AG Molekulare Biophysik

Ein Forschungsschwerpunkt in der AG Molekulare Biophysik liegt seit über zwanzig Jahren in der Aufklärung der molekularen Mechanismen sowohl der Selbstorganisationsprozessen von Biomolekülen insbesondere solchen, deren Strukturen einen ausgeprägten hierarchischen Aufbau besitzen, als auch deren allosterischen und kooperativen Wechselwirkungen. Damit sollen die Anpassungsstrategien dieser Konzepte an die verschiedenen Lebensbedingungen im Laufe der Evolution erkannt werden, um auf dieser Basis die Vorteile für den Organismus zu verstehen.

 

Dabei untersuchen wir insbesondere die Beziehung zwischen der molekularen Struktur und der biologischen Funktion extrazellulärer Atmungsproteine von Hämocyaninen und Hämoglobinen, welche in der Regel als molekulare Schnittstellen zwischen Organismus und Umwelt dienen. Damit wird die molekulare Basis gegeben, um die Evolution und Diversität dieser Proteine, ihre artspezifische Anpassung an ökophysiologische Bedürfnisse und ihren Einfluß auf die biologische Fitness des Organismus zu verstehen. Dies gilt auch auf den funktionellen Wandel von Proteinen als Anpassung im Laufe der Evolution. Im Falle der Hämocyanine ist dies der Wandel in Enzyme, den Tyrosinasen und Catecholoxidasen. Während der letzten zehn Jahren versuchen wir verstärkt die gewonnenen Erkenntnisse und Konzepte nanobiotechnologisch zu nutzen.

Andere Schwerpunkte sind neu etabliert worden, wie Kristallisation und Strukturaufklärung (AG Jaenicke), kinetische Prozesse bei Porenbildung in Membranen und bei der Metallbindung von Calmodulin (AG Hellmann) sowie Allergie von Proteinen aus Schaben und Wein (AG Decker). Experimentell arbeiten wir molekular auf dem Level von Ensembles und Einzelmoleküle.