Einflüsse der solvatisierenden Umgebung auf Dynamik und Stabilität von Proteinen

Matthias Heyden hat den Ruf an die Arizona State University (USA) angenommen und ist seit Oktober 2017 dort tätig. Informationen über seine aktuelle Forschung finden Sie hier. Diese Webseite dokumentiert die Aktivitäten der Gruppe im Max-Planck-Institut für Kohlenforschung (Stand 2017).

Proteine, die Bausteine des Lebens, und insbesondere Enzyme, welche die essentiellen chemischen und biochemischen Prozesse des Lebens katalysieren, sind durch die Evolution an ihre jeweiligen Aufgaben optimal angepasst. Unter anderem besteht die Anpassung darin in einer bestimmten chemischen Umgebung optimal zu funktionieren, beispielsweise einer wässrigen Lösung mit hohen Konzentrationen weiterer Biopolymere und Metabolite oder als integraler Bestandteil einer Lipidmembran.

Als Teil des Exzellenzclusters RESOLV (EXC 1069), welcher sich gezielt mit Lösungsmitteleinflüssen auf chemische und biochemische Prozesse beschäftigt, setzen wir in unserer Arbeitsgruppe Molekular-Dynamik und Monte Carlo Simulationen ein um den Einfluss der Umgebung auf gelöste Proteine durch gezielte Manipulationen der Eigenschaften des Lösungsmittels zu studieren. Aktuelle Schwerpunkte unserer Forschung sind Korrelationen kollektiver Bewegungen in Proteinen und ihrer Umgebung, sowie der Einfluss hoher Protein-Konzentrationen auf die Proteinfaltung.

Forschungsthemen:

n Molekular-Dynamik Simulationen analysieren wir den wechselseitigen Einfluss zwischen dynamischen Prozessen in solvatisierten Biomolekülen und dem umgebenden Lösungsmittel. Speziell für wasserlösliche Proteine, spielen hierbei Schwingungen im fern-infraroten Frequenzbereich zwischen 30 und 300 cm-1, bzw. 1 bis 10 Tera-Hertz, eine besondere Rolle. In diesem Bereich des Spektrums befinden sich ... [mehr]
Basierend auf existierenden Interaktionsmodellen, welche für Simulationen Brown’scher Molekülbewegungen in komplexen Protein-Lösungen mit bis zu 1000 Proteinen eingesetzt werden, entwickeln wir in unserer Arbeitsgruppe Simulationstechniken die es erlauben die internen Freiheitsgrade der simulierten Proteine zu berücksichtigen. Durch den Einsatz von Monte Carlo Simulationen [mehr]

Forschungsberichte:

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