Cell-free protein synthesis (CFPS) has become an established tool for rapid protein synthesis in order to accelerate the discovery of new enzymes and the development of proteins with improved characteristics. Over the past years, progress in CFPS system preparation has been made towards simplification, and many applications have been developed with regard to tailor-made solutions for specific purposes. In this review, various preparation methods of CFPS systems are compared and the significan...

The myxochelins were first mentioned in the literature nearly 30 years ago and described as catechol-type siderophores produced by myxobacteria. Since then, totally eight members of this compound class have been discovered, namely myxochelins A, B, C, D, as well as the structurally related hyalachelins A, B, C, and the recently isolated pseudochelin A. Current studies show that myxochelin biosynthesis is not restricted to myxobacteria, as assumed for a long time, but occurs in phylogeneticall...

Aromatic prenyltransferases catalyze the prenylation of an electron-rich aromatic compound by a prenyl diphosphate by transfer a prenyl residue to carbon, nitrogen or an oxygen atom of the aromatic acceptor molecule. The bioactivity of the resulting products is often increased, compared to the non-prenylated substrates. Prenylation of aromatic compounds is important for the diversification of secondary metabolites like phytocannabinoids. The membrane-bound cannabigerolic acid synthase from Ca...

In this work, two reactions are studied as a mean to deal with the current CO2 conundrum. The first reaction is the high-temperature pyrolysis of methane. This reaction serves as a way to avoid the stoichiometric production of CO2 when producing hydrogen, which could either be used for energy production or as a base chemical. The second reaction is the reverse Water-Gas Shift (rWGS) reaction. By means of this reaction, CO2 that is unavoidably produced and has been captured, can be activa...

Platinhaltige Zytostatika, wie z. B. Cisplatin, werden in vivo durch eine Reihe von (bio-) chemischen Reaktionen verändert und metabolisiert. Die wichtigsten Prozesse dabei sind die intrazelluläre Hydrolyse und die Reaktion mit kleineren Nukleophilen oder Proteinen. Bezüglich des Verhaltens von Platinkomplexen im Cytosol sind einige Fragen weiterhin nur unbefriedigend geklärt, insbesondere hinsichtlich der Art und Bedeutung von Addukten des Platins mit intrazellulären Bindungspartnern. Im Ra...

Reactions catalysed by oxidoreductases are indispensable for chemical synthesis. However, despite obvious advantages like mild reaction conditions and regio-, chemo-, and stereoselectivity, which simplifies product work-up, their implementation in the chemical industry is lacking. Therefore, an integrated approach involving catalyst and reaction engineering and proper reactor design is necessary for commercialising oxidoreductases for organic synthesis. Rational reaction design linking kineti...

Cannabinoids are secondary natural products predominantly found in the oil compartments of trichomes of the plant Cannabis sativa L. Up to now more than 100 cannabinoids have been isolated, the most prominent being the psychoactive Δ9-tetrahydrocannabinol (THC) and cannabidiol (CBD). As THC-derived products are already available for medical use and CBD is currently investigated for its application in several disease treatments, the demand of cannabinoid-based products is expected to further r...

Zur Prozessintensivierung chemischer Synthesen wird unter anderem eine Erhöhung der Effizienz zur Minimierung des Ressourceneinsatzes angestrebt. Verbesserungen im Reaktionsschritt wirken sich oftmals auch vorteilhaft auf konsekutive Separationsverfahren aus, weshalb eine Optimierung der Reaktortechnologie abseits der häufig durch den Syntheseweg bestimmten Chemie erstrebenswert ist. Bei Reaktionen zwischen Gasen und Flüssigkeiten auf heterogenen Katalysatoren besteht die reaktionstechnische ...

In Zeiten sich schnell ausbreitender Infektionskrankheiten und resistenter Bakterien existiert ein wachsender Bedarf an neuen Antibiotika. Die Formulierung und Derivatisierung von bekannten Antibiotika ist eine viel versprechende Alternative zur Entwicklung neuer antimikrobieller Verbindungen. Dabei rückt vor allem die Kombination mit Makromolekülen in den Fokus der Wissenschaft. Daher war das Ziel dieser Arbeit die kovalente Verknüpfung von Ciprofloxacin und Penicillin mit dem Polymer Poly(2...

Ziel dieser Arbeit war die Synthese und Charakterisierung definierter Ionene und die Untersuchung ihrer Struktur-Eigenschafts-Beziehungen in Bezug auf ihre antimikrobielle Aktivität und Hämokompatibilität. Des Weiteren sollten auf Basis von Ionenen antimikrobielle Polymernetzwerke hergestellt und charakterisiert werden. Durch einen sequentiellen Aufbau mit trans-1,4-Dibrom-2-buten und N,N,N´,N´-Tetramethyl-1,3-propandiamin, konnten 3,4en-Ionene (PBI) mit definierten Molekulargewichten und En...

Due to increasing competitive pressure and a growing focus on environmentally friendly and sustainable production processes, energy-efficient and resource-saving processes are becoming more and more important. Organic solvent nanofiltration (OSN) is a relatively young membrane-based separation technology offering a high potential in process intensification compared to usual fluid separations. Despite the advantages application in industry still faces many challenges. The lack of predictabilit...

Das Ziel der vorliegenden Dissertation war die Entwicklung neuartiger Strategien zur nachträglichen Vernetzung von thermoplastischen Polymeren. Diesem Ziel folgend wurden neue Strategien zur Vernetzung sowie neu angepasste Vernetzungssysteme für isotaktisches Polypropylen (iPP), syndiotaktisches Polypropylen (sPP), Polybuten-1 (PB-1), Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyamid 6 (PA6), Polyamid 11 (PA11), Polyether-Block-Amid (PEBA), Polyethyloxazolin (PEtOx), Chl...

Prenylierte Substanzen tragen zur Vielfalt der Sekundärmetabolite bei. Prenylierte Metabolite besitzen entzündungshemmende und antibakterielle Eigenschaften. Die Enzyme, die die Prenylierung durch Bildung einer neuen C-C oder C-O Bindung katalysieren sind Prenyltransferasen. Eines dieser Enzyme ist an der Biosynthese des psychoaktiven Wirkstoffs THC aus Cannabis beteiligt. Olivetolsäure wird mit Geranyldiphosphat bei dieser Reaktion zu Cannabigerolsäure prenyliert, dem Ausgangsstoff...

The development of sustainable processes and the implementation of renewable raw materials are increasingly important for the chemical industry. In particular, homogeneous catalysis is a key technology in this context since it allows for atom economic and selective syntheses under mild reaction conditions. In this work, two important tasks in process development for homogeneously catalysed carbonylation reactions were investigated: Recycling of known homogeneous transition metal catalysts D...

Iterative Real-Time Optimization (RTO) has gained increasing attention in the context of model-based optimization of the operating points of chemical plants in the presence of plant-model mismatch. In all these schemes, it is necessary to wait for the plant having reached a steady-state to obtain the required information on plant performance and constraint satisfaction, which leads to slow convergence in the case of processes with slow dynamics. This works addresses this issue by consid...

Die in Australien beheimatete Pflanzengattung Duboisia, die historisch schon von den Aborigines verwendet wurde, ist bis heute die Hauptquelle der medizinisch genutzten Tropanalkaloide. Davon werden Scopolamin und dessen Derivate häufig als anticholinerge Wirkstoffe in der Behandlung von postoperativer Übelkeit und Erbrechen, Reiseübelkeit sowie gastrointestinalen, renalen und biliären Krämpfen angewandt. Bis heute wird die globale Marktversorgung mit Scopolamin hauptsächlich über den großflä...