Dokument: On the Combined Power of Simulation and Experiment to Model Protein Structure, Dynamics, Function and Assembly Mechanisms

Titel:	On the Combined Power of Simulation and Experiment to Model Protein Structure, Dynamics, Function and Assembly Mechanisms
Weiterer Titel:	Über die kombinierte Modellierungsleistung von Simulationen und Experimenten für Protein Strukturen, Dynamik, Funktion und Assemblierungsmechanismen
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=43264
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20170831-113621-9
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	M.Sc. Schillinger, Oliver [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 19,65 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 28.08.2017 / geändert 29.08.2017
Beitragende:	Jun.-Prof. Strodel, Birgit [Gutachter] Prof. Dr. Marian, Christel [Gutachter]
Stichwörter:	Molecular Dynamics, Simulation, MD, Protein Dynamics
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie
Beschreibungen:	Classical Molecular dynamics (MD) simulations and experimental methods used to study biomolecules, most notably proteins, can both complement and benefit each other. Many experimental techniques measure molecular properties indirectly, for instance, as changes in electromagnetic fields or through scattered photons. MD simulations, on the other hand, have direct access to the motions of each atom in a molecular system. However, they suffer from incomplete sampling of the phase space of the protein under study. Moreover, they are based on classical force fields, which involve certain approximations and parameterizations for the description of biomolecules. Nonetheless, over the past 40 years, thousands of MD simulations have been successfully applied to protein systems. In this dissertation, it is demonstrated in four independent projects, how experimental methods and MD simulations can be combined to arrive at new models of protein structures and dynamics and test hypotheses on molecular assembly mechanisms. Experimental observables are predicted from the raw MD data and compared with experimental data to assess the validity of the simulations, which in turn allow to make predictions from the MD data. Klassische Moleküldynamik (MD) Simulationen und experimentelle Methoden zur Erforschung von Biomolekülen, vor allem Proteinen, können einander ergänzen und voneinander profitieren. Viele experimentelle Methoden messen die Eigenschaften von Molekülen nur indirekt, zum Beispiel als Veränderungen in elektromagnetischen Feldern oder durch die Detektion gestreuter Photonen. MD Simulationen dagegen beschreiben die Bewegungen jedes Atoms in einem molekularen System direkt. Sie sammeln jedoch nur unzureichende Daten über den gesamten Phasenraum des untersuchten Proteins. Außerdem enthalten die klassischen Kraftfelder in MD Simulationen zahlreiche Annäherungen und ungenaue Parametrisierungen zur Beschreibung der Dynamik von Biomolekülen. Ungeachtet dessen sind MD Simulationen in den letzten 40 Jahren erfolgreich in tausenden Studien von Proteinen zur Anwendung gekommen. In dieser Dissertation wird in vier unabhängigen Projekten gezeigt wie experimentelle Methoden und MD Simulationen kombiniert werden können um neue Hypothesen zu Proteinstrukturen, -dynamik und Interaktionsmechanismen zu entwickeln und zu testen. Experimentelle Beobachtungen können aus den MD Rohdaten vorhergesagt und mit experimentellen Daten verglichen werden um die Korrektheit der Simulationen zu belegen und Vorhersagen zu machen.
Quelle:	eigene Arbeit
Rechtliche Vermerke:	keine
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Bezug:	2013 - 2017
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie » Theoretische Chemie und Computerchemie
Dokument erstellt am:	31.08.2017
Dateien geändert am:	31.08.2017
Promotionsantrag am:	14.06.2017
Datum der Promotion:	13.07.2017