Prof. Dr. Ulrich Schwaneberg
Die wissenschaftliche Expertise der Arbeitsgruppe von Ulrich Schwaneberg liegt im Proteindesign: An der RWTH kombiniert seine Arbeitsgruppe Methoden der gerichteten Evolution mit rationalen Designansätzen, um fundamentale Designprinzipien von Proteinen zu identifizieren und ihre Eigenschaften zu verbessern. Am DWI hingegen verwendet er diese maßgeschneiderten, weiterentwickelten Proteinbausteine, um sie in Polymere ein- beziehungsweise auf Materialien aufzubringen. Beispiele dafür sind Metall-Legierungen, Keramiken, Pflanzenblätter oder Zähne, die sich mit einem (dichten) Peptid-Monolayer ausstatten lassen. Dies lässt sich beispielweise durch einfaches Eintauchen des Substrates in Wasser erreichen ( bei Raumtemperatur). Mit Adhäsionsvermittlern dekorierte Oberflächen werden durch anschließende chemische Konjugation oder selektive Sortasereaktionen zu biohybriden Systemen weiterentwickelt. Ihre Spezifität in der Bindung, Bindungsstärke und schaltbare Eigenschaften können durch eigensentwickelte Methoden der gerichteten Evolution weiter verändert werden. Die Anwendungen umfassen z.B. Freisetzungssysteme in den Bereichen Pflanzenschutz und Medizin (konjugiert an Mikrogele), Umgang mit der Mikroplastikproblematik und (antimikrobielle) Beschichtung von Oberflächen (als bifunktionelle Fusionspeptide).
Resume
Ulrich Schwaneberg studierte an der Universität Stuttgart Chemie und beendete 1999 bei Prof. R. D. Schmid am Institut für Technische Biochemie in Stuttgart seine Promotion. Nach einem zweijährigen Post-doc Aufenthalt im Labor von Prof. F. H. Arnold am Caltech (Nobelpreisträgerin 2018), wurde er 2002 zum Professor an der Jacobs University Bremen berufen. Im Jahre 2009 folgte er seinem Ruf an die RWTH Aachen und wurde zum Institutsleiter und Leiter des Lehrstuhl für Biotechnologie. Seine Arbeit am DWI - Leibniz-Institut für Interaktive Materialen nahm er 2010 auf, wobei er seit 2014 als Mitglied der Wissenschaftlichen Leitung ist. Erwähnenswert sind seine Tätigkeiten im Leitungsgremium des Bioeconomy Science Centers, die Sprecherfunktion in HICAST, dem Henkel Innovation Campus for Advanced and Sustainable Technologies sowie zahlreiche Patente mit Industriefirmen zu verbesserten Enzymen, die teilweise kommerzialisiert wurden. In 2008 hat er die Firma SeSaM-Biotech mitbegründet, die gelenkte Evolutionsdienstleistungen anbietet. 2013 erhielt er ein „visiting professorship” der Chinese Academy of Science. Im Jahre 2015 wurde er ein “specially appointed professorship“ der Osaka University und erhielt 2016 den mit 1.7 Mio€ dotierten Forschungspreis des BMBF für die Nächste Generation Biotechnologischer Prozesse. 2018 wurde er für die greenRelease Technologie mit dem Innovation Award der BioRegionen Deutschlands ausgezeichnet. Sein wissenschaftliches Interesse liegt im Protein Engineering und dem Auffinden von molekularen Prinzipien, wobei er mehr als 220 Publikationen veröffentlicht hat.
