Flexibles Docking von Protein-Nukleinsäure-Komplexen

• Antragsteller: Professor Dr. Martin Zacharias
• Fachliche Zuordnung: Bioinformatik und Theoretische Biologie
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 121588779

Die Wechselwirkung zwischen Proteinen und Nukleinsäuren ist für viele biologische Prozesse essentiell. Für ein vollständiges Verständnis dieser Prozesse ist die Kenntnis der drei-dimensionalen Struktur der Protein-RNA- und Protein-DNA-Komplexe wichtig. Computer-basiertes Docking kann zur Erzeugung von Strukturmodellen genutzt werden, wenn die experimentelle Bestimmung zu aufwendig oder gar nicht möglich ist. Während der ersten Projektperiode gelang es ein vergröbertes Modell für RNA und DNA und eine effiziente Bewertungsenergiefunktion zu entwickeln, die mit dem ATTRACT-Dockingprogramm der Zacharias-Gruppe einsetzbar ist. In der zweiten Projektperiode soll das Problem der effizienten und genügend realistischen Berücksichtigung von Konformationsänderungen bei der Binding angegangen werden. Dazu soll ein verbessertes elastisches Netzwerkmodell für die Beschreibung der Flexibilität von Nukleinsäuren weiterentwickelt werden. Weiterhin soll versucht werden, beim systematischen Docking verschiedene vergröberte Modelle miteinander zu kombinieren, um dabei den Vorteil der glatteren Energielandschaft grober Modelle mit der höheren Selektivität der Energiefunktion bei atomarer Auflösung zu vereinigen. Darüber hinaus soll versucht werden, Konformationsänderungen an Protein-Nukleinsäure-Binderegionen durch diskrete Konformationszustände aus bekannten Strukturen anzunähern. Die Ansätze sollen angewendet werden, um neben Paaren auch Protein-Nukleinsäure-Komplexe aus mehreren Partnern zu modellieren auch unter Einbeziehung experimenteller Daten z.B. aus der Kryo-Elektronenmikroskopie.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen