AG Volkmer

Unsere Vision ist, das Prinzip der molekularen Kommunikation zu verstehen...

Viele biologische Prozesse sind durch die reversible Ausbildung nichtkovalenter Bindungen zwischen den agierenden „Molekülen des Lebens“, wie z.B. DNS, RNS, Proteinen, Peptiden, Kohlenhydraten und Lipiden bestimmt. Eine solche „Molekulare Erkennung“ führt in Zellen zur orts- und zeitabhängigen Ausbildung dimerer- bis hin zu oligomeren Komplexen zwischen Biomakromolekülen.

Proteine sind die praktisch wirkenden Organisatoren fast aller Lebensprozesse und das Entstehen von Protein-Protein- oder allgemeiner Protein-Ligand Komplexen spielt sich in einer hoch komplexen Mischung anderer Moleküle ab.
Es ist offensichtlich, dass selektive molekulare Erkennung wichtig für eine zielgerichtete biologischer Aktivität ist. Im Zuge der Evolution ist ein komplexes Repertoire an modular aufgebauten Proteinen entstanden die, um biologisch aktiv zu sein, durch einen Faltprozess ihre 3D Struktur einnehmen und/oder durch zusätzliche enzymatische Prozesse modifiziert werden. Änderungen in der Abfolge der Aminosäuren, in der Kettenlänge, in der Zusammensetzung der modularen Struktur (Domänenaufbau) und in der enzymatischen Modifikation lassen eine immense, fast unendliche strukturelle Vielfalt zu. Die Evolution hat über einen langen Zeitraum die heutige molekulare Vielfalt der lebenden Welt entstehen lassen. Daher kann man die molekulare Erkennung zwischen einem Protein und seinem Liganden durch eine definierte dreidimensionale Struktur und Aminosäurekomposition der präsentierten Kontaktseiten beschreiben.

Unsere Arbeitsgruppe untersucht ein Spektrum von Protein-Ligand-Interaktionen, in dem Antikörper, Protein-Interaktions-Domänen, Coiled-coiled-Domänen und verschiedene Arten von Rezeptoren die Ziel-
moleküle sind. Wir benutzen vorrangig chemische Methoden für die Erforschung dieser biomolekularen Interaktionen; das evolutionäre Prinzip der Selektion aus kombinatorischer Vielfalt ist für uns ein wichtiges Leitprinzip. Wir benutzen Zellulose-gebundene Peptidarrays als Werkzeuge für die Struktur- und Funktionsanalyse von biologischen Molekülen ein, wobei diese synthetisch via der SPOT Technologie
erzeugt werden.

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Dr. rer. nat.
Rudolf Volkmer

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