Ausgewählte berufliche Funktionen, Ehrungen und Auszeichnungen
- 2022-2026: Sprecher/Koordinator des Bio4MatPro - Kompetenzzentrum für die biologische Transformation von Materialwissenschaft & Produktionstechnik (>50 Partner; 26,3 Mio€)
- 2022-2026: Koordinator der BioökonomieRevier - Innovationslabore ProtLabSF und PlastiQuant 2.0 (10 PIs; 5,4 Mio€; BMBF)
- seit 2021 Sprecher des RWTH-Profilbereichs Molecular Science and Engineering
- seit 2020 Co-Chair der Division Biocatalysis in der European Federation of Biotechnology
- seit 2020 Beiratsmitglied von CLIB (Cluster Industrial Biotechnology)
- seit 2019 Mitglied des Sachverständigenrates für Bioökonomie im MWIDE (Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie NRW)
- seit 2019 Koordinator von zwei Innovationslaboren (InnoLabs) im Strukturwandel (BIOÖKONOMIEREVIER)
- 2016 BMBF-Forschungspreis für die nächste Generation biotechnologischer Prozesse (1,75 Mio. €)
- 2015-2019 Sprecher des Henkel Innovation Campus for Advanced and Sustainable Technologies HICAST (5 Mio. € direkte Firmengelder)
- 2015 Specially appointed professor at Osaka University (visiting professorship)
- 2013/14 Visiting Professorship of Senior International Scientists of the Chinese Academy of Science (Sabbatical in 2014 at the TIB in Tianjin)
- seit 2010 Vertreter der RWTH im Leitungsgremium des Bioeconomy Science Centers (58,5 Mio €; 10-Jahresprojekt)
Publications
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How Does Surface Charge Engineering of Bacillus subtilis Lipase A Improve Ionic Liquid Resistance? Lessons Learned from Molecular Dynamics Simulations
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https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.1c07332 | ACS Sustainable Chemistry & Engineering | 2022 | |
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In Silico and Experimental Adam17 Kinetic Modeling as Basis for Future Screening System for Modulators
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https://doi.org/10.3390/ijms23031368 | International Journal of Molecular Sciences | 2022 | |
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Modulating the Coupling Efficiency of P450 BM3 by Controlling Water Diffusion through Access Tunnel Engineering
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https://doi.org/10.1002/cssc.202102434 | ChemSusChem | 2022 | |
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Optimized Hemolysin Type 1 Secretion System in Escherichia Coli by Directed Evolution of the Hly Enhancer Fragment and Including a Terminator Region
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https://doi.org/10.1002/cbic.202100702 | ChemBioChem | 2022 | |
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Plastibodies for Multiplexed Detection and Sorting of Microplastic Particles in High-Throughput
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https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.160450 | Science of The Total Environment | 2022 | |
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Polar Substitutions on the Surface of a Lipase Substantially Improve Tolerance in Organic Solvents
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https://doi.org/10.1002/cssc.202102551 | ChemSusChem | 2022 | |
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Preparative Production of Functionalized (N- and O-Heterocyclic) Polycyclic Aromatic Hydrocarbons by Human Cytochrome P450 3A4 in a Bioreactor
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https://doi.org/10.3390/biom12020153 | Biomolecules | 2022 | |
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Rational Design Yields Molecular Insights on Leaf-Binding of Anchor Peptides
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https://doi.org/10.1021/acsami.2c00648 | ACS Applied Materials & Interfaces | 2022 | |
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Recombination of Single Beneficial Substitutions Obtained from Protein Engineering by Computer-Assisted Recombination (CompassR)
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https://doi.org/10.1007/978-1-0716-2152-3_2 | Directed Evolution: Methods and Protocols | 2022 | |
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Structure and Cooperativity in Substrate–Enzyme Interactions: Perspectives on Enzyme Engineering and Inhibitor Design
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https://doi.org/10.1021/acschembio.1c00500 | ACS Chemical Biology | 2022 | |
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The Molecular Basis and Enzyme Engineering Strategies for Improvement of Coupling Efficiency in Cytochrome P450s
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https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2022.108051 | Biotechnology Advances | 2022 | |
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Using a Bio-Economic Farm Model to Evaluate the Economic Potential and Pesticide Load Reduction of the Greenrelease Technology
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https://doi.org/10.1016/j.agsy.2022.103454 | Agricultural Systems | 2022 |
