Anwendung des Invariomansatzes zur kleinste-Quadrate Verfeinerung von organischen Kristallstrukturen, speziell makromolekularen Protein- und Antibiotikastrukturen; Bestimmung von wichtigen Eigenschaften solcher Systeme; Weiterentwicklung des Invariomansatzes quantenchemischer Näherungsverfahren solcher Moleküle

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Birger Dittrich
• Fachliche Zuordnung: Analytische Chemie
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 46547255

Hochaufgelöste makromolekulare Kristallographie ist ein junges Forschungsgebiet, das großes Interesse erregt [1–3]. Versuche, eine Multipolverfeinerung mit Datensätzen ultrahoher Auflösung durchzuführen, beschränkt die Zahl der aktuell einer genauen Auswertung zugänglichen Datensätze (< 20) allerdings massiv. In diesem Forschungsprojekt wird mit dem Invariomansatz ein Weg aufgezeigt, wie eine deutlich größere Anzahl von Proteinstrukturen (ca. 400) als bisher einer genauen Analyse zugänglich gemacht und deren Qualität zudem stark verbessert werden kann. Gleichzeitig soll die Verfeinerung mit asphärischen Streufaktoren als Standardmethode für die Verfeinerung von organischen Verbindungen etabliert und auf Peptid- und Glykopeptidantibiotika angewendet werden. Routinemäßig kann so eine Fülle von zusätzlicher Information —wie z.B. eine verbesserte Geometrie, sinnvolle Verschiebungsparameter und das elektrostatische Potential— erhalten werden. Durch eine tiefere Einsicht in biologische Funktion auf molekularer Ebene soll ein grundlegender Beitrag zur strukturbasierten Wirkstoffforschung [4,5] geliefert werden. Parallel zur Anwendung auf größere Strukturen sollen methodische Verbesserungen des Invariomansatzes erreicht werden, besonders die Einbeziehung der Interaktionsdichte und die Verwendung einer quantenchemischen Elektronendichtebeschreibung.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen