MDCK-MRP2 - Dkfz

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Forschungsschwerpunkt B
Funktionelle und Strukturelle Genomforschung
mit strukturellen, biologischen und spektroskopischen Daten
mittels standardisierter, graphischer Benutzerführungen verfügbar.
Vorteile sind: a) der Zugriff auf die aktuellsten Daten
zumeist ohne zusätzliche Kosten b) eine für viele Anwendungen
sehr ähnliche, graphische und intuitiv bedienbare
Benutzeroberfläche sowie c) eine weit gehende Unabhängigkeit
von der jeweils vorhandenen Hardware-Konfigurationen,
so dass die Anwendungen von praktisch jedem Arbeitsplatzrechner
aus durchgeführt werden können. Aus
diesen Gründen sondieren und testen wir kontinuierlich
die über das WWW verfügbaren Angebote an spektroskopischen,
strukturellen und biologischen Daten und machen
sie in Form von Linksammlungen verfügbar [1-3].
Als Schwerpunkt betreiben wir eigenständige Entwicklungen
von Datenbanken und Anwendungen im Bereich der
Glykobiologie, in dem bisher nur wenige Angebote weltweit
verfügbar sind [4]. In Tabelle 1 sind die bisher in der
Arbeitsgruppe entwickelten Internet-Anwendungen und
Datenbanken aufgelistet.
Mit unseren WWW-Anwendungen im Bereich der Glykobiologie
beteiligen wir uns an dem US amerikanischen Consortium
for Functional Glycomics (web.mit.edu/glycomics/
consortium/). Ziel dieses Zusammenschlusses ist, die Funktion
von kohlenhydratbindenden Proteinen bei der interund
intrazellulären Kommunikation bzw. Signaltransduktion
zu entschlüsseln. Intrazelluläre Kommunikation ist von entscheidender
Bedeutung für verschiedene Aspekte der Immunologie,
bei Entstehung von Tumoren sowie der Bildung
von Metastasen. Eines der Ziele des Konsortiums ist
die Entwicklung von Datenbanken für menschliche kohlenhydratbindende
Proteine, kohlenhydrataufbauende Enzyme
und den in Geweben vorkommenden Glykanen zu erstellen.
Aufbauend auf unseren Methoden, verschiedene
Datenbanken über eine eindeutige Strukturbeschreibung
der Kohlenhydrate zu verknüpfen, sind wir intensiv an der
konzeptionelle Arbeit für die neu zu schaffenden Datenbanken
des Konsortiums beteiligt.
Die aktuellen Nutzungsstatistiken unserer WWW-Datenbanken
und Anwendungen (siehe www.dkfz-heidelberg.de/
spec/statistik/) belegen, dass die angebotenen Dienste von
Wissenschaftlern weltweit intensiv genutzt werden. In den
Jahren 2002/2003 wurden im Durchschnitt täglich mehr
B090
Zentrale Spektroskopie
DKFZ 2004: Wissenschaftlicher Ergebnisbericht 2002 - 2003
als 800 Seiten aus allen Teilen der Welt aufgerufen. In den
letzten 3 Jahren wurden mehr als 50.000 räumliche Glykanstrukturen
mit SWEET-II konstruiert und mehr als 10.000
Animationen von Molekülen mittels PDB2Multigif erzeugt.
Unsere Anwendungen sind in allen bekannten molekularbiologischen
Linksammlungen aufgeführt.
Mit der Realisierung des Projektes Dynamische Moleküle
wurde das weltweit erste, komplett Internet basierte Portal
geschaffen, mit dem die dynamischen Eigenschaften von
biologischen Makromoleküle mittels Molekular-Dynamik Simulationen
auf der atomaren Ebene untersucht werden können.
Das Portal erlaubt es, Glykanmoleküle zu konstruieren
und die gewünschten Simulationsbedingungen einzustellen.
Die Simulation, die sehr lange (Stunden bis Tage) dauern
können, werden auf einem Rechencluster der Abteilung
durchgeführt. Danach hat der Benutzer die Möglichkeit,
die ihn interessierenden Aspekte des dynamischen
Verhaltens im Detail auf atomarer Ebene auszuwerten.
Abb. 1: Web-Interface der Lipoxygenