Protein Structure Theory Group

INSTITUTE OF BIOCHEMISTRY - CHARITÉ HUMBOLDT UNIVERSITY BERLIN

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Mathematical modeling

Kinetic modeling of biochemical reaction systems

The calculation of stationary and time-dependent substrate concentrations is made by solving complex reaction-diffusion equations.
Main foci of attention: Unveiling the reaction mechanism of the 20S/26S proteasome; analysis and prediction of the structure of metabolic systems via optimization principles.

Prediction models for in-vitro toxicology

Toxicological data from in-vitro tests or animal/human trials is not directly comparable due to heterogeneity of the biological test systems. It is necessary to relate those data by mathematical (prediction-) models to each other.
Main foci of attention: Development of prediction models for estimating eye irritation by chemical agents using cell- and tissue-based in-vitro methods; development of biometrical procedures (including software applications) for scoring phototoxity of chemical agents.

Intramolecular interaction potentials in proteins

Theoretical predictions of the three-dimensional conformation of a protein are based on the thermodynamic hypothesis that the native conformation resembles a minimum of free energy.
Main foci of attention: Deriving structure-based ("knowledge-based") mathematical functions for pairwise atomic interaction in proteins.

Mathematische Modellierung

Kinetische Modellierung biochemischer Reaktionssysteme

Die Berechnung stationärer und zeitabhängiger Stoffkonzentrationen erfolgt durch Lösung von komplexen Reaktions-Diffusions-Gleichungen.
Schwerpunkte: Aufklärung des Reaktionsmechanismus des 20S/26S-Proteasomes; Analyse und Vorhersage der Struktur von Stoffwechselsystemen mit Hilfe von Optimierungsprinzipien.

Prädiktionsmodelle für die in vitro-Toxikologie

Toxikologische Daten, die in einem in vitro-Test bzw. am Versuchstier oder Menschen gewonnen wurden, sind wegen der Verschiedenartigkeit der biologischen Testsysteme nicht direkt miteinander vergleichbar, sondern müssen über mathematische Modelle (=Prädiktionsmodelle) zueinander in Beziehung gesetzt werden. Schwerpunkte: Entwicklung von Präktionsmodellen für die Einschätzung der Augenreizwirkung von chemischen Stoffen mit Hilfe von zell- bzw. gewebebasierten in vitro-Methoden; Entwicklung von biometrischen Verfahren (einschließlich Anwendersoftware) für die Bewertung der Phototoxizität von chemischen Stoffen

Intramolekulare Wechselwirkungspotentiale in Proteinen

Theoretische Vorhersagen der 3-dimensionalen Struktur eines Proteins basieren auf der thermodynamischen Hypothese, nach der die native Konformation das (absolute) Minimum der freien Energie repräsentiert. Schwerpunkt: Ableitung von struktur-basierten ("knowledge-based") mathematischen Funktionen für paarweise Wechselwirkungen in Proteinen

References

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Last modified: Wed May 07 13:34:32 CET 2003