Zusammenfassung
Die Struktur und die Funktion von Enzymen lassen sich durch zwei komplementäre Methoden modellieren. In der datengetriebenen Modellierung werden experimentelle Daten zur Sequenz, Struktur und Funktion in Datenbanken erfasst und statistisch ausgewertet. Da sequenzähnliche Proteine meist eine ähnliche Struktur und eine ähnliche Funktion haben, lassen sich durch einen Vergleich von Proteinsequenzen die Struktur und die biochemischen Eigenschaften neuer Proteine auf der Grundlage ihrer Sequenz vorhersagen. In der mechanistischen Modellierung wird die Struktur und Dynamik von Enzymen sowie ihre Wechselwirkung mit Substraten und Lösungsmitteln auf molekularer Ebene beschrieben. Dadurch lassen sich interessante Eigenschaften wie die Substratspezifität, die Selektivität, lösungsmittelbedingte Konformationsänderungen oder die Stabilität von Proteinkomplexen verstehen. Die Verknüpfung von datengetriebener und mechanistischer Modellierung erlaubt es, neue Enzyme aufzufinden und bekannte Enzyme durch Aminosäureaustausche zu verbessern.
This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
Literatur
Dror, R. O., Dirks, R. M., Grossman, J. P., Xu, H., Shaw, D. E. Biomolecular simulation: a computational microscope for molecular biology. Annu. Rev. Biophys. 41, 429–52 (2012).
Lawrenz, M., Shukla, D., Pande, V. S. Cloud computing approaches for prediction of ligand binding poses and pathways. Sci. Rep. 5, 7918 (2015).
Lindorff-Larsen K., Piana S., Dror R.O., Shaw D.E. How fast-folding proteins fold. Science 334:517-520 (2011).
Martí-Renom, M. A., Stuart, A.C., Fiser. A., Sánchez, R., Melo, F., Sali, A. Comparative protein structure modeling of genes and genomes. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct 29, 291–325 (2000).
Orry, A. J. W., Abagyan, R. Homology Modeling. 857, (Humana Press, 2012).
Sousa, S. F., Ribeiro, A.J., Coimbra, J.T., Neves, R.P., Martins, S.A., Moorthy, N.S., Fernandes, P.A., Ramos, M.J. Protein-ligand docking in the new millennium-a retrospective of 10 years in the field. Curr. Med. Chem. 20, 2296–314 (2013).
Vogel, C., Pleiss, J. The modular structure of ThDP-dependent enzymes. Proteins 82, 2523–2537 (2014).
Widmann, M., Radloff, R., Pleiss, J. The Thiamine diphosphate dependent Enzyme Engineering Database: a tool for the systematic analysis of sequence and structure relations. BMC Biochem. 11, 9 (2010).
Zhang, Y. Template-based modeling and free modeling by I-TASSER in CASP7. Proteins Struct. Funct. Bioinform. 69, 108–117 (2007).
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Editor information
Editors and Affiliations
Rights and permissions
Copyright information
© 2018 Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature
About this chapter
Cite this chapter
Fademrecht, S., Pleiss, J. (2018). Enzymmodellierung: von der Sequenz zum Substratkomplex. In: Jaeger, KE., Liese, A., Syldatk, C. (eds) Einführung in die Enzymtechnologie. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-57619-9_3
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-57619-9_3
Published:
Publisher Name: Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg
Print ISBN: 978-3-662-57618-2
Online ISBN: 978-3-662-57619-9
eBook Packages: Life Science and Basic Disciplines (German Language)