Spektrum Spezial: Datengetriebene Wissenschaft: Das biomolekulare Erkennungspuzzle
Proteine sind die Funktionsträger des Lebens. Ihre Wechselwirkungen miteinander und mit
anderen Biomolekülen sorgen dafür, dass Zellen ihre Aufgabe im Organismus erfüllen. Um
diese Wechselwirkungen besser zu verstehen, setzen Forscher zunehmend rechnergestützte
Methoden ein. Computersimulationen von Proteininteraktionen leisten auch einen immer
wichtigeren
Beitrag zum Design von Wirkstoffen gegen Krankheiten und in der Biotechnologie.
In einer Zelle wimmelt es geradezu von
großen und kleinen Molekülen, die
ständig in Bewegung sind. Wie finden
und erkennen sie in diesem Gewirr ihre
jeweiligen Bindungspartner? Wie können sie
mit mehreren anderen Molekülen zusammen
Komplexe bilden? Und wie kommt es, dass
manche dieser Vorgänge schnell und andere
langsam ablaufen? Bei der Suche nach Lösungsstrategien
für das Puzzle der biomolekularen
Erkennung helfen neben ausgeklügelten
Experimenten und biochemischen Untersuchungen
vermehrt Berechnungen und Simulationen
am Computer. Mit ihnen befassen
wir uns in der Arbeitsgruppe "Molekulare
und zelluläre Modellierung" am Heidelberger
Institut für Theoretische Studien.
Betrachten Sie zum Beispiel ein Puzzle aus 2000 Teilen, das ein Schloss in einer schönen Landschaft zeigt. Einige Plättchen lassen sich ganz einfach platzieren: Flaggen, Turmspitzen oder auch Mauerkanten. Bei anderen hilft nur geduldiges Probieren. Das gilt etwa für grünliche oder bräunliche Teile, die zu den Bäumen im Wald gehören, oder für solche in den verschiedenen Blautönen des Himmels.
Bei der Bindung zwischen Biomolekülen spielt wie im Puzzle die Passform eine wesentliche Rolle...
Betrachten Sie zum Beispiel ein Puzzle aus 2000 Teilen, das ein Schloss in einer schönen Landschaft zeigt. Einige Plättchen lassen sich ganz einfach platzieren: Flaggen, Turmspitzen oder auch Mauerkanten. Bei anderen hilft nur geduldiges Probieren. Das gilt etwa für grünliche oder bräunliche Teile, die zu den Bäumen im Wald gehören, oder für solche in den verschiedenen Blautönen des Himmels.
Bei der Bindung zwischen Biomolekülen spielt wie im Puzzle die Passform eine wesentliche Rolle...
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