Protein ? Disassembly im Verlauf der endosomalen Prozessierung

Diskussion Seite 153
4.3.2 Molecular Modelling Algorithmen
Alle jetzigen komparativen Modelling Methoden vollziehen vier sequentielle Schritte
[189]. Der erste Schritt beinhaltet, verwandte Proteine mit bekannten 3D – Strukturen
zu ermitteln. Im zweiten Schritt wird die Zielsequenz mit den bekannten Strukturen „a-
ligned“ und die Template – Strukturen ausgewählt. Als nächstes wird ausgehend vom
Alignment ein Strukturmodell für die „Target“ – Sequenz errechnet. Als letzter Schritt
wird das berechnete Modell nach einer Vielzahl von Kriterien evaluiert. Wenn nötig, wird
das Alignment korrigiert und die Schritte solange wiederholt, bis ein zufriedenstellendes
Modell errechnet wurde.
Der Hauptunterschied der verschiedenen komparativen Modelling – Methoden liegt im
Algorithmus für die Berechnung des 3D – Models ausgehend vom Alignment. Hier lassen
sich drei grundsätzliche Methoden unterscheiden: Modelling using rigid-body assembly,
Modelling by segment matching und Modelling by satisfaction of spatial restraints [190].
Die Rigid-Body Methode konstruiert das Modell aus wenigen Core – Regionen und die
Loops und Seitenketten von verwandten Strukturen. Der Zusammenbau des Modells
passt die Rigid-Bodies in ein sogenanntes Gerüst ein, das durch den Durchschnitt der
Backbone Cα - Atome der konservierten gebildet wird [191].
Die Segment-matching Methode beruht auf approximierten Positionen der konservierten
Atome der Templates. Ausgehend von diesen Positionen werden die anderen Atomkoor-
dinaten errechnet. Hierbei wird eine Datenbank genutzt, die kurze Segmente von Struk-
turen, Energie oder geometrische Regeln enthält [192].
Die in dieser Arbeit genutzte Methode gehört zur dritten Gruppe und ist im Programm
Modeller implementiert worden [193]. Hierbei werden räumliche Beschränkungen erfüllt,
die aus dem Alignment der „Template“ – Strukturen mit der „Target“ – Sequenz abgeleitet
werden. Hierbei werden vor allem Distanz- und dihedrale Winkelbeschränkungen be-
rücksichtigt. Das Modell wird dann durch Optimierung der Objekt – Funktion errechnet.
4.3.3 Qualität der komparativen Modelling Methoden
Das komparative Modelling ist zur Zeit die einzige Methode, die Modelle mit einem R.M.S
(Quadratwurzelfehler) – Fehler kleiner als zwei Å ergibt [194]. Die typischen Struktur-
fehler lassen sich in vier Kategorien unterteilen: Fehler in der Anordnung der Seitenket-
ten, Verzerrungen in homologen Regionen (z.B. Loops, Helices), Fehler bei Insertionen