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Research themes

 

Projekt C07

 

Analyse enzymatischer Prozesse mit Hilfe von linear-skalierenden quantenchemischen Methoden

 

Der Hauptfokus des Projektes ist die Aufklärung der Mechanismen der aktiven DNA-Demethylierung, wie sie von fundamentaler Bedeutung in der Genexpression und der Differenzierung von Stammzellen ist. Die Studien werden mittels linear-skalierender quantenchemischer (QM) sowie mittels QM/MM (QM / molekülmechanischer) Methoden durchgeführt, die es erlauben zuverlässige Berechnungen an Systemen mit mehr als 1000 Atomen zur Beschreibung des aktiven Zentrums solcher Enzyme durchzuführen. Die Berechnungen sollen ein tieferes Verständnis der Bindungsaffinitäten sowie der katalytischen Aktivität der Enzyme ermöglichen.

In einem weiteren Teil des Projektes werden quantenchemische Berechnungen zur Entwicklung einer Reaktivitätsskala für Moleküle als Elektrophile in der aktiven Tasche von Enzymen durchgeführt.

Dabei ist das Ziel das Design effektiver, irreversibel bindender Antibiotika.

 

Project C07

 

Analysis of enzymatic processes using linear-scaling quantum-chemical methods

 

The main goal of the project is to employ linear-scaling quantum-chemical (QM) and QM/MM (QM/ molecular mechanical) methods for studying the mechanisms behind active DNA demethylation that plays a fundamental role in gene expression and the differentiation of stem cells.

With the QM/MM calculations we aim for an understanding of the binding affinities and catalytic activities of enzymes that are involved in processing epigenitically modified DNA bases.

Here, the linear-scaling techniques allow for an accurate electronic treatment of more than 1000 atoms for describing the catalytic center of such enzymes.

Another part of the project is to use quantum chemical investigations for developing a reactivity scale for molecules as electrophiles in the active site of enzymes. Here, the ultimate goal is to design effective, irreversibly binding antibiotics.