Ein Multiskalenansatz für Ladungstransfer in Proteinaggregaten: von Moleküldynamik-Simulationen zur dielektrischen Kontinuumstheorie

• Antragsteller: Professor Dr. Thorsten Koslowski
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Chemie: Elektronenstruktur, Dynamik, Simulation ; Biophysik ; Strukturbiologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 324071773

In diesem Vorhaben möchten wir Moleküldynamik-Simulationen vom Typ der Thermodynamischen Integration dazu verwenden, zwei charakteristische Energien von thermisch getriebenen Elektrontransferreaktionen in Proteinen zu berechnen, die thermodynamische Triebkraft, Delta G, und die Reorganisationsenergie lambda. Um ein ernstes konzeptionelles Problem dieses Ansatzes quantitativ zu lösen, werden die Resultate einer Korrektur unterworfen, die auf einem numerischen Finite-Differenzen-Verfahren zur Behandlung dielektrischer Probleme aufbaut. Mit diesem Verfahren sind wir auch in der Lage, größere Proteinaggregate betrachten. Als gut untersuchtes Referenzsystem wollen wir die Cytochrom-Untereinheit eines bakteriellen Photoreaktionszentrums studieren. Daneben planen wir Rechnungen an zwei Systemen, die in der Biochemie von aktuellem Interesse sind, einer aus sechs Untereinheiten mit 24 Häm-Kofaktoren bestehenden Nitritreduktase und dem Komplex I aus der bakteriellen Atmungskette.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen