Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler wollen im Rahmen des SFB die Arbeitshypothese bestätigen oder widerlegen, wonach die Koordinierung von Proteinen über eine bestimmte Protonierungsdynamik erfolgt, also über die Verlagerung von Protonen in sogenannten Wasserstoffbrücken-Netzwerken. Eine andere Möglichkeit wäre die Bewegung von Protonen über eine größere Entfernung hinweg. Um diese Theorien in der Praxis zu prüfen, wurden vier sogenannte Proteinsysteme – das Photosystem-II, die Cytochrom-c-Oxidase, das Kanalrhodopsin sowie das Phytochrom – ausgewählt, die sich besonders gut dafür eignen, verschiedene Aspekte der These zu untersuchen.

So soll exemplarisch herausgestellt werden, inwieweit die Bewegung der Protonen entscheidend für die Funktion von Proteinen sein kann. Um dies zu erreichen, wollen die Wissenschaftler des SFB 1078 in Zukunft neue biophysikalische Experimente sowie molekulare Simulationen und quantenchemische Berechnungen durchführen. Das Programm des Forschungsbereichs dient der Grundlagenforschung und der Entwicklung neuartiger Konzepte für die Umsetzung in der Praxis. Die Forschungsergebnisse finden so in verschiedenen Bereichen Anwendung: In den Energiewissenschaften werden auf diese Weise Erkenntnisse über lichtgetriebene Wasserspaltung und Sauerstoffreduktion gewonnen; in den Neurowissenschaften können  durch den Einsatz von Kanalrhodopsinen Fortschritte erzielt werden, und auch in der Biotechnologie können die Informationen neue Entwicklungen unterstützen.