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Molekulare Strukturbiologie

Bakterielle und virale Krankheitserreger

HZI Campus

Die erfolgreiche Bekämpfung von Infektionskrankheiten erfordert ein tiefgehendes Ver-ständnis der zugrunde liegenden molekularen Mechanismen. Dabei kommt der Strukturbio-logie eine zentrale Bedeutung zu: Sie liefert essenzielle Einblicke in Aufbau, Funktion und Wechselwirkungen biologischer Makromoleküle bis zu atomarer Auflösung. Durch den Ein-satz modernster Methoden – darunter Röntgenkristallographie, Kernspinresonanzspektro-skopie (NMR), Kryo-Elektronenmikroskopie (Kryo-EM) sowie fortgeschrittener computerge-stützter Verfahren zur Strukturvorhersage – ermöglicht sie die detaillierte Aufklärung und Analyse der dreidimensionalen Strukturen von Proteinen, Nukleinsäuren und anderen Bio-molekülen. In der Infektionsforschung leistet die Strukturbiologie damit einen entscheiden-den Beitrag, indem sie präzise Einblicke in Virulenzfaktoren, Wirt-Pathogen-Interaktionen sowie die Mechanismen von Pathogenese und Immunabwehr bietet und so die Entwicklung neuartiger Antiinfektiva und Impfstoffe maßgeblich unterstützt.

Leitung

Prof. Dr. Dr. h.c. Dirk Heinz

Forschungsgruppenleiter

+49 531 6181-3700 E-Mail

Unsere Forschung

Der Forschungsschwerpunkt der Abteilung Molekulare Strukturbiologie liegt auf der hochauflösenden Strukturaufklärung großer makromolekularer Komplexe und Maschinen, die für Infektionsprozesse von Bedeutung sind. Dabei kommen modernste Methoden wie Einzelpartikel-Kryo-Elektronenmikroskopie (Kryo-EM) und Röntgenkristallographie zum Einsatz. Die strukturbiologischen Analysen werden durch ein breites Spektrum molekularbiologischer, biochemischer und biophysikalischer Verfahren ergänzt.

In Zusammenarbeit mit Forschungsgruppen des HZI stehen derzeit neuartige CRISPR/Cas-Nukleasen, Capsid-Polysaccharidtransporter sowie bakterielle Naturstoff-Megasynthasen im Fokus der Arbeiten. Ein weiteres wichtiges Ziel ist die Entwicklung innovativer Pathoblocker, die gezielt bakterielle Virulenzfaktoren hemmen sollen, um Infektionen effektiver zu kontrollieren und die Entstehung von Resistenzen zu verringern. Neben synthetischen Wirkstoffen und Naturstoffen kommen dabei zunehmend auch Mini-Proteine zum Einsatz, die mithilfe KI-gestützter Protein-Design-Verfahren entwickelt werden.