Studies on the Crystallographic Phasing of Proteins: Substructure Validation and MAD-phased Electron Density Maps at Atomic Resolution
Studien zur kristallographischen Phasierung von Proteinen: Substruktur-Validierung und MAD-phasierte Elektronendichtekarten bei atomarer Auflösung
von Fabio Dall'Antonia
Datum der mündl. Prüfung:2003-11-06
Erschienen:2004-01-09
Betreuer:Prof. Dr. George M. Sheldrick
Gutachter:Prof. Dr. George M. Sheldrick
Gutachter:Prof. Dr. Ralf Ficner
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Name:dallantonia.pdf
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Format:PDF
Description:Dissertation
Zusammenfassung
Englisch
X-ray crystallography is one of the most important methods in structural biology. The availability of heavy atom derivatives of proteins facilitates the application of the crystallographic MAD structure solution technique. Structural data of atomic resolution allow detailed statements about reaction mechanisms of enzymes. Aldose reductase belongs to a class of enzymes reducing Glucose to Sorbitol. The inhibition of this enzyme is relevant for the treatment of symptoms resulting from diabetes mellitus.In the present thesis, the structure of Aldose Reductase was determined by means of the MAD method. A structure refinement result at 0.9 Angstrom was confirmed with the experimental (MAD) electron density map. Thereby, multiple amino acid conformations and water networks were analyzed in detail.Furthermore, the thesis is concerned with the development and application of the software SitCom, which compares different heavy atom substructures of proteins systematically. The substructures are very important intermediate results of the MAD (and other) methods. Thus, SitCom contributes to the improvement of macromolecular structure solution. The application of the program yielded useful statements about recommended strategies when using the MAD technique.Weitere Sprachen
Die Röntgen-Kristallographie ist eine der
wichtigsten Methoden der Strukturbiologie.Die Verfügbarkeit Schweratom-derivatisierter
Proteine ermöglicht die Anwendung des
kristallographischen MAD-Strukturlösungsverfahrens. Das
Vorhandensein atomar aufgelöster Strukturdaten erlaubt
hierbei detaillierte Aussagen über Reaktionsmechanismen
von Enzymen. Aldose Reductase gehört zu einer Klasse
von Enzymen, die Glucose zu Sorbitol reduzieren. Die
Inhibierung des Enzyms ist relevant fuer die Behandlung
von Diabetes-Folgesymptomen.In der vorliegenden Dissertation wurde die Struktur
von Aldose Reductase mittels der MAD-Methode bestimmt
und eine Strukturfeinerung bei 0.9 Angström Auflösung
wurde mittels der experimentell (MAD-) phasierten
Elektronendichtekarte bestätigt. Dabei konnten vor
allem strukturelle Fehlordnungen und Wasser-Netzwerke
detailliert analysiert werden.Weiterhin behandelt die vorliegende Dissertation die
Entwicklung und Anwendung des Computerprogramms SitCom,
welches Schweratom-Substrukturen von Proteinen, die
wichtige Zwischenergebnisse der MAD- (und anderer)
Methoden darstellen, systematisch vergleicht und somit
einen nicht unerheblichen Beitrag zur Verbesserung der
makromolekularen Strukturlösung darstellt. Die
Anwendung des Programms lieferte nützliche Aussagen
über empfohlene Strategien beim Gebrauch der
MAD-Methode.
Schlagwörter: Röntgenstrukturanalyse; MAD; Aldose Reductase; atomare Auflösung; Fehlordnung; Substruktur-Bestimmung; SitCom; 500 Naturwissenschaften allgemein