Antibiotikaresistenz hat sich zu einem globalen Gesundheitsproblem mit Millionen von Todesopfern jedes Jahr entwickelt. Leider haben die herkömmlichen Wege der Arzneimittelentwicklung nur in unzureichendem Maße zu neuen Antibiotika geführt. Da eine zunehmende Zahl von Bakterien eine vollständige Antibiotikaresistenz aufweist, müssen hierzu dringend neue Lösungsansätze erforscht werden. Eine Hauptursache der Resistenz ist die enzymatische Antibiotikainaktivierung. Die genauen molekularen Mechanismen dieser Enzyme, insbesondere ihre dynamischen Bewegungen, sind jedoch in den allermeisten Fällen nur unzureichend bekannt. Häufig liegen den katalytischen Mechanismen der Enzyme sogenannte allosterische Effekte zugrunde, die zur Entwicklung besserer Arzneimittel genutzt werden können. Detaillierte Einblicke in allosterische Prozesse erfordern aber die simultane Aufklärung der molekularen Proteinstruktur und -dynamik. Diese große experimentelle Herausforderung verhindert zurzeit, allosterische Mechanismen von Enzymen routinemäßig für die rationale Arzneimittelentwicklung zu nutzen. Mittels neuer Methoden in zeitaufgelöster Röntgenkristallographie wird in diesem Vorhaben eine enzymatische Reaktion bei definierten Zeitverzögerungen untersucht. Diese molekularen Schnappschüsse erlauben dann Einblicke in katalytische Zwischenstufen, die dynamische Bewegung, sowie die allosterischen Prozesse der Enzyme. Ziel der Forschung ist es, die Dynamik der Zielenzyme während der Katalyse zu verstehen und ‑ soweit möglich ‑ dieses Wissen für die Entdeckung von Arzneimitteln zu nutzen. Für Letzteres wird die Nachwuchsgruppe eng mit dem Fraunhofer IME kooperieren, das etablierte Methoden der Wirkstoffentdeckung einsetzt. Diese Forschung wird bislang unzugängliche Einblicke in die Mechanismen der Antibiotikaresistenz und Funktionsweisen von Proteinen im Allgemeinen ermöglichen, mit dem Potenzial neue allosterische Hemmstoffe zu identifizieren.