Dokument: Molecular Modelling Studie zur spezifischen Keratinbindung

Titel:	Molecular Modelling Studie zur spezifischen Keratinbindung
Weiterer Titel:	Molecular modelling study on specific keratin-binding
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=8509
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20080825-105937-1
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Volkmar, Matthias [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 4,63 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 16.07.2008 / geändert 16.07.2008
Beitragende:	Prof. Dr. Dr. h.c. Höltje, Hans-Dieter [Gutachter] PD Dr. Schleifer, Klaus-Jürgen [Gutachter]
Stichwörter:	protein protein interactions proteinwechselwirkungen keratin binding keratinbindung
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Die vorliegende Arbeit untersuchte die bindenden Wechselwirkungen auf molekularer Ebene zwischen KBD-B, einem globulären Protein aus der Plectinfamilie und stabförmigen IF-Proteinen aus der Familie humaner Intermediärfilamente. Die dazu benötigten atomaren Strukturmodelle wurden im Fall der KBD-B durch die Vervollständigung eines nichtaufgelösten „loop“-Bereichs der Kristallstruktur 1LM7 erhalten. Die Strukturmodelle der IF-Proteine wurden durch „homology modelling“ generiert. Die Ausgangslage zur Erforschung der Protein-Protein-Interaktionen war in diesem Fall besonders schwierig, da es keine experimentellen Daten gab, welche das Proteininterface beider Wechselwirkungspartner näher einschränkte. Aus der theoretischen bzw. „computational chemistry“ unterstützten Betrachtungsweise resultierte zunächst eine Hypothese von der Bindungsregion auf der KBD-B. Diese Region erschien aufgrund der guten „shape“-Komplementarität besonders geeignet zu sein, mit den stabförmigen „coiled coil“-Bereichen der IF-Proteine stabile Proteinwechselwirkungen ausbilden zu können. Auf der Basis dieser Vorstellung wurden Vorschläge für Mutationen abgeleitet, welche zu einer Störung in der Proteininteraktion und somit zu einer Verringerung der Bindungsaffinität führen sollten. Diese Hypothese konnte anschließend durch Mutations/Bindungsstudien des Kooperationspartners BASF experimentell verifiziert werden. Im weiteren Verlauf wurde nach einer potentiellen Bindungsstelle der gefundenen KBD-B-Bindungsregion an IF-Proteinen gesucht. Hierzu wurde die gleichmäßige, stabförmige Oberfläche der IF-Proteine nach komplementären molekularen Wechselwirkungsfeldern abgesucht. Die Komplementarität von apolaren Bereichen, welche einen starken „Hydrophoben Effekt“ bedingen, war dabei das entscheidende Suchkriterium. Elektrostatische und sterische Eigenschaften wurden ebenso berücksichtigt. Eine in dieser Hinsicht besonders attraktive Wechselwirkungsgeometrie konnte letztendlich definiert werden. Die daraus abgeleiteten Mutationsvorschläge für verbesserte Bindungseigenschaften möchte der Kooperationspartner BASF durch ein Patent schützen lassen. The present dissertation examined the binding interaction at molecular level between KBD-B, a globular protein from the plectin family and stick-shaped IF proteins from the family of human intermediate filaments. The required atomic structural models were received in case of the KBD-B by the completion of a missing loop region in the crystal structure 1LM7. The structural models of the IF proteins were generated by homology modelling. In this case the situation for starting the investigation of the protein protein interactions was especially difficult, because there was no experimental data which limited the protein interface of both interaction partners in more detail. The resulting first hypothesis for the interaction region on the KBD B was based on a „computational chemistry “ aided approach. This region seems to be able to form stable protein protein complexes with stick-shaped coiled coil regions of the IF proteins due to good shape complementarity. Based on this assumption suggestions were derived for the mutations which should lead to a disturbance in the protein protein interaction and therefore to a reduction of the binding affinity. Subsequently this hypothesis could be verified by mutations/affinity studies of the cooperation partner BASF experimentally. Next it was searched for a potential binding site of the detected KBD-B interface in IF proteins. For this purpose the homogenous, stick-shaped surface of the IF proteins was investigated for complementary molecular interaction fields. The complementarity of apolar molecular fields which presumably cause a strong hydrophobic effect was the determining searching criterion. Electrostatic and steric qualities were also taken into consideration. Finally an interaction geometry especially attractive in this regard could be defined. The cooperation partner BASF would like to protect by patent the derived mutation suggestions for improved affinity qualities.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Pharmazie » Pharmazeutische und Medizinische Chemie
Dokument erstellt am:	16.07.2008
Dateien geändert am:	16.07.2008
Promotionsantrag am:	03.04.2008
Datum der Promotion:	28.04.2008