22 März 2016

Mit Computersimulationen neue Biomoleküle erforschen

Neue Arbeitsgruppe am Max-Planck-Institut für Polymerforschung

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Das computergestützte rationale Design kleiner Moleküle besitzt großes Potential für das Verständnis und die Optimierung biomolekularer Prozesse. © MPI-P

Mithilfe von Computersimulationen lässt sich das Verhalten komplexer organischer Molekülstrukturen auf Längen- und Zeitskalen veranschaulichen. Dafür werden die Biomoleküle in einfachere Verbindungen zerlegt. Aus diesen Untergruppen identifiziert Dr. Tristan Bereau vom Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPI-P) Kompartimente mit spezifischen biochemischen Funktionen. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützt das Projekt im Rahmen des Noether-Programms über die nächsten drei Jahre mit einer Förderung von 916.000 Euro. Nach einer positiven Evaluation erhält der Wissenschaftler für zwei weitere Jahre 415.000 Euro.

Die Anzahl organischer Moleküle ist so groß, dass die meisten für immer unentdeckt bleiben werden. Doch einige von ihnen besitzen spezielle Eigenschaften, weshalb ihre Erforschung besonders wichtig ist: Weiterverarbeitet in Form von Medikamenten oder Anästhetika stoßen sie biologische Funktionen an und sind wertvolle Wirkstofflieferanten. „Die Herausforderung besteht allerdings darin, diejenigen Moleküle zu selektieren, die diese bestimmten Zwecke erfüllen. Vergleichbar ist eine solche Aufgabe mit der Suche nach der Nadel im Heuhaufen“, erklärt Bereau. Zusammen mit seinem vierköpfigen Forscherteam stellt er sich dieser Herausforderung und untersucht die Diversität winziger organischer Moleküle. Dazu nutzen die Wissenschaftler eine Kombination aus multiskalierbaren Hochdurchsetzungsverfahren und datengestützten Methoden. Das Forschungsvorhaben knüpft somit an weitere Projekte verschiedener Gruppen am MPI-P an – mit dem Ziel, die Beziehungen zwischen den unterschiedlichen Struktureigenschaften weicher Materie zu entschlüsseln. Diese grundlegenden Erkenntnisse helfen dabei, die verschiedenen organischen Moleküle besser zu verstehen und daraus in weiteren Schritten neue Wirkstoffe in der Medizin herzustellen.

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Dr. Tristan Bereau mit einem Wissenschaftler aus seinem Team. © MPI-P

Über das Projekt:

Das Emmy Noether-Programm, benannt nach der berühmten Mathematikerin Emmy Noether (1882-1935), unterstützt junge herausragende Wissenschaftler dabei, frühzeitig eigenständige Projekte zu verfolgen. Es ermöglicht ihnen, sich rasch für eine Führungsposition in der Wissenschaft zu qualifizieren, indem sie eine Junior-Forschergruppe leiten.

Über die Person:

Tristan Bereau leitet die Gruppe Biomolekulare Simulationen am MPI-P. Zuvor war er als Postdoc an der Universität Basel und am Novartis Institut tätig. Hier arbeitete er an exakten Beschreibungen von elektrostatischen Interaktionen im Kontext von Protein-Ligand-Bindungen. 2011 schloss der gebürtige Franzose seine Promotion im Bereich computergesteuerter Biophysik an der Carnegie Mellon Universität in Pittsburgh, USA, ab und entwickelte grobkörnige Modelle für Proteine und Lipide.

Source: Max-Planck-Institut für Polymerforschung, Pressemitteilung, 2016-03-07.

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