Chemische Biologie

Biologische Signalwege stellen komplexe Regulationskreisläufe innerhalb von Zellen dar, die erforderlich sind, um eine gesunde zelluläre Physiologie aufrechtzuerhalten. Eine fehlerhafte Regulation dieser Signalwege führt zu zellulärer Dysfunktion und dem Ausbruch von Krankheiten. Das Wissen über die biomolekularen Faktoren, die für Pathologien verantwortlich sind, ist eine wesentliche Voraussetzung für die Entwicklung von Strategien zur maßgeschneiderten Behandlung. Das Gebiet der chemischen Biologie innerhalb unserer Abteilung kombiniert verschiedene experimentelle Ansätze, um Krankheitsmechanismen zu entschlüsseln und zu beeinflussen. Chemische Sonden werden entwickelt, um krankheitsassoziierte Zielmoleküle in ganzen Zellen zu identifizieren, und modernste massenspektrometrie-basierte Technologien werden eingesetzt, um das zelluläre Proteom und Metabolom zu untersuchen. Proteine mit entscheidender Bedeutung für Gesundheit und Krankheit werden einer hochauflösenden Analyse ihrer Struktur und Dynamik unter Verwendung der Strukturbiologie unterzogen. Enzyme stellen eine wichtige Unterklasse solcher Proteine dar, da sie für katalytische Umwandlungen innerhalb der Zelle unerlässlich sind. Sie können auch für biokatalytische Anwendungen entwickelt werden, die eine attraktive Alternative zur klassischen organischen Synthese darstellen. Nukleinsäuren (RNA, DNA) spielen eine bedeutende Rolle bei der Genregulation und zellulären Physiologie, und ihre dynamischen Wechselwirkungen mit Proteinen werden mithilfe von Strukturbiologie und biophysikalischen Methoden untersucht. Die gewonnenen mechanistischen Erkenntnisse über diese biologischen Makromoleküle bilden die Grundlage für das rationale Design von kleinen Molekülen zur Beeinflussung der biomolekularen Funktion in menschlichen Krankheiten, pathogenen Bakterien oder Parasiten.

Involvierte Arbeitsgruppen: Groll, Sattler, Sieber, Strittmatter, Zeymer