Nadine Schwierz: Statistische Physik und Computersimulationen

Nadine Schwierz: Statistische Physik und Computersimulationen

Unsere Forschung befasst sich mit der theoretischen Beschreibung biologischer Systeme der weichen Materie unter Verwendung von Methoden der statistischen Physik und Computersimulationen. Besonderes Augenmerk wird auf die quantitative Beschreibung der Wechselwirkungen zwischen Biomolekülen und die Charakterisierung des Einflusses von Ionen und Wassermolekülen gelegt. Das übergeordnete Ziel unserer Forschung ist es, ein detailliertes Verständnis auf molekularer Ebene zu entwickeln, um zu Fortschritten bei neuen Technologien und der modernen Medizin beizutragen.

Um diese Ziele zu erreichen, wird ein breites Spektrum theoretischer Methoden und modernster Computersimulationen verwendet. Besonderes Augenmerk wird auf die Kombination der Ergebnisse atomistischer molekulardynamischer Simulationen mit Kontinuumsmethoden und grobkörnigen Beschreibungen gelegt, um eine Verbindung zwischen mikroskopischen Details und makroskopischen, experimentell zugänglichen Eigenschaften herzustellen. Spezielle Forschungsgebiete sind die Wechselwirkung von Polypeptiden mit funktionellen Oberflächengruppen und Lipiddoppelschichten, die Strukturbildung und das Wachstum von Amyloidfibrillen, ionenspezifische Phänomene und Mikrofluidik zur Energieumwandlung und Stromerzeugung. Die Arbeit der Emmy Noether-Gruppe wird sich auf die Rolle von Metallkationen bei der RNA-Faltung und -Funktion konzentrieren.


Projekte


 Publikationen

1.
Zeitschriftenartikel
Cruz-León, S.; Vanderlinden, W.; Müller, P.; Forster, T.; Staudt, G.; Lin, Y.-Y.; Lipfert, J.; Schwierz, N.: Twisting DNA by salt. Nucleic Acids Research (London) 50, gkac445 (2022)
2.
Zeitschriftenartikel
Fuks, C.; Falkner, S.; Schwierz, N.; Hengesbach, M.: Combining Coarse-Grained Simulations and Single Molecule Analysis Reveals a Three-State Folding Model of the Guanidine-II Riboswitch. Frontiers in Molecular Biosciences 9, 826505 (2022)
3.
Zeitschriftenartikel
Grotz, K. K.; Schwierz, N.: Magnesium force fields for OPC water with accurate solvation, ion-binding, and water-exchange properties: Successful transfer from SPC/E. The Journal of Chemical Physics 156 (11), 114501 (2022)
4.
Zeitschriftenartikel
Neumann, J.; Schwierz, N.: Artificial Intelligence Resolves Kinetic Pathways of Magnesium Binding to RNA. Journal of Chemical Theory and Computation 18 (2), S. 1202 - 1212 (2022)
5.
Zeitschriftenartikel
Grotz, K. K.; Schwierz, N.: Optimized Magnesium Force Field Parameters for Biomolecular Simulations with Accurate Solvation, Ion-Binding, and Water-Exchange Properties in SPC/E, TIP3P-fb, TIP4P/2005, TIP4P-Ew, and TIP4P-D. Journal of Chemical Theory and Computation 18 (1), S. 526 - 537 (2022)
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