Lebenswissenschaften - Gruppen

Kassel-Schwiete Forschungsgruppe: Entwicklung pharmakologischer Proben

Sebastian Thallmeier

Computergestützte Modellierung und theoretische Methoden sind heute ein wichtiger, nicht mehr wegzudenkender Aspekt in den Lebenswissenschaften mit dem Ziel, immer verlässlichere Modellierung immer komplexerer Systeme zu ermöglichen. Unsere Gruppe verwendet Methoden, die mit unterschiedlicher räumlicher und zeitlicher Auflösung arbeiten. Zum einen kommen quantenchemische Methoden zur Anwendung, die auf der Berechnung der Wellenfunktion der Elektronenwolke um die klassischen Kerne basiert. Außerdem verwenden wir klassische Moleküldynamik mit unterschiedlichen Auflösungen. Während bei der feineren atomistischen Auflösung jedes Atom als ein Teilchen dargestellt wird, werden bei grobkörnigen Simulationen mehrere Atome zusammengefasst. Dies vereinfacht die betrachteten Moleküle und ermöglicht so längere Simulationen von größeren (bio)molekularen Systemen. Generell gilt, dass genauere Methoden einen größeren Rechenaufwand mit sich bringen, wodurch ihre Anwendung auf kürzere Prozesse und kleinere Systeme beschränkt ist.

Der thematische Fokus unserer Arbeit liegt im Bereich der Biophysik und medizinischen Chemie. Insbesondere beschäftigen wir uns mit der Entwicklung und Charakterisierung pharmakologisch wirksamer Moleküle. Dabei spielt die Erforschung der Wechselwirkung zwischen Proteinen und kleinen Molekülen, die meist nur mit einem einzigen oder einer sehr kleinen Gruppe von Proteinen wechselwirken, eine wichtige Rolle. Zunächst möchten wir verstehen, warum ein Molekül mit dem einen Protein sehr stark wechselwirkt und mit anderen Proteinen nicht. Basierend darauf können wir beispielsweise definierte Veränderungen an dem Molekül vornehmen, um die gewünschte Wechselwirkung zu verstärken. Ziel ist es, Moleküle zu entwickeln, die mit spezifischen Proteinen wechselwirken, welche wiederum bei Krankheiten eine Rolle spielen. Diese pharmakologisch wirksamen Moleküle können dann im Labor synthetisiert, getestet und weiter verbessert werden, sodass unsere Forschung einen Beitrag zur Entwicklung neuer Medikamente leisten kann.

Weitere Forschungsthemen, unsere wissenschaftlichen Veröffentlichungen sowie unser Engagement in der Öffentlichkeitsarbeit finden Sie auf den Seiten Forschung und Publikationen. Aktuelle Neuigkeiten aus unserer Gruppe lesen Sie gleich im Anschluss.

Fellow Detail

Forschung und Publikationen

News 2024

18.10.2024 — Sebastian hat heute die Gruppe von Marco Cecchini an der Universität Straßburg besucht und einen Vortrag mit dem Titel "Unraveling protein function and dysfunction by means of coarse-grained molecular dynamics" gehalten. Vielen Dank für die Einladung und die spannenden Diskussionen!

09.10.2024 — Wir sind auf dem internationalen Symposium "New Horizons in Membrane Biology" an der Goethe-Universität Frankfurt gut vertreten. Sebastian hält einen Vortrag zur Inositoltriphosphat-Affinität des Tubby-Proteins, Cristina und Saara stellen Poster über G-Protein gekoppelte Rezeptoren und extended Synaptotagmins vor. Vielen Dank an die Organisatoren für das Zusammenstellen der großartigen Konferenz nebenan!

26.09.2024 — Glückwunsch! Thilo hat heute seine Masterarbeit eingereicht und wird im Oktober mit seiner Promotion in der Thallmair-Gruppe beginnen. Wir freuen uns, dass Thilo weiterhin ein Mtiglied unserer Gruppe ist!

