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.
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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).
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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
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