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Projekt
Numerische Modellierung von Struktur und Eigenschaften polyphiler Moleküle in Lipidmembranen
Antragsteller
Professor Dr. Daniel Sebastiani
Fachliche Zuordnung
Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
Förderung
Förderung von 2013 bis 2016
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 80053741
Es werden mehrere Typen polyphiler Moleküle im Wechselspiel mit Phospholipidmembranen mittels atomistischer Molekulardynamiksimulationen numerisch modelliert. Speziell werden X- und T-förmige sowie lineare Moleküle simuliert, die neben hydrophilen und lipophilen Gruppen auch fluorophile Segmente enthalten. Von besonderem Interesse ist die Anordnung und Orientierung von Clustern solcher Moleküle innerhalb der Lipidmembran (bei den X-förmigen und linearen Systemen), aber auch die Anordnung um zweidimensionale Membransegmente herum (bei den T-förmigen Polyphilen). Neben der morphologischen Überstruktur dieser Mehrkomponentensysteme ist vor allem auch die Funktion und Anordnung der fluorophilen Gruppen von Interesse. Aus den Simulationen soll ein Verständnis der strukturbildenden Kräfte abgeleitet werden, aber auch ein Einblick in die membranmodifizierende Funktion der fluorierten Gruppen gewonnen werden. Dabei steht einerseits die Wechselwirkung der fluorophilen Segmente mit der Membran-Wasser- Grenzfläche im Blickpunkt, andererseits aber auch die Eigenschaften dem Membran als Ganzes, also die Mobilität und das Diffusionsverhalten der Lipide sowie die Permeabilität bezüglich der Wassermoleküle. Die Ergebnisse der Molekulardynamiksimulationen werden mit experimentellen Daten aus der NMR und der Mikroskopie abgeglichen, um einerseits die Simulationen zu verifizieren, andererseits aber auch die experimentellen Beobachtungen auf molekularer Ebene zu interpretieren.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
