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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:bsz:291-scidok-46075
URL: http://scidok.sulb.uni-saarland.de/volltexte/2012/4607/


Storing and analysing biomolecular contacts

Speicherung und Analyse von biomolekularen Kontakten

Walter, Peter

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SWD-Schlagwörter: Bioinformatik , Maschinelles Lernen , Multiproteinkomplex , Kleines Molekül , Kinetik , Datenbankverwaltung
Freie Schlagwörter (Deutsch): Protein-Protein Interaktion , Datenbank , Liganden
Freie Schlagwörter (Englisch): bioinformatics , machine learning , protein complex , small molecule , kinetics , database system
Institut: Fachrichtung 8.3 - Biowissenschaften
Fakultät: Fakultät 8 - Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät III
DDC-Sachgruppe: Biowissenschaften, Biologie
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Helms, Volkhard (Prof. Dr.)
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 16.01.2012
Erstellungsjahr: 2011
Publikationsdatum: 28.02.2012
Kurzfassung auf Englisch: Biomolecular contacts play a crucial role in all areas of life. In particular, protein-protein (PP) interactions are essential for most processes in biological cells. Antigen-antibody recognition, enzyme substrate binding, hormone receptor binding, RNA splicing, DNA replication and signal transduction are just some examples for the rich variety of PP interactions. In the last years modern proteomic methods have helped to get a better understanding of the complexity within living cell and organism. More and more sequences of unknown proteins are deciphered, their function is revealed, structural details are detected and the interaction in the complex network of biological processes is uncovered. Contacts between proteins and small molecules (PL) describe the second important group for biomolecular contacts and play an essential role for drug design. The vast increase of such information necessitates the application of databases for easy handling and analysis of data. We created a database covering PP as well as PL interactions for which structural data are available. Using the database, we performed a number of analyses concerning features of protein-protein complexes, in particular the group of obligate and non-obligate interactions. Combining information from PP and PL complexes, we generated a prediction method for binding sites of small molecules on PP interface sites. Finally, we tested the applicability of features of PP interactions for the prediction of their kinetic parameters.
Kurzfassung auf Deutsch: Kontakte zwischen Biomolekülen spielen eine wichtige Rolle in allen Bereichen des lebenden Organismus. Insbesondere Protein-Protein Interaktionen (PP sind für die meisten Prozesse innerhalb der Zelle erforderlich. Die Antigen-Antikörper Erkennung, Enzym-Substrat Bindung, Bindung eines Hormons an seinen Rezeptor, Spleißen von RNA, DNA Replikation und Signaltransduktion sind nur einige Beispiele für die große Vielfalt an PP Interaktionen. In den vergangenen Jahren haben moderne Methoden aus dem Bereich der Proteomik dazu beigetragen, das Verständnis der Komplexität innerhalb der lebenden Zelle und des Organismus zu verbessern. Die Zahl an entschlüsselten Proteinsequenzen steigt beständig an, ihre Funktion wird erfaßt, strukturelle Details werden aufgedeckt und ihr Beitrag im Netzwerk der biologischen Prozesse wird durchleuchtet. Kontakte zwischen Proteinen und kleinen Molekülen bzw. Liganden (PL) stellen die zweite wichtige Gruppe an biomolekularen Kontakten dar und spielen eine wesentliche Rolle für die Entwicklung neuer Arzneistoffe. Der immense Anstieg derartiger Informationen erfordert den Einsatz von Datenbanken zur einfachen Handhabung und Auswertung der Daten. Wir erstellten eine Datenbank, die sowohl PP als auch PL Interaktionen umfasst und für die strukturelle Informationen vorhanden sind. Unter Zuhilfenahme dieser Datenbank führten wir Analysen zu Eigenschaften von Protein-Protein Komplexen, insbesondere zur Gruppe der obligaten und nicht-obliagate Interaktionen, durch. Indem wir Informationen aus PP und PL Komplexen miteinander kombinierten, schufen wir eine Vorhersagemethode für Bindungsstellen von kleinen Molekülen auf PP Oberflächen. Schließlich untersuchten wir physiko-chemische Merkmale von PP Interaktionen zur Vorhersage ihrer kinetischen Parameter.
Lizenz: Veröffentlichungsvertrag für Dissertationen und Habilitationen der Fakultät 8

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