Zeitschrift für Angewandte Bioinformatik und Computational Biology

Homologiemodellierung

Homologiemodellierung, auch vergleichende Proteinmodellierung genannt, bezieht sich auf die Entwicklung eines nuklearen Bestimmungsmodells des „objektiven“ Proteins aus seiner Aminosäuresequenz. Bei der Homologiemodellierung testen wir die dreidimensionale Struktur eines verwandten homologen Proteins (das „Layout“). Der Begriff „Homologiedemonstration“, auch „ähnliche Anzeige“ oder „formatbasierte Anzeige“ (TBM) genannt, bezieht sich auf die Demonstration einer 3D-Struktur eines Proteins unter Verwendung einer bekannten, vorläufig festgelegten Struktur eines homologen Proteins als Vorlage

Eine Proteinstruktur ist immer eine große Hilfe bei der Untersuchung der Proteinkapazität, Entwicklung, Zusammenarbeit mit Liganden und anderen Proteinen und sogar innerhalb der pharmazeutischen Industrie bei der strukturbasierten Arzneimitteloffenlegung und Arzneimittelbeschreibung. Die Homologiedarstellung kann Atomforschern und organischen Chemikern „niedrig determinierte“ Strukturen liefern, die ausreichende Informationen über den räumlichen Verlauf essentieller Ablagerungen im Protein enthalten und die Grundlage für neue Untersuchungen bilden können

Beispielsweise könnte der Überblick über ortskoordinierte Mutageneseanalysen erheblich verbessert werden, wenn solche Modellstrukturen mit „niedriger Bestimmung“ verwendet werden könnten. Die Versuchsdarstellung einer Proteinstruktur kann häufig durch Probleme bei der Beschaffung einer ausreichenden Proteinmenge (Klonierung, Expression und Dekontamination von Milligrammmengen) oder durch Herausforderungen im Zusammenhang mit der Kristallisation verzögert werden, und sogar der kristallographische Teil des Proteins kann zu einer Quelle von Problemen werden. Vor diesem Hintergrund ist es nicht verwunderlich, dass Systeme, die die Vorhersage der Proteinstruktur verwalten, stark an Bedeutung gewonnen haben. Unter diesen Techniken liefert die Strategie zur Homologieanzeige in den meisten Fällen das zuverlässigste Ergebnis. Der Einsatz dieser Technik erfolgt vor dem Hintergrund der Annahme, dass zwei Proteine, die zur gleichen Familie gehören und vergleichbare Aminogruppensequenzen aufweisen, vergleichbare dreidimensionale Strukturen aufweisen.