Protein ? Disassembly im Verlauf der endosomalen Prozessierung

Diskussion Seite 152
4.3 „Molecular Modelling“ -Methoden
Das komparative Protein – Modelling nutzt experimentell ermittelte Proteinstrukturen als
„Templates“ um die Konformation eines anderen, sogenannten „Target“ - Proteins mit
homologer Aminosäuresequenz vorauszusagen [186]. Diese Annäherung ist möglich, da
eine kleine Änderung in der Sequenz normalerweise nur zu kleinen Änderungen in der
dreidimensionalen Struktur führt [187]. Die Molecular Modelling Programme beruhen
zur Zeit auf newtonschen Algorithmen.
4.3.1 Klassische Mechanik beim Molecular Modelling
Systeme auf atomarer Ebene gehorchen im allgemeinen mehr den Gesetzen der Quan-
ten- als den der klassischen Mechanik. Demzufolge müsste stets die Schrödinger - Glei-
chung für solche Systeme gelöst werden. Dies ist zur Zeit nur für wenige Atome und de-
ren Elektronen möglich. Daher wird als Näherung stets ein klassischer Ansatz gewählt.
In der newtonschen Mechanik kann ein Partikel jede Energie aus einem Kontinuum von
Energiewerten annehmen. In der Quantenphysik ist die Energie dagegen gequantelt und
kann nur diskrete Energiewerte annehmen. Bei sehr niedrigen Temperaturen sind die
Abstände zwischen den einzelnen, diskreten Energien größer als die thermische Energie.
Daher kann das System bei diesen Temperaturen nur wenige Zustände einnehmen. Mit
steigender Temperatur werden immer mehr Zustände thermisch erreichbar. Die „Dis-
kretheit“ der einzelnen Zustände wird dabei immer unschärfer und das System verhält
sich nach klassischen Gesetzen [188].
Für einen klassischen Oszillator sind die gequantelten Energien separiert durch ΔE=hf
mit h als Plank´sche Konstante und f als die Frequenz der harmonischen Schwingun-
gen. Klassisches Verhalten wird erreicht bei Temperaturen für die kBT >>hfmitkB als
Boltzmann – Konstante und kBT = 0,6 kcal/mol bei 300 K. Setzt man hf = 0,6 kcal/mol
so ergibt sich f = 6,25/ps. Damit ist für Bewegungen mit charakteristischen Zeiten von
ps oder länger bei Raumtemperatur die klassische Mechanik als Approximation ausrei-
chend.