Prof. Holger Gohlke | HHU Düsseldorf | Pharmazeutische und medizinische Chemie

Forschungsthemen und Profil (mit Bezug zur Bioökonomie)

Die gegenwärtige Forschung zielt auf das Verständnis, die Vorhersage und Modulation von Interaktionen von Biomolekülen mit theoretischen und computergestützten Methoden. Hierzu entwickeln wir Methoden und wenden diese an aus den Bereichen Bioinformatik, computergestützte Biologie und computergestützte Biophysik, wie etwa Dockingverfahren, Moleküldynamiksimulationen, Freie Energie-Rechnungen und Methoden zur Charakterisierung der Flexibilität und Rigidität von Proteinen und RNA. Diese Methoden werden für Enzymoptimierung (“wie kann man Biokatalysatoren für industrielle Anwendungen effizienter machen”) sowie die Charakterisierung und Verwendung von Proteinen als Wirkstofftargets und Substrate („biologics“) eingesetzt; letzteres liefert einen Bezug zu medizinischen Anwendungen.

Beiträge zum BioSC

Die in der AG Gohlke vorhandenen Techniken erlauben, die Struktur, Dynamik und Energetik von Biomakromolekülen und biomakromolekularen Komplexen zu charakterisieren. Mit Bezug auf BioSC und das QT Strukturbiologie erlaubt dieses, I) biomakromolekulare Konformationsänderungen zu simulieren, die auf Zeitskalen von bis zu mehreren Mikrosekunden erfolgen; hierzu werden Moleküldynamiksimulationen und sogenannte „coarse-grained“ Simulationstechniken eingesetzt; II) strukturelle und energetische „weak spots“ in Biomakromolekülstrukturen zu identifizieren; dies erlaubt Experimente zu steuern, die als Ziel die (Thermo-)Stabilisierung von Enzymen haben; III) die Vorhersage von Kleinmolekül/Protein- und Protein/Protein-Komplexstrukturen im Sinne einer Strukturaufklärung.

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