Konformationsanalyse von Oligosacchariden im freien und gebundenen Zustand

Oligosaccharide, die an Proteine gebunden oder in Zellmembranen verankert sind, spielen eine wichtige Rolle bei der Wechselwirkung zwischen Zellen, Zellen und Viren bzw. Bakterien. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Simulations-Strategien und Analyse-Methoden entwickelt, die es ermöglichen, in effizienter Weise Konformationsanalysen von Oligosacchariden im solvatisierten freien und gebundenen Zustand durchzuführen. Eines der wichtigsten Ergebnisse der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung von neuen Strategien und Methoden zur Berechnung der relativen freien Enthalpien aller Konformationen eines potentiellen Liganden basierend auf Moleküldynamik(MD)-Simulationen. Freie Enthalpiedifferenzen lassen sich nur für Konformationen berechnen, die sich im Gleichgewicht befinden, daher wurde ein empirischer Parameter (EQ Faktor) entwickelt, der es erlaubt, das Erreichen des Konformationsgleichgewichts während einer MD-Simulation anzuzeigen. Es konnte weiterhin gezeigt werden, dass Hochtemperatur-MD-Simulationen (HTMD) mit Simulationstemperaturen bis zu 1000 K geeignet sind, um den Konformationsraum von Oligosacchariden im freien Zustand innerhalb einer CPU-Zeit von wenigen Tagen effizient zu durchsuchen und ein Gleichgewicht zwischen den Konformationen einzustellen. Die berechneten Konformationskarten der Freien Enthalpie sind über weite Temperaturbereiche reproduzierbar. Basierend auf der Temperaturabhängigkeit der mittleren Lebensdauer der Konformationen wurde ein Verfahren entwickelt um die Übergangsbarrieren zwischen den Konformationen aus Trajektorien-Daten zu berechnen (Arrhenius-Analyse). Durch eine detaillierte Wechselwirkungsanalyse eines repräsentativen Ensembles von MD-Strukturen ist es gelungen einen sinnvollen Strukturvorschlag für den Hevein-Chitotriose-Komplex zu machen. Weiterhin wurden NMR-Methoden eingesetzt um den Einfluss des Lösungsmittels (Wasser-DMSO-Mischungen) auf die Bindungsaffinität zu untersuchen.

Level thesis:degree_level

thesis.doctoral

Grantor dc:publisher

Universität Heidelberg

Year

2000

Author dc:creator

• Frank, Martin

Contributors dc:contributor

• Comba, Peter

Repository record source_url

http://www.ub.uni-heidelberg.de/archiv/605

OAI identifier oai:identifier

oai:archiv.ub.uni-heidelberg.de:605