Konformationsanalyse von nicht-kanonischen Strukturmotiven in RNA

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Funktioneller Bestandteil vieler RNA-haltiger biologischer Molekülkomplexe sind nicht-kanonische RNA-Strukturen (z.B. Nicht-Watson-Crick gepaarte Bereiche, Extra-Nukleotide, etc.). Die Kenntnis der dreidimensionalen (3D) Struktur und Energetik dieser RNA-Strukturen ist essentiell für ein Verständnis ihrer Funktion. Ziel des Projekts ist es, das Verständnis der Strukturbildung von RNA zu erweitern und Methoden der Computer-gestützten 3D-Strukturvorhersage und Konformationsanalyse von nicht-kanonischen Motiven in RNA zu verbessern. Es soll die Generierung von möglichen Strukturen für ein gegebenes Motiv so weit entwickelt werden, daß in kurzer Zeit eine große Zahl sterisch erlaubter Konformationen systematisch erzeugt und bewertet werden kann. Die energetische Bewertung der Strukturen soll bei atomarer Auflösung erfolgen mit einer impliziten Berücksichtigung des Lösungsmittels und Ionen basierend auf dem Poisson-Boltzmann Ansatz. Es sollen zunächst biologisch interessante Motive mit bekannter Struktur behandelt werden, um die Genauigkeit des Ansatzes zu prüfen. In einer zweiten Phase soll der Einfluß von Mutationen auf die Struktur und Energetik bekannter RNA-Strukturmotive untersucht werden. Darüberhinaus sollen Strukturvorschläge für Motive mit noch nicht bekannter 3D-Strutur gemacht werden. Als ein langfristiges Ziel sollen Konformationen niedriger Energien zusammen mit experimentell bestimmten Konformationen zu einer Strukturbibliothek für nicht-kanonische RNA-Motive zusammengefaßt werden.