Abteilung Theoretische Biophysik

Prof. Dr. Gerhard Hummer, Direktor

Theoretical Biophysics Group (Jan. 2016)

Dem Leben liegen komplexe Wechselwirkungen von Proteinen, Nukleinsäuren, Lipiden und anderen Biomolekülen zugrunde.  Ziel unserer Forschung ist die Entwicklung detaillierter und quantitativer Beschreibungen zentraler biologischer Vorgänge, wie etwa der Energieumwandlung, des molekularen Transports, der Signalübermittlung oder der enzymatischen Katalyse.  Das wachsende Verständnis der Arbeitsweise lebender Organismen auf molekularem Niveau treibt zunehmend die Weiterentwicklung der modernen Medizin.  Die Entschlüsselung physikalischer und chemischer Mechanismen  in biologischen Systemen gibt zudem wertvolle Impulse für die Entwicklung neuer Technologien.

In unserer Forschung entwickeln, implementieren und nutzen wir ein breites Spektrum rechnerischer und theoretischer Methoden zur Untersuchung der Struktur, Stabilität, Dynamik und molekularen Funktion von Biomolekülen und biomolekularen Komplexen.  Wir verwenden Höchstleistungsrechner und arbeiten eng mit experimentellen Gruppen zusammen, deren Methoden von der Röntgenkristallographie und Elektronenmikroskopie zur Einzelmolekül-Fluoreszenz und Kraftspektroskopie reichen.  Unsere rechnerische und theoretische Arbeit hilft dabei sowohl in der Interpretation der zunehmend komplexen Messdaten als auch in der Entwicklung neuer Experimente.

Durch die Verknüpfung von Physik, Chemie und Biologie decken wir einen breiten Skalenbereich in der Erforschung biomolekularer Prozesse, von der Quantenmechanik zur chemischen Kinetik, von atomaren Beschreibungen physikalischer Prozesse und chemischer Reaktionen in Molekulardynamik-Simulationen zu grob-skaligen Modellen von Nichtgleichgewichts-Prozessen in molekularen Maschinen und Netzwerken der Protein-Wechselwirkung.   Schwerpunkte bilden dabei die Struktur, Dynamik und Funktion mobiler supramolekularer Komplexe; die Funktion von Proteinen, die in der biologischen Energieumwandlung beteiligt sind; Protonentransport und Protonenpumpen; Theorie von Einzelmolekülexperimenten, mit Schwerpunkt Kraftspektroskopie; die Funktion von Membrankanälen und Membrantransportern; Peptid- und Proteinfaltung; die Bildung von Komplexen und die Ligandenbindung; Reaktionskinetik; hydrophobe Effekte und Elektrostatik; sowie die Entwicklung neuer Methoden zur Beschreibung von Biomolekülen und biomolekularen Komplexen und Aggregaten basierend auf Statistischer Mechanik und molekularer Simulation.  Wir erkunden zudem auch den Grenzbereich zwischen Biologie und Technology, mit Schwerpunkten auf der Nanofluidik und der Energieumwandlung.

Kontaktinformationen:

Max-Planck-Institut für Biophysik

Prof. Dr. Gerhard Hummer, Direktor
Abteilung Theoretische Biophysik
Sekretariat: Christina Brandt

Tel.: +49 (0) 69 6303-2501
Fax: +49 (0) 69 6303-2502
E-mail: office-hummer(at)biophys.mpg.de

Gruppenmitglieder:

Project Leader

  • Dr. Jürgen Köfinger 

Tandem Group Leader

Postdocs

  • Dr. Albert Ardèvol
  • Dr. Amir Bahrami
  • Dr. Ramachandra Bhaskara
  • Dr. Roberto Covino
  • Dr. Ahmadreza Mehdipour
  • Dr. Emanuele Rossini
  • Dr. Johannes Schöneberg
  • Dr. Lukas Stelzl
  • Dr. Fereshte Taherian

Ph.D. Students

  • Marcel Heinz
  • Alfredo Jost López
  • Max Linke
  • Katrin Reichel
  • Martin Vögele
  • Judith Warnau

Master Students

  • Michael Gecht
  • Stephanie Linker
  • Laura Schulz

IT-Support

  • Niko Schönmottel

Emmy Noether Nachwuchsgruppe:

Gruppenleiterin

PhD students

  • Sergio Cruz Leon
  • Kara Grotz