Nutzung molekularer Modellierung für biochemische Anwendungsszenarien

Das Erstellen von Modellen, die Durchführung von Simulationen und die Analyse von Daten gehören zu den wichtigsten Werkzeugen der modernen Wissenschaft. Wo früher mit Papier, Tabellen und physisch konstruierten Modellen gearbeitet wurde, stehen heute leistungsfähige Computer und spezialisierte Algorithmen zur Verfügung. Sie ermöglichen es, komplexe Phänomene in Chemie, Biologie und Technik besser zu verstehen und neue Erkenntnisse zu gewinnen.

Physikbasierte Modelle liefern präzise Einblicke von quantenmechanischen Berechnungen kleinster Moleküle bis hin zu Molekulardynamik-Simulationen großer Biopolymere. Ergänzend eröffnen datengesteuerte Methoden und maschinelles Lernen neue Wege, indem sie Muster in großen Datenmengen erkennen und Vorhersagen ermöglichen.

Die Forschungsgebiete umfassen:

• Kraftfeldoptimierung,
• Myosin- und Aktinproteine,
• Protein-Ionenkanäle,
• Materialmodellierung,
• Moleküle in der Virtuellen Realität (VR) und
• Konformationen kleiner Moleküle.

GenutzteTechniken:

• Quantenmechanik
• Molekulardynamik
• Maschinelles Lernen
• Visualisierungsalgorithmus

Das Projekt UMMBAS („Nutzung molekularer Modellierung für biochemische Anwendungsszenarien“) wurde vom Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen bis Juni 2025 gefördert (FKZ 005-2302-0023).