Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Auszeichnung und kostbare Rechenzeit für Prof. Dominik Marx' "virtuelles Labor"

06.08.2008
"John von Neumann Exzellenz-Projekt 2008" in der RUB-Chemie
Präbiotische Chemie im "Virtuellen Labor"

Wie ist wohl das erste Protein entstanden - lange bevor es Lebewesen gab, die Proteine aus einzelnen Bausteinen aktiv zusammenknüpfen?

Um diese Frage ranken sich viele Spekulationen; Prof. Dr. Dominik Marx und Mitarbeiter gehen ihr mittels Computersimulation im "virtuellen Labor" auf den Grund. Diese Arbeiten seines Lehrstuhls für Theoretische Chemie der Ruhr-Universität wurden jetzt vom John von Neumann-Institut für Computing am Forschungszentrum Jülich unter 140 Kandidaten als "John von Neumann Exzellenz-Projekt 2008" ausgewählt.

Das Projekt wurde aufgrund seiner ausgezeichneten Vorarbeiten, der hohen Bedeutung der zu erwartenden Erkenntnisse und der Qualität der eingesetzten Methoden ausgewählt. Mit dem Prädikat ist eine besonders hohe Zuteilung von Rechenzeit verbunden.

Proteine bilden sich spontan

Prof. Marx wird seine Berechnungen auf dem schnellsten deutschen Supercomputer JUGENE des Forschungszentrums Jülich durchführen können. Er "füttert" den Supercomputer mit den Eckdaten einer so genannten "Eisen-Schwefel-Welt", von der man annimmt, dass sie so vor Jahrmillionen einmal existiert haben könnte. Die Hypothese ist, dass an den Oberflächen von Eisen-Schwefel-Mineralien bei hoher Temperatur und hohem Druck des Wassers als Medium Peptide aus ihren einzelnen Bausteinen spontan entstanden sein könnten.

Allerdings ist es schwierig, solche Reaktionen bei mehreren hundert Grad und Bar kontrolliert experimentell durchzuführen und gleichzeitig die Auswirkungen dieser exotischen Reaktionsbedingungen zu messen. "Das funktioniert nur im virtuellen Labor", so Marx. "Mit modernsten Simulationsmethoden in Kombination mit den leistungsfähigsten Rechnern ist es möglich, diese Extrembedingungen nicht nur herzustellen, sondern auch Eins zu Eins mit normalen Reaktionsbedingungen zu vergleichen."

Rekordverdächtiger Rechenaufwand

Anhand bisheriger Berechnungen konnten die Theoretiker schon nachweisen, dass diese für die Biochemie doch unüblichen Reaktionsbedingungen die Bildung von Peptidbindungen beschleunigen. Der Aufwand einer solchen "ab initio"-Studie, die (fast) keinen experimentellen Input benötigt, ist allerdings exorbitant, denn es müssen viele einzelne Reaktionsschritte sowie deren Rückreaktionen unter verschiedenen Reaktionsbedingungen simuliert werden. Der Rechenaufwand ist rekordverdächtig und wird überhaupt erst durch ausgiebige Nutzung der Blue Gene Capability Rechner des John von Neumann-Institut für Computing in Jülich im Verbund mit dem hocheffizienten Programm "CPMD" möglich.

Weitere Informationen

Prof. Dr. Dominik Marx,
Lehrstuhl für Theoretische Chemieder Ruhr-Universität Bochum,
44780 Bochum, E-Mail: dominik.marx@theochem.rub.de,

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.ruhr-uni-bochum.de/
http://www.theochem.rub.de

Weitere Berichte zu: Computing Protein Reaktionsbedingungen Rechenzeit Supercomputer

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher finden neue Ansätze gegen Wirkstoffresistenzen in der Tumortherapie
15.12.2017 | Universität Leipzig

nachricht Moos verdoppelte mehrmals sein Genom
15.12.2017 | Philipps-Universität Marburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Immunsystem - Blutplättchen können mehr als bislang bekannt

LMU-Mediziner zeigen eine wichtige Funktion von Blutplättchen auf: Sie bewegen sich aktiv und interagieren mit Erregern.

Die aktive Rolle von Blutplättchen bei der Immunabwehr wurde bislang unterschätzt: Sie übernehmen mehr Funktionen als bekannt war. Das zeigt eine Studie von...

Im Focus: First-of-its-kind chemical oscillator offers new level of molecular control

DNA molecules that follow specific instructions could offer more precise molecular control of synthetic chemical systems, a discovery that opens the door for engineers to create molecular machines with new and complex behaviors.

Researchers have created chemical amplifiers and a chemical oscillator using a systematic method that has the potential to embed sophisticated circuit...

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Call for Contributions: Tagung „Lehren und Lernen mit digitalen Medien“

15.12.2017 | Veranstaltungen

Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor

15.12.2017 | Veranstaltungen

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltrekord: Jülicher Forscher simulieren Quantencomputer mit 46 Qubits

15.12.2017 | Informationstechnologie

Wackelpudding mit Gedächtnis – Verlaufsvorhersage für handelsübliche Lacke

15.12.2017 | Verfahrenstechnologie

Forscher vereinfachen Installation und Programmierung von Robotersystemen

15.12.2017 | Energie und Elektrotechnik