ATP and its complex with divalent ions in water

Abstract

Adenosin-5'-triphosphat (ATP) spielt nicht nur als Energieträger eine zentrale Rolle, sondern weist auch einzigartige strukturelle Eigenschaften auf, die für biologische Prozesse und bioinspirierte Systeme relevant sind. Seine geladene Triphosphatgruppe, der polare Zucker und die aromatische Purinbase ermöglichen vielfältige Wechselwirkungen. ATP beeinflusst Prozesse wie Proteinfaltung, Phasentrennung und Aggregation, die sich nicht allein durch seine amphiphilen Eigenschaften erklären lassen. Experimentelle Techniken stoßen dabei oft an Grenzen, weshalb computergestützte Methoden wertvolle Einblicke liefern. Diese Arbeit charakterisiert ATPs Konformation, Metallbindung und Solvation in Wasser mittels Molekulardynamik- und Enhanced-Sampling-Simulationen, kombiniert mit Spektroskopie. Besonderes Augenmerk liegt auf ATP-Zn$^{²⁺}$-Komplexen und der Wasserdynamik in Hydrationsschalen, die entscheidend für spektrale Eigenschaften ist