Mechanismus und Energetik des Protonentransfers in Biomolekülkomplexen

• Antragsteller: Tomas Kubar, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Chemie: Elektronenstruktur, Dynamik, Simulation
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 404950277

In der Bioenergetik gilt der Protonentransfer als eine der wichtigsten chemischen Reaktionen. Das beantragte Projekt befasst sich mit der Untersuchung zweier biophysikalischer Prozesse, die auf Protonentransfer-Reaktionen beruhen. Diese sind (i) der letzte Schritt im Photozyklus des Membranenproteins Bacteriorhodopsin, und (ii) das durch das antimikrobielle Peptid TisB verursachte Protonenleck durch eine Lipiddoppelschicht. Zeitgemäße Computersimulationsmethoden sollen eingesetzt, sowie bei Bedarf weiterentwickelt, implementiert und validiert werden. Die benötigten Strukturmodelle sollen erzeugt und verbessert werden. Daraufhin sollen die entsprechenden Profile der freien Energie berechnet und analysiert werden. Auf Grundlage dieser Resultate sollen anschließend die ausschlaggebenden Mechanismen der Protonentransfer-Reaktionen auf atomarer Ebene aufgeklärt werden. Desweiteren sollen die Aminosäuren und Wechselwirkungen zwischen Molekülkomponenten ermittelt werden, die für die Funktion des jeweiligen Molekülkomplexes bestimmend sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen