Simulation der Adhäsion von kleinen Biomolekülen (Di- und Tripeptiden) auf Titandioxidoberflächen

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Die komplexe Grenzfläche zwischen Titan und Zellgewebe ist an sehr verschiedenen Stellen von großem Interesse, z.B. in der Implantationstechnik oder bei Biofouling-Prozessen. Der erste Kontakt zwischen anorganischem und biologischem System ist die Adhäsion von Proteinen aus physiologischen Lösungen auf der oxidischen Passivierungsschicht des Metalls. Durch Einsatz von verschiedenen Methoden des „Molecular Modeling“ lassen sich Modelle dieser Grenzfläche herstellen. Mit Hilfe dieser Modelle ist es möglich, atomistische Details der Peptidadhäsion auf Ti-Oberflächen zu untersuchen und damit neue Kenntnisse über die treibenden Kräfte zur Adsorption/Desorption von Proteinen zu erhalten, die Experimenten oft unzugänglich bleiben. In dem hier vorgestellten Projekt soll die Adsorption sehr kleiner Biomoleküle (Di- und Tripeptide) mit ab initio molekulardynamischer Simulation gekoppelt mit klassischen Kraftfeld-Simulationen untersucht werden. Dabei soll geklärt werden, ob derartige Moleküle bereits zusammenhängende Filme als Basis für die Adsorption größerer System bilden. Insbesondere sind kooperative Effekte zwischen den Wechselwirkungen der einzelnen Peptide mit der Oberfläche zu erforschen, die zwar bekannter Weise in biologischen Systemen auftreten, jedoch in herkömmlichen Kraftfeldern nicht berücksichtigt werden.