Integrierte Computersimulation von Protein-Protein-Assoziationsprozessen

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Protein-Protein-Assoziationsprozesse gehören zu den grundlegenden Vorgängen in biologischen Zellen. In diesem theoretischen Projekt streben wir ein tieferes Verständnis der molekularen Vorgänge bei der Assoziation bzw. Dissoziation zweier Proteine an. Durch umfangreiche Molekulardynamiksimulationen mit sanften äußeren Zwangskräften ( force probe bzw. steered MD ) sollen die Systeme Barnase:Barstar und Adrenodoxin:Adrenodoxin-Reduktase untersucht werden. Wir werden durch getrennte Betrachtung der Assoziation und Dissoziation Effekte des induzierten Fits für die Proteinseitenketten und für die Organisation des Solvens an den Bindungsschnittstellen charakterisieren. Zusammen mit früheren Brownschen-Dynamik-Simulationen unserer Arbeitsgruppe für diese Systeme, die die Assoziation bis in den Encounter-Komplex bei etwa 0.5 - 1 nm Separation der beiden Proteine gut beschreiben können, möchten wir damit erstmals die komplette Energielandschaft für die Wechselwirkung zweier Proteine charakterisieren. Damit erhoffen wir uns fundamentale Einblicke in die molekularen Ordnungsprozesse des Solvens an der Protein-Schnittstelle, eine Erklärung für die unterschiedlichen kon und koff-Raten durch Hystereseeffekte und wertvolle Erkenntnisse zur Entwicklung von Inhibitoren der Protein-Protein-Wechselwirkung.