V12/V13 Modellierung,Visualisierung,Validierung

A: Wireframe

B: Stick

C: Ball and Stick

D: Backbone

E: Ribbons

F: Cartoons

G: Spacefill

H: Surface

I: diverse Modi kombiniert

• Strukturdaten können Fehler enthalten.

• 3D-Strukturen sind im Gegensatz zu Sequenzdaten meistens nicht entweder richtig oder falsch, sondern es gibt oftmals fließende Übergänge

• Fehler beruhen häufig auf schwer interpretierbaren Primärdaten (z.B. Röntgenkristallographie: unscharfe

  Elektronendichten)

• Validierungsprogramme können mögliche Probleme in

  3D-Strukturen anzeigen

• Bindungslängen u. -Winkel, Torsionswinkel, Chiralität

• „Clashes“: Überschneidungen von Atomen

• Übereinstimmung mit Elektronendichtekarten (wenn vorhanden)

• Ist Ausbildung von Wasserstoffbrücken möglich?

• Ramachandran Plot: Analyse der f/y-Torsionen des Protein-

  Rückgrats

• Die dreidimensionale Struktur ist komplett durch seine As-Sequenz gegeben inklusive der Bildung der Disulfidbrücken (jedes Protein kann vollständig denaturiert und anschließend

  renaturiert werden).

• Chaperone liefern keine aktive Hilfe bei der Proteinfaltung, sondern stellen die optimalen Bedingungen für die Proteinfaltung zur Verfügung.

• Die dreidimensionale Struktur eines Proteins ist primär durch die Winkel im Ramachandran-Plot und den Winkeleinstellungen der Seitenketten gegeben.

• Könnte man pro Sekunde 1014 Konformationen ausprobieren, benötigt man für ein Protein mit 40 As 1018 Jahre um alle möglichen Konformationen auszuprobieren. Es muss daher ein Faltungsweg mit relativ niedriger Aktivierungsenergie existieren „folding tunnel“, die schnell zur

  nativen Faltung führen.

1. BLAST-Suche in Sequenzen der PDB-Proteine

2. Auswahl der Template-Struktur(en) anhand von

   • Sequenzähnlichkeit

   • Abdeckung der wichtigen Bereiche (wenn nur Teilstrukturen vorhanden sind)

   • Funktionsähnlichkeit

   • Qualität der Templates

3. Alignment der Sequenzen (oft als Multiple-Sequence Alignment mit weiteren ähnlichen Sequenzen)

4. Berechnung des 3D-Modells auf Basis von Template-Struktur(en) und Alignment

5. Validierung des Modells; evtl. Wiederholung vorheriger Schritte mit geänderten Parametern