Arbeitsgruppe Peter
Theoretische und Computergestützte Chemie
Wir wollen über Computersimulationen, die uns nur entweder die Mikro- oder die Makroebene zeigen, hinausgehen. Daher kombinieren wir Simulationsmodelle bei verschiedenen Auflösungen zu einem sinnvollen Gesamtbild.
Eine Frage der Perspektive
Die Computersimulation komplexer biologischer Prozesse ist eine Frage der Perspektive. Nehmen wir einmal die Faltung und Aggregation von Proteinen: Einerseits wollen wir die Mechanismen in atomarer Auflösung beobachten und verstehen, andererseits aber auch den makroskopischen Prozess als Ganzen nicht aus dem Auge verlieren. Mit Computersimulationen können wir im Prinzip jedes einzelne Atom beobachten, doch beschränkt uns die Rechenkapazität von modernen Hochleistungsrechnern auf wenige Millionen Atome und auf eine Zeitskala von wenige Mikrosekunden – nicht genug für komplexe biochemische und biophysikalische Vorgänge.
Prof. Dr. Christine Peter entwickelt Simulationsmodelle und -methoden für solche Fälle – indem sie Simulationsebenen mit unterschiedlicher Auflösung zu einem Multiskalen-Simulationsmodell kombiniert. „Wir können dadurch komplexe Systeme erfassen, bei denen es sowohl auf das Verständnis mikroskopischer Eigenschaften als auch auf die Betrachtung makroskopischer Längen- und Zeitskalen ankommt“, erläutert Christine Peter. Die Computermodelle werden zur Untersuchung verschiedener biologischer und materialwissenschaftlicher Fragestellungen sowie zur Auswertung experimenteller, z.B. spektroskopischer, Daten zum Einsatz gebracht.