Organismus

3D-Struktur von Biomolekülen vorhersagen

Wie funktioniert Leben auf der molekularen Ebene? Um diese Frage beantworten zu können, die für die Biologie, Pharmazie und Medizin von zentraler Bedeutung ist, muss man in einem ersten Schritt die dreidimensionale Struktur von Biomolekülen kennen. Denn Biomoleküle wie Proteine, DNS oder RNS sind die molekularen Maschinen in Zellen, die diverse Aufgaben wie Sauerstofftransport, Muskelaktivität oder das Speichern und Ausführen genetischer Information erfüllen.

Die räumliche Struktur von Biomolekülen wie Proteinen, DNS oder RNS ist...
Die räumliche Struktur von Biomolekülen wie Proteinen, DNS oder RNS ist entscheidend für ihre Funktion als „molekulare Maschinen“ in der Zelle
Quelle: Alexander Schug). (1501 KB, 4000 x 200

Entscheidend für die Funktion dieser mikroskopisch kleinen Maschinen ist ihre räumliche Struktur. So binden etwa bestimmte Proteine ihre „Zielsubstanz“ nur deshalb so hochspezifisch, weil diese genau – wie ein Schlüssel zum Schloss – in die aktive Bindungsregion des Proteins passt.

Die experimentellen Methoden zur Bestimmung der räumlichen Struktur von Biomolekülen sind mittlerweile zwar sehr ausgefeilt, unterliegen aber dennoch technischen Beschränkungen.

Die Forschungsgruppe um Alexander Schug vom Steinbuch Centre of Computing (SCC) am KIT hat einen alternativen Ansatz entwickelt, der auf statistischen Analysen großer Datenmengen von Biomolekülen aus verschiedenen Organismen beruht, die experimentell sehr leicht zu gewinnen sind. Algorithmen analysieren diese Daten auf Mutationsmuster, die eine Vorhersage der räumlichen Struktur ermöglichen. Diese Arbeiten wurden nun mit dem Forschungspreis von Google ausgezeichnet.

„Unsere Arbeit ist ein schönes Beispiel für die Interdisziplinarität in moderner Forschung: Wir haben Methoden aus der theoretischen Physik und Informatik auf eine Fragestellung der molekularen Lebenswissenschaften übertragen“, sagt Alexander Schug. „Wir erhoffen, dass unsere detaillierten Strukturvorhersagen aufgrund der Bedeutung von Biomolekülen für viele Krankheiten neben der Relevanz für die Grundlagenforschung auch in der pharmakologischen und medizinischen Forschung Anwendung finden werden.“


Quelle: Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

11.03.2016

Mehr aktuelle Beiträge lesen

Verwandte Artikel

Photo

Artikel • Tinte und Polymere

Medikamente aus dem Drucker für eine individualisierte Therapie

60 Prozent aller verabreichten Medikamente führen nicht zum gewünschten therapeutischen Effekt, zudem führt die Therapie mit Arzneimitteln allein in Deutschland zu etwa 50.000 Todesfällen pro…

Photo

News • Im Nanometermaßstab

Mikroskopietechnik ermöglicht 3D-Bildgebung mit Superauflösung

Ein Forschungsteam unter Leitung der Universität Göttingen kombiniert zwei Techniken, um isotropes Super-Resolution Imaging zu erreichen.

Photo

News • Preise für Patientensicherheit

Kurz innehalten, Behandlungsfehler vermeiden

Ein zweiter Blick, ein Moment verstärkter Aufmerksamkeit - oft reichen bereits Kleinigkeiten aus, um Fehler im klinischen Alltag zu vermeiden und die Sicherheit der medizinischen Behandlung zu…

Verwandte Produkte

3D printed pure tungsten anti-scatter grids

Accessories / Complementary Systems

Dunlee · 3D printed pure tungsten anti-scatter grids

Dunlee – Philips Medical Systems DMC GmbH
Alphenix Sky+

Single Plane

Canon · Alphenix Sky+

Canon Medical Systems Europe B.V.
Alphenix Sky+ High Definition Detector

Single Plane

Canon · Alphenix Sky+ High Definition Detector

Canon Medical Systems Europe B.V.
DVT-3D

Testing Devices

IBA Dosimetry · DVT-3D

IBA Dosimetry GmbH
Olympus – BX53LED

Microscopy

Olympus – BX53LED

Olympus Europa SE & Co. KG
Olympus – CX33

Microscopy

Olympus – CX33

Olympus Europa SE & Co. KG
Newsletter abonnieren