Flexible protein-protein-docking: Development of new scoring functions and application to biologically important protein-protein interactions - Flexibles Protein-Protein-Docking

• Applicant: Professor Dr. Martin Zacharias
• Subject Area: Biochemistry
• Term: from 2004 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5431178

Für fast alle biologischen Prozesse sind Protein-Protein-Wechselwirkungen von essentieller Bedeutung. Um diese biologischen Prozesse genau zu verstehen und spezifisch beeinflussen zu können, benötigt man die Kenntnis der drei-dimensionalen (3D) Struktur des Protein-Protein-Komplexes. Nur wenige Protein-Protein-Komplexe sind bisher experimentell bestimmbar. Daher hat die theoretische Vorhersage der 3D-Geometrie von Protein-Komplexen oder Multidomänproteinen große Bedeutung. Bisherige Ansätze, die den Einfluss von Konformationsänderungen bei der Komplexbildung vernachlässigen, führen nicht zu befriedigenden Vorhersagen. Ein von uns entwickelter Protein-Protein-DockingAnsatz gestattet die effiziente Einbeziehung der Flexibilität von Aminosäureseitenketten beim Docking und hat sich zur Strukturvorhersage von Protein-Protein-Komplexen bereits bewährt. Die Methode soll zur besseren Berücksichtigung der Flexibilität von Proteinloopregionen weiterentwickelt werden und ein stochachstisches Suchverfahren implementiert werden. Es soll soweit optimiert werden, dass auch realistische Dockingsimulationen an Proteinmodellstrukturen (mit möglichen Strukturfehlern) möglich werden. Die Dockingmethode soll hauptsächlich zur Vorhersage der Struktur von Antikörper-Antigen-Komplexen und zur Vorhersage der 3D-Domänstruktur von Multidomänproteinen genutzt werden. Die Antigen-Antikörper-Komplexmodelle sollen zu einer Datenbank realistischer Komplexstrukturen zusammengeführt werden. Neben der Verbesserung der Vorhersage von Protein-Protein-Interaktionsgeometrie soll auch ein besseres Verständnis der Bildungskinetik und Spezifität von Protein-Protein-Komplexen erzielt werden.

• DFG Programme: Research Grants