Aktuelle Themen zur Vergabe als Studien-, Bachelor- oder Masterarbeit
Wir haben jederzeit offene Stellen für Arbeiten in aktuellen Projekten!
Die Themen und Bereiche umfassen dabei:
- Computersimulationen zur Struktur, Funktion und Dynamik von Biomolekülen
- Konstruktion von Modellen komplexer Systeme um experimentelle Befunde zu verstehen und Eigenschaften vorherzusagen
- ab initio Quantenmechanik, Semiempirik, Moleküldynamik, High Performance Computing, Multiskalenmodelle
Im folgenden ein kleiner Einblick in die Anwendung und Entwicklung dieser Methoden, welche als Studien-, Bachelor- oder Masterarbeiten durchgeführt werden können:
Elektronentransfer in Biomolekülen
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Benchmarkrechnungen für Ionisierungspotentiale und Elektronenaffinitäten
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Elektronische Kopplungen für Elektronentransfer in DNA und Proteinen
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Ladungstransfer in modifizierter DNA
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xDNA (modifizierte Basen)
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PNA (Protein backbone)
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etc
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DNA unter extremen Bedingungen
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Strecken von DNA
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Stabilisierung der DNA in "trockener" Umgebung
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Position der Wassermoleküle
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Position der Ionen
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Form der Hydratationshülle
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Verwendete Methoden
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Molecular Dynamics Simulationen
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Berechnung der Ladungstransferparameter mit DFTB
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Struktur und Eigenschaften der Channelrhodopsine
- ChR ermöglichen optische Anregung diverser Zelltypen in vivo
- Ziel: gezielte Veränderungen der Absorptionseigenschaften der Proteine durch:
- Mutationen (bio)
- veränderte Chromophore (chemisch)
- Problem: (detaillierte) 3D-Struktur unbekannt
- Aufgabenstellungen:
- Strukturoptimierung verschiedener Chromophore mit quantenchemischen Methoden
- Berechnung von Anregungsenergien
- Simulation des Proteins mit neuen Chromophoren
Erweiterte Polarisation in SCC-DFTB mit Hilfe der Equilibrierung des chemischen Potentials (CPE)
- SE-QM Methoden und Polarisierbarkeiten: Intrinsische Probleme
- Lokalisierte minimale BasisKeine Winkelabhängigkeit in der Dichteänderung (DFTB)
- 25% Unterschätzung von Molekülpolarisierbarkeiten
- Erwartete Verbesserungen für die CPE Erweiterung von SCC-DFTB
- Molekulare Polarisierbarkeiten
- Relative Intensitäten in Ramanspektren
- Molekülstrukturen
- Stabilität in H-Brücken
- Weiterführende Arbeit:
- Ausführliche "Benchmark" Rechnungen, die das Potential einer verbesserten Polarisation in SCC-DFTB dokumentieren (siehe Abb. links für Molekülpolarisierbarkeiten)
Protein-Ligandwechselwirkungen
- Bindung von Glyphosate an Pflanzenenzyme
- Untersuchung von
- Bindungsstärken
- H-Brücken
- Konformationsdynamiken
- Verwendete Methoden
- MD Simulationen
- Freie Energierechnungen
Membransimulationen und membrangängige Peptide
- Benchmarking üblicher Membrankraftfelder
- Untersuchung von Phasenübergängen
- Bestimmung thermodynamischer Eigenschaften
- Gemeinsame Projekte von AGs Elstner und Ulrich
- Studien antimikrobieller Peptide und ihrer Membraneinlagerung
- Kombination von NMR und Simulationstechniken