Forschung

Forschungsschwerpunkte: Proteindynamik in atomistischer Auflösung, Evolution der Enzymkatalyse, Allosterie und biologische Regulation, Medikamentenentwicklung basierend auf Proteindynamik

Dorothee Kern ist Biochemikerin und Biophysikerin und arbeitet auf dem Gebiet der dynamischen Natur von Proteinen. Sie hat maßgeblich zur experimentellen Charakterisierung der Proteindynamik während der Katalyse von Enzymen und der Signalübertragung beigetragen. Ziel ihrer Forschung ist, das komplexe Zusammenspiel zwischen Struktur, Dynamik und Funktion aufzudecken, um neue Medikamente zu entwickeln.

Die Arbeitsgruppe von Dorothee Kern nutzt biophysikalische Analysetechniken, um die Dynamik von Enzymen, Signalproteinen und Molekülen, die diese beeinflussen, zu untersuchen. Hier liegt der Schwerpunkt insbesondere auf der Katalyse von Enzymen, der Entwicklung komplexer Signalfunktionen und den grundlegenden biophysikalischen Prinzipien für die Entwicklung hochselektiver Arzneimittel.

In höheren Organismen werden biologische Vorgänge von einer Vielzahl an Proteinen und Molekülen mit Signalfunktion bestimmt. Ein Schlüsselmerkmal des Lebens ist dabei die Veränderung im Laufe der Zeit. Das Team um Dorothee Kern untersucht auf molekularer Ebene, wie sich der atomare Aufbau von Proteinen über die Zeit verändert. Dazu werden Methoden wie NMR (kernmagnetische Resonanzspektroskopie), Röntgenkristallographie, Einzelmolekül-FRET (Fluoreszenz-Resonanz-Energie-Transfer), EM, Molekulardynamik-Simulationen, Bioinformatik sowie Künstliche Intelligenz genutzt. Damit können Proteine in atomarer Auflösung während ihrer Funktion in Echtzeit „sichtbar“ gemacht werden: Enzyme während der Katalyse, Signalproteine in Aktion sowie Proteine und Medikamente, die an ihre Zielmoleküle binden. Mit diesem Erkenntnisfortschritt hofft das Team, neuartige Medikamente wie spezifische Hemmstoffe und neuartige grüne Biokatalysatoren in Form von weiterentwickelten Enzymen entwickeln zu können.

Werdegang

• seit 2005 Investigator, Howard Hughes Medical Institute, Chevy Chase, USA
• seit 2004 Professorin, Department of Biochemistry, Brandeis University, Waltham, USA
• seit 1998 Assistenzprofessorin, Department of Biochemistry, Brandeis University, Waltham, USA
• 1995-1998 Postdoc-Stipendiatin, Department of Chemistry sowie Biology Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, University of California (UC) Berkeley, Berkeley, USA
• 1994 Promotion in Biochemie, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
• 1989 Diplom in Biochemie, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

Auszeichnungen und Mitgliedschaften

• seit 2023 Mitglied, American Academy of Arts and Sciences (AAAS), USA
• seit 2017 Mitglied, Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina
• 2011 G. Robert Greenberg Lectureship, University of Michigan, Ann Arbor, USA
• 2011 Robert Ross Lectureship, The Ohio State University, Columbus, USA
• 2010 Charles Slichter Lecture, Brandeis University, Waltham, USA
• 2009 National Lecturer, Biophysical Society, Rockville, USA
• 2009 Goodman Lecture, Oregon Health and Science University Foundation, Portland, USA
• 2004 Margaret Oakley Dayhoff Award, Biophysical Society, Rockville, USA
• 2003 Alberta Gotthardt and Henry Strage Award for Aspiring Young Science, Brandeis University, Waltham, USA
• 2003 Pfizer Award in Enzyme Chemistry, American Chemical Society, USA
• 2002 Young Investigator Award, International Association for Protein Structure Analysis and Proteomics, USA
• 1995 Dorothea-Erxleben-Preis, Exzellenzcluster Precision Medicine in Chronic Inflammation (PMI), Kiel
• 1995 Martin-Luther-Medaille, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
• 1991-1993 Graduiertenstipendium, Studienstiftung des deutschen Volkes
• 1989 Most-Valuable-Player-Preis, Nationale Basketball-Meisterschaft, DDR