Protein Modellierung - von der Sequenz zur Struktur

29.02.2016 - 03.03.2016, Erlangen

Im Hinblick auf steigende Kosten sowie experimentellen Aufwand gewinnt der Einsatz theoretischer Verfahren besonders in der pharmazeutischen und medizinisch-technischen Chemie zunehmend an Bedeutung. Aufgrund der Fülle der mittlerweile zur Verfügung stehenden Software für die verschiedensten Einsatzgebiete ist eine Spezialisierung auf Teilbereiche fast unumgänglich. Dabei kann zwischen makroskopischen Systemen (z.B. Proteine oder DNS) sowie kleinen Molekülen (organische und anorganische Verbindungen) unterschieden werden.

Den Teilnehmern dieses Kurses wird ein Überblick über aktuell in der Forschung verwendete theoretische Konzepte und Lösungsoptionen zur Beschreibung biologischer Makromoleküle gegeben. Dabei wird der Schwerpunkt auf die Behandlung von Proteinstrukturen gelegt. Ausgehend von einer gegebenen Aminosäuresequenz für ein Peptid oder Protein sollen Informationen über familiäre Zusammenhänge, mögliche Sekundärstrukturen bis hin zur dreidimensionalen Geometrie analysiert oder neu berechnet werden. Hierfür werden Methoden des Auffindens und Vergleichens homologer Sequenzabschnitte, des Sequenzalignments und der Strukturmodellierung auf Grundlage bekannter Geometrien homologer Systeme vorgestellt und diskutiert. Speziell für Proteine wird auf Verfahren wie Geometrieoptimierungen sowie zeitabhängige Untersuchungen via Moleküldynamik-Simulationen und deren Analysemöglichkeiten eingegangen. Besonderer Wert wird auf die Visualisierung von Proteinstrukturen und deren Eigenschaften gelegt. Der Einfluss des Alignments auf die resultierenden Strukturmodelle wird an praktischen Beispielen demonstriert.

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