Suche

zur Hauptseite

Navigation und Service


Master-Projekt: Brownsche-Dynamik-Simulation von Reaktions-Diffusions-Systemen in dicht bevölkerten Umgebungen

Ausschreibendes Institut: IBG-1 - Biotechnologie
Kennziffer: D122/2013, Physik, theoretische Chemie

Hintergrund
Die Biochemie des Lebens, auf dem zellulären Level, wird hauptsächlich durch zwei elementare physikalische Phänomene beeinflusst: Diffusion von Enzymen und Metaboliten sowie enzymkatalysierte Umwandlungen von Metaboliten (Reaktionen). Das Zytoplasma im inneren der Zelle, wo Diffusion und Reaktionen stattfinden, ist mit Molekülen dicht bevölkert (crowded). Deshalb weichen die physikochemischen Bedingungen in Zellen erheblich von dem ab, was typischerweise in In-vitro-Experimenten und Simulationen beobachtet wird. Insbesondere die Eigendiffusionskoeffizienten von Enzymen und Metaboliten verringern sich deutlich, und der Diffusionsprozess kann sich unter bestimmten Bedingungen anomal verlangsamen (Subdiffusion). Im Gegensatz zur Verlangsamung der molekularen Bewegung haben die meisten enzymkatalysierten Reaktionen im Zellinneren höhere Raten, als in vitro. Dieser Effekt könnte durch enzymatisches Channeling hervorgerufen werden, d.h. wenn Intermediate nicht in das Zytoplasma freigegeben werden, sondern direkt von einem Enzym zum nächsten weitergegeben werden.

Projektbeschreibung
Dieses Projekt hat zum Ziel, Diffusion und Reaktionen in Crowded-Umgebungen zu studieren und physikalische Mechanismen aufzudecken, die für anomale Diffusion und Channeling verantwortlich sind. Der erfolgreiche Kandidat wird die Abhängigkeit der Diffusivität auf das molekulare mit Hilfe der Brownsche-Dynamik-Simulationen (BD) systematisch studieren. Darüber hinaus wird er oder sie dieses Wissen anwenden, um potentielle Mechanismen des Channeling und der Reaktionsbeschleunigung unter zytoplasma-ähnlichen Bedingungen zu untersuchen.

Anforderungen
Wir suchen enthusiastische und motivierte Studenten mit einem Hintergrund in Physik, theoretischer Chemie oder einer ähnlichen Fachrichtung, im Abschlussjahr. Das Projekt erfordert Programmiererfahrung in C/C++, Bash, Python sowie gute Kommunikationsfähigkeit und ein starkes Interesse an multidisziplinärer Wissenschaft. Das Projekt kann sofort starten.

Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte:

Dr. Eric von Lieres
Leiter Modellierung und Simulation
Institut für Bio- und Geowissenschaften
IBG-1: Biotechnologie
Forschungszentrum Jülich
52425 Jülich

+49 (2461) 61-2168
e.von.lieres@fz-juelich.de

Dr. Svyatoslav Kondrat
Wissenschaftler
Institut für Bio- und Geowissenschaften
IBG-1: Biotechnologie
Forschungszentrum Jülich
52425 Jülich

+49 (2461) 61-1959
s.kondrat@fz-juelich.de


IBG-1: Biotechnologie: www.fz-juelich.de/ibg/ibg-1


Servicemenü

Homepage