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Angewandte Bioinformatik pp 77–93Cite as

Proteinstrukturen und Proteinstruktur-basiertes rationales Wirkstoffdesign

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Zusammenfassung

Proteine sind Makromoleküle, deren Monomereinheiten die 20 natürlich vorkommenden Aminosäuren sind. Die Verknüpfung der Aminosäuren zum Polypeptid geschieht unter Wasserabspaltung und Ausbildung einer Peptidbindung (s. Kap. 1). Polypeptide können sehr unterschiedliche Längen aufweisen, die zwischen drei und mehreren hundert Aminosäuren liegen. Die Sequenz, d. h. die Abfolge der Aminosäuren eines bestimmten Proteins, die auch als Primärstruktur bezeichnet wird, ist genetisch festgelegt. Sie wird während der Translation entsprechend der Informationen der mRNA aufgebaut.

Die Eigenschaften der gestreckten Polypeptidkette entsprechen einem Querschnitt der Eigenschaften der beteiligten Aminosäuren, d. h. die Funktion des jeweiligen Proteins kann nicht ausschließlich von der Primärstruktur determiniert sein. Gestreckte Polypeptidketten falten sich unter Ausbildung der Sekundärstrukturelemente i. d. R. spontan zu dreidimensionalen Strukturen. Die Sekundärstruktur besitzt zwei Hauptstrukturmerkmale, die α‐Helix und das β‐Faltblatt. Verbunden sind diese Strukturelemente über Schleifen (Loops), die aus nichtrepetitiven Elementen, den Kehren (Turns) aufgebaut sind. Die Gesamtanordnung aller Sekundärstrukturen wird Tertiärstruktur eines Proteins genannt. Besteht ein Protein aus mehreren Proteinuntereinheiten, so bezeichnet man die Assoziation der Untereinheiten zu einem funktionsfähigen Protein als Quartärstruktur.

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Authors and Affiliations

  1. Boehringer Ingelheim Vetmedica GmbH, Ingelheim am Rhein, Deutschland

    Paul M. Selzer

  2. MSD Animal Health Innovation GmbH, Schwabenheim, Deutschland

    Richard J. Marhöfer

  3. Fakultät für Chemie und Chemische Biologie, TU Dortmund, Dortmund, Deutschland

    Oliver Koch

Authors
  1. Paul M. Selzer
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  2. Richard J. Marhöfer
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  3. Oliver Koch
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Selzer, P.M., Marhöfer, R.J., Koch, O. (2018). Proteinstrukturen und Proteinstruktur-basiertes rationales Wirkstoffdesign. In: Angewandte Bioinformatik. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-54135-7_5

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