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
Falkner, S.; Schwierz, N.: Kinetic pathways of water exchange in the first hydration shell of magnesium: Influence of water model and ionic force field. The Journal of Chemical Physics 155 (8), 084503 (2021)
2.
Zeitschriftenartikel
Cruz-León, S.; Grotz, K. K.; Schwierz, N.: Extended magnesium and calcium force field parameters for accurate ion–nucleic acid interactions in biomolecular simulations. The Journal of Chemical Physics 154 (17), 171102 (2021)
3.
Zeitschriftenartikel
Grotz, K. K.; Cruz-León, S.; Schwierz, N.: Optimized Magnesium Force Field Parameters for Biomolecular Simulations with Accurate Solvation, Ion-Binding, and Water-Exchange Properties. Journal of Chemical Theory and Computation 17 (4), S. 2530 - 2540 (2021)
4.
Zeitschriftenartikel
Schwierz, N.: Kinetic pathways of water exchange in the first hydration shell of magnesium. The Journal of Chemical Physics 152 (22), 224106 (2020)
5.
Zeitschriftenartikel
Cruz-León, S.; Schwierz, N.: Hofmeister Series for Metal-Cation-RNA Interactions: The Interplay of Binding Affinity and Exchange Kinetics. Langmuir 36 (21), S. 5979 - 5989 (2020)
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