Detailseite
Projekt
Von kompatiblen Soluten zu Ribozymen unter Hochdruckbedingungen
Antragsteller
Professor Dr. Dominik Marx
Fachliche Zuordnung
Theoretische Chemie: Elektronenstruktur, Dynamik, Simulation
Förderung
Förderung von 2013 bis 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 227612752
Hauptziel dieses Teilprojekts ist es, ab initio Simulationen und ihre QM/MM Erweiterung zu nutzen, um mit Vorhersagekraft die dynamische Landschaft sowohl kleiner Solute von biomolekular Relevanz, als auch von funktionalen Biomolekülen im kilobar Bereich zu erkunden. Im ersten Antragszeitraum haben wir ein vollständiges Verfahren etabliert welches uns erlaubt, quantitativ die Infrarotspektren kleiner molekularer Solute wie TMAO(aq) vom mittleren Infrarot bis hinunter zum fern-IR (THz) Frequenzbereich bei kilobar Drucken quantitativ zu berechnen und zuzuweisen. Diese Techniken sollen nun angewendet werden, um systematisch komplexere Solute wie etwa Aminosäuren und Modellpeptide zu studieren im Hinblick auf das quantitative Verständnis der Druckantwort hydrophiler und hydrophober Gruppen im Sinne der Schwingungsspektroskopie. Aufbauend auf Fortschritten bei TMAO(aq) Lösungen unter Hochdruck werden ab initio Simulationen ein wesentlicher kollaborativer Beitrag sein im Hinblick auf die Entwicklung von Hochdruckkraftfeldern für Proteinsimulationen. Aufbauend auf den in der ersten Förderphase gewonnenen Einblicken in die konformationelle Druckantwort des Reaktionszentrums eines Haarnadelribozyms soll schließlich die Druckabhängigkeit des eigentlichen enzymatischen Schritts, also der Selbstspaltungsreaktion, mit QM/MM Molekulardynamiksimulationen untersucht werden.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
