerbungsunterlagen. Bitte senden Sie uns Ihre Bewerbung ausschließlich über unser Karriereportal, indem Sie auf den Button „“ klicken. Bewerbungen in Papierform oder per E-Mail können leider nicht berücksichtigt werden.

Weitere Informationen erteilt Dr. Marius Horch (marius.horch@fu-berlin.de).

Schwerbehinderte werden bei gleicher Qualifikation bevorzugt berücksichtigt. Die Freie Universität Berlin fordert Frauen sowie Personen mit Migrationsgeschichte ausdrücklich zur Bewerbung auf. Vorstellungskosten können von der Freien Universität Berlin leider nicht übernommen werden. Bewerbungsunterlagen werden nicht zurückgesandt. Bitte reichen Sie Ihre Unterlagen nur in Kopie ein.