Molekulardynamische Simulation von beta-Lactoglobulin unter Hochdruck

ISBN-13: 9783638725729 / Niemiecki / Miękka / 2007 / 72 str.

Alexander Kutter

Opis

Bachelorarbeit aus dem Jahr 2006 im Fachbereich Lebensmitteltechnologie, Note: 1,0, Technische Universitat Munchen, 56 Quellen im Literaturverzeichnis, Sprache: Deutsch, Abstract: 1. Einleitung Hochdruck ist eine sehr interessante Moglichkeit Lebensmittel haltbar zu machen. Die derzeit ubliche thermische Behandlung ist im Gegensatz zum Hochdruck mit einigen Nachteilen verbunden. Dazu zahlen die Energiekosten, die oft unerwunschten chemischen und physikalischen Veranderung von Inhaltsstoffen sowie die Belastung des Biomaterials durch die Aufheizphase auf die gewunschte Temperatur. Druck hingegen herrscht sofort im gesamten Lebensmittel und ist insgesamt schonender. Um nun Aussagen auf molekularer Basis der Inhaltsstoffe, z.B. Proteine, treffen zu konnen verwendet man Molekulsimulationen. In den letzten Jahren wurde viel auf dem Gebiet der Numerischen Simulation von Biomolekulen in verschiedenen Losungsmitteln geforscht. Das liegt zum einen an der Entwicklung neuer Berechnungsalgorithmen und Modellen, zum anderen an der rapiden Zunahme an Rechenkapazitat. Eine der ersten molekulardynamischen Simulationen unter Hochdruck fuhrten Kitchen et al. 1] im Jahr 1992 durch. Sie untersuchten BPTI (bovine pancreatic trypsin inhibitor) in Losung bei einem Druck von 1000 MPa. Es gilt dabei zu bedenken, dass die damaligen Rechner nicht annahernd die Rechenleistung hatten wie die heutigen, und damit die Simulationszeiten im Bereich von 100 ps lagen. Sie beobachteten, dass keine druckinduzierte Denaturierung in dieser kurzen Zeitspanne zu erkennen war. Heutige Rechnernetzwerke bringen ein Vielfaches der Leistung damaliger Rechner, sodass Beobachtungszeitspannen von 10-100 ns moglich werden. Dabei liegen vielfaltige Moglichkeiten der Beobachtung von Mittelwerten und Fluktuationen struktureller und energetischer Groen vor: Es konnen die Abstande einzelner Atome, deren Geschwindigkeiten, die mittlere Temperatur und der mittlere Druck, die potentielle Energien, uvm. berechnet werden.