Trendbericht Theoretische Chemie: Molekulare Mechanismen der biologischen Energieumwandlung

Multiskalenansatz für molekulare Mechanismen energieumwandelnder Enzyme; relativistische quantenchemische Berechnungen: effizient durch lokale und nichtlokale zwei- und vierkomponentige Vielteilchen-Hamiltonoperatoren; Schwingungsspektroskopie mit Ab-initio-Molekulardynamik.

Molekulare Mechanismen der biologischen Energieumwandlung

Biologische Systeme benötigen konstant Energie, um Stoffwechsel, Wachstum und andere Funktionen aufrechtzuerhalten. Dazu hat die Natur ein System aus Proteinen entwickelt, das chemische und Lichtenergie einfängt und in andere Energieformen umwandelt, welche die Zelle nutzt.¹⁾ Die Fortschritte in der Strukturbiologie, insbesondere die Entwicklung der Kryoelektronenmikroskopie (Kryo-EM), haben ermöglicht, diese molekularen Maschinen in atomarer Auflösung abzubilden. Zusammen mit biochemischen, biophysikalischen und computergestützten Experimenten lässt sich damit ein detailliertes molekulares Verständnis über den Mechanismus des biologischen Energietransfers erreichen. Dieses hilft nicht nur, biochemische und biomedizinische Fragen zu beantworten, sondern wird in Zukunft künstliche Proteine ermöglichen. Diese könnten etwa für E

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