Computer simulation or the molecular switch in GTPases

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Die Hydrolyse von GTP (Guanintriphosphat) durch GTPasen führt zu einem Wechsel von einer aktiven zu einer interaktiven Konformation über einen strukturellen ´molekularen Schalter`. Obwohl die Endzustände des Schalters durch Röntgenkristallographie und andere biophysikalische Verfahren gut beschrieben sind, sind der Reaktionsmechanismus der GTP-Hydrolyse und die strukturellen Änderungen, die den Konformationsweg (´conformational pathway`)beschreiben, nicht völlig aufgeklärt. Hier sollen diese Prozesse mittels Computersimulation an einer Reihe experimentell gut charakterisierter GTPasen untersucht werden. Eine Kombination quantenmechanischer/molekularmechanischer Methoden wird auf die Untersuchung des Reaktionsmechanismus in Ras GTPase und Homologe angewendet. Die Konformationswege der molekularen Schalter in mehreren GTPasen werden bestimmt und verglichen. Die Berechnungen sollten grundlegende Erkenntnisse zu den Mechanismen der GTPase-Funktion auf atomarer Ebene liefern und einen generellen Ansatz bieten, um zu einem theoretischen Verständnis katalyseabhängiger funktioneller Konformationsänderungen bei Enzymen zu gelangen.