Die Mitarbeiter des Bereichs "Strukturbiologie" untersuchen die räumliche Struktur und die Funktion einzelner Moleküle. Dazu nutzen sie moderne Techniken wie die Röntenstrukturanalyse, die Kernresonsanzspektroskopie (NMR) und die Massenspektrometrie. Analysiert werden sowohl Biomakromoleküle (Peptide, Proteine, Nukleinsäuren usw.) wie auch niedermolekulare Naturstoffe.

Schwerpunkt ist die Strukturanalyse von so genannten Virulenzfaktoren aus pathogenen Mikroorganismen und deren Wechselwirkungen mit der Wirtszelle. Virulenzfaktoren sind Proteine, die das Bakterium ausschließlich dazu herstellt, um sich selbst einen Vorteil gegenüber dem Wirt zu verschaffen. Ziel der Bakterien ist es, über die Virulenzfaktoren wirtseigene Prozesse der Zelle gezielt zu unterlaufen, zu inhibieren, umzuprogrammieren oder zum Beispiel das Immunsystem zu täuschen. Auf diese Weise schaffen es Bakterien in die Wirtszelle einzudringen, in bestimmte Nischen zu überleben, oder sich im Wirt auszubreiten.

Die Strukturbiologen beschreiten dabei häufig den Weg „von der Struktur zur Funktion“, da die atomar aufgelöste Struktur eines Proteins viel über seine eigentliche Funktion verrät. Da viele Erreger auf ähnliche Art und Weise den Wirtsorganismus befallen, haben die Wissenschaftler sich für einige Modellorganismen entschieden, an denen sie ihre Untersuchungen durchführen. Dazu gehören neben bakteriellen Erregern, wie z. B. Listerien, Streptokokken und Yersinien auch humanpathogene Pilze und Viren. Von den gewonnenen Erkenntnissen erhoffen sich die Wissenschaftler langfristig die Entwicklung neuer Wirkstoffe und Diagnostika.