Faltungslandschaft

Faltungslandschaft bezeichnet in der Geologie eine Landschaft, die durch die Faltung von Gesteinsschichten infolge tektonischer Kompression entsteht. Typische Strukturen sind Antiklinalen und Synklinalen, Monoklinen sowie weitere Faltungsformen und damit verbundene Überschiebungen. Entstehungsvorgänge erfolgen vor allem in Konvergenzzonen, in denen Kontinente kollidieren und Gesteinsschichten verformen. Durch Druck- und Temperaturbedingungen lösen sich Faltung, Bruchbildung und metamorphe Prozesse aus. Die resultierenden Landschaften weisen oft Gebirge, tektonische Strukturen und komplexe Gesteinsmuster auf, die die Lagerstättenverteilung, Drainage-Netze und Erdbebenrisiken beeinflussen. Berühmte Beispiele sind die Alpen, der Himalaya und Teile der Appalachen; regionale Ausprägungen finden sich weltweit.

Faltungslandschaft wird auch in der Biophysik bzw. Proteinforschung verwendet, um die energetische Landschaft des Faltungsprozesses eines Proteins zu beschreiben. Die freie Energie wird als Funktion der Konformation betrachtet; Tiefpunkte entsprechen nativen Zuständen, während Energiebarrieren den Weg dorthin beeinflussen. Das Folding-Funnel-Modell veranschaulicht, wie eine tendenzielle Richtung zum funktionsfähigen Zustand führt, während Ruggedness und Nebenwege die Kinetik bestimmen. Wichtige Konzepte sind das Levinthal-Paradox und die Energie-Landschaftstheorie (ELT). Anwendungen reichen vom Verständnis der Faltungswege bis zur Untersuchung von Fehlfaltungen und Krankheiten wie Alzheimer oder prionen Erkrankungen. Methoden umfassen Molekulardynamik-Simulationen, NMR, Röntgenkristallographie und kinetische Experimente; die Ergebnisse dienen auch der Protein-Engineering-Forschung und der Entwicklung von Medikamenten.