16.04.2024 — Im Rahmen der Martini Force Field Initiative haben wir ein erweitertes GōMartini Modell entwickelt und ausgiebig getestet. Das internationale Team an Wissenschaftlern wurde von Paulo C. T. Souza and Sebastian geleitet. Die Arbeit zeigt die Anwendungsmöglichkeiten des GōMartini 3 Modells, die von Protein-Membran und Protein-Ligand Bindung zu Einzelmolekül-Kraftspektroskopie Studien reichen. Darüber hinaus kann GōMartini 3 verwendet werden, um Ungenauigkeiten des Martini 3 Proteinmodells zu korrigieren. Die lang erwartete Vorveröffentlichung mit dem Titel "GōMartini 3: From large conformational changes in proteins to environmental bias corrections" ist jetzt online!

05.04.2024 — Sebastian nahm diese Woche an dem CECAM Flagship Workshop über aktuelle Entwicklungen in grobkörnigen Modellen in Lyon teil. In seinem Vortrag präsentierte er Entwicklungen und Anwendungen des Martini 3 Proteinmodells sowie lichtschaltbare Moleküle. Vielen Dank an Paulo C. T. Souza und die anderen Organisatoren für das Zusammenstellen des schönen Programms!

24.03.2024 — G-Protein gekoppelte Rezeptoren sind eine wichtige Gruppe von Zellrezeptoren, die in der Membran sitzen. Mit Hilfe von grobkörnigen Moleküldynamiksimulationen konnten wir zeigen, dass sie auch Medikamenten die Überquerung der Zellmembran erleichtern können. Unsere Ergebnisse sind jetzt in einer Vorveröffentlichung mit dem Titel "GPCR surface creates a favorable pathway for membrane permeation of drug molecules" nachzulesen.

15.03.2024 — In den letzten beiden Tagen hat der wissenschaftliche Beirat das FIAS besucht und sich einen Überblick über die vielfältigen Forschungsaktivitäten am FIAS verschafft. Cristina, Saara und Thilo haben die Projekte der Thallmair-Gruppe bei der Postersitzung mit viel Engagement vorgestellt!

12.03.2024 — Sebastian hat heute einen Vortrag mit dem Titel "Unraveling protein function and dysfunction by means of coarse-grained molecular dynamics" am Max-Planck-Institute für Polymerforschung gehalten. Es war schön, alte Freunde zu treffen und neue Verbindungen zu knüpfen! Danke für die Einladung und die spannenden Diskussionen!

07.03.2024 — In der Vortragsreihe FIAS-Forum werden aktuelle naturwissenschaftliche Themen von FIAS-Forschenden allgemein verständlich vorgestellt. Heute Abend wird Sebastian einen Vortrag mit dem Titel "Wie Lichtschalter in Medikamenten der Zukunft eingesetzt werden können" halten. Für Kurzentschlossene gibt es mehr Details in der Ankündigung.

09.02.2024 — Cristina wird das diesjährige Biophysical Society Meeting in Philadelphia (PA, USA) besuchen und dort ein Poster mit dem Titel "Exploring Lipid and Ligand Flip-Flop on the Surface of a GPCR: A Martini 3 Study" vorstellen.

02.02.2024 — Wir freuen uns, dass die SCALE Initiative eingeladen ist, einen Vollantrag im Rahmen der Exzellenzinitiative einzureichen! Sebastian ist als assoziierter Wissenschaftler an dem Antrag beteiligt. Glückwunsch an alle Mitstreiter!

01.01.2024 — Die Thallmair-Gruppe wünscht allen ein frohes neues Jahr und freut sich auf tolle Kooperationen, spannende Forschungsergebnisse und interessante Konferenzen!

Mitglieder

Saara Lautala

Saara Lautala

Postdoc

Büro: 2|202 (FIAS)
Tel.: +496979847621

Thilo Duve

Thilo Duve

Doktorand/in

Büro: 2|202 (FIAS)
Tel.: +49 69 798 47621

Cristina Gil Herrero

Cristina Gil Herrero

Doktorand/in

Büro: 0|301 (FIAS)
Tel.: +49 69 798 47691

Goncalves DIas

Marieli Goncalves Dias

Doktorand/in

Büro: 0|300 (FIAS)
Tel.: +49 69 798 47665

Protrait-Dummy

Charlie Müller

Bachelorstudent/in

Büro: 0|300 (FIAS)
Tel.: +49 69 798 47665

Ehemalige Mitglieder