Enzymatische Hydrolysemechanismen mit Computersimulationen verstehen

• Antragsteller: Professor Dr. Dominik Marx
• Fachliche Zuordnung: Biophysik ; Theoretische Chemie: Elektronenstruktur, Dynamik, Simulation
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 226972182

Die Hydrolyse von Guanosintriphosphat (GTP) und anderer Nukleotide durch spezifische Enzyme spielt eine wichtige Rolle in vielen Lebensprozessen. Trotz intensiver experimenteller und theoretischer Forschung einer Reihe solcher Proteine ist der Mechanismus der Nukleotidhydrolyse weiterhin weitgehend unbekannt. Das zu untersuchende Protein ist die GTPase “human guanylate binding protein 1” (hGBP1). Diese wurde ausgewählt, da sie eine besonders reichhaltige Reaktionssequenz aufweist, in der das aktive Zentrum zunächst GTP zu GDP und dann GDP zu GMP in zwei aufeinander folgenden Schritten hydrolysiert. Diese Eigenschaft, neben anderen, macht diese GTPase zu einem ausgezeichneten System, um katalytische Prozesse mit first principles-Methoden zu studieren. Daher ist das grundlegende Ziel des Projekts, die Reaktionsmechanismen der GTP- und GDP-Hydrolyseschritte im Detail aufzuklären, wobei moderne Multiskalentechniken zum Einsatz kommen, um die Mechanismen voll atomistisch bei Raumtemperatur im Protein aufzuklären.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen