Molekulare Simulationen thermophysikalischer Eigenschaften für die Enzymkatalyse in DES-basierten Lösungsmitteln

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Niels Hansen
• Fachliche Zuordnung: Bioverfahrenstechnik ; Technische Thermodynamik
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 528814716

Molekulardynamiksimulationen werden mit dem Ziel durchgeführt, thermodynamische Eigenschaften sowie Transporteigenschaften von stark eutektischen Lösungsmitteln (DES) und wässrigen DES-Lösungen vorherzusagen. Ein molekulares Verständnis ist wesentlich für das Lösungsmitteldesign, da die Abweichungen vom idealen Mischungsverhalten noch nicht vollständig verstanden sind. Statische und dynamische Eigenschaften katalytischer Peptide und Enzyme sowie deren Stabilität und Bindungsaffinität zu Substraten und Produkten in verschiedenen Lösungsmittelumgebungen werden auf Basis der Änderungen der freien Energie untersucht. Des Weiteren wird bewertet, wie sich eine Änderung des Lösungsmittels auf die Löslichkeit von Substraten und Produkten auswirkt. Eine Datenbank mit grundlegenden Eigenschaften von DES auf der Basis von in der Literatur vorhandenen Werten wird aufgebaut und im Laufe des Projektes erweitert. Dazu werden thermodynamische Modelle sowie Methoden des maschinellen Lernens verwendet sodass ein Screening von Lösungsmittelkandidaten bereits vor aufwendigen atomistischen Simulationen durchgeführt werden kann.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5730: Maßgeschneiderte Deep Eutectic Solvents für die Biokatalyse – ein ganzheitlicher Ansatz von molekularen Wechselwirkungen zu Prozessparametern – (DESMOL2PRO)