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

04.08.2025 — In einem großen Kooperationsprojekt haben wir dazu beigetragen, die Simulationen von biologischen Membranen mit dem grobkörnigen Martin-Kraftfeld zu verbessern. Beispielsweise ist die Beschreibung der Phasenseparation in Lipidmischungen maßgeblich verbessert. Mehr Details finden Sie in der Veröffentlichung im Journal ACS Central Science. Glückwunsch an alle Kooperationspartner!

31.07.2025 — Sebastian hat heute die Graduiertenschule BENCh in Göttingen besucht und einen Vortrag im BENCh-Seminar über die Modellierung komplexer Membranen gehalten. Vielen Dank für die Einladung an Nadja Simeth-Crespi und für die spannenden Diskussionen!

25.07.2025 — Gemeinsam mit Forschenden aus Göttingen haben wir Liganden für den Ionenkanal TRPV1 entwickelt, die mit Licht an- und ausgeschaltet werden können. Die Effekte der Liganden wurden in lebenden Nervenzellen untersucht. Unsere Publikation wurde im Journal RSC Chemical Biology veröffentlicht. Glückwunsch an Cristina und alle beiteiligten Forschenden und vielen Dank für die gute Zusammenarbeit!

16.07.2025 — Heute waren der Hessische Minister für Wissenschaft und Forschung, Timon Gremmels, und der langjährige Förderer des FIAS, Carlo Giersch, zu Besuch am FIAS. Sebastian hat in einem Kurzvortrag die Forschung seiner Gruppe zu lichtschaltbaren Medikamenten vorgestellt. Thilo hat an seinem Poster und mit Hilfe einer 3D-Brille mehr Details dazu erläutert. 

17.06.2025 — Sebastian wurde mit dem "Director's Award for Excellent Mentoring" für sein Engagement in der Graduiertenschule FIGSS ausgezeichnet. Mehr Information dazu gibt es in dem entsprechenden News-Artikel. Vielen Dank für die tolle Auszeichnung!

14.01.2025 — Die Ergebnisse unserer Veröffentlichung "GPCR Surface Creates a Favorable Pathway for Membrane Permeation of Drug Molecules" sind in der heutigen Ausgabe der Frankfurter Allgemeinen Zeitung. Der Artikel trägt den Titel "Ein Türöffner für Medikamente".

10.01.2025 — In Zusammenarbeit mit Forschenden aus Canada konnten wir den Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion eines membranbindenden Proteins aus Kartoffeln aufklären. Die Ergebnisse könnten helfen, neue Proteine in der Pflanzenbiotechnologie und zum Pflanzenschutz zu entwickeln. Mehr dazu können Sie in unserer Publikation mit dem Titel "Elucidating the structure and function of a membrane-active plant protein domain using in silico mutagenesis" im Journal Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes nachlesen. Vielen Dank an Lennie Cheung und Rickey Yada für die gute Zusammenarbeit!

09.01.2025 — Wir haben in dem News-Artikel "Wie Wirkstoffe leichter Membranen durchqueren" die Ergebnisse der Publikation von Cristina für ein breites Publikum zusammengefasst und erklären darin, wie FIAS-Computersimulationen den Weg in die Zelle für Medikamente aufzeigen. Wir freuen uns über Ihr Interesse an unserer Forschung!

01.01.2025 — Die Thallmair-Gruppe wünscht allen ein frohes neues Jahr und freut sich auf tolle Kooperationen, spannende Forschungsergebnisse und interessante Konferenzen!

Mitglieder

Francesco Carnovale

Francesco Carnovale

Gastwissenschaftler

Büro: 0|400 (FIAS)
Tel.: +49 69 798 47662

Thilo Duve

Thilo Duve

Doktorand/in

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

Cristina Gil Herrero

Cristina Gil Herrero

Doktorand/in

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

Protrait-Dummy

Florian Ebner

Masterstudent/in

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

Ehemalige Mitglieder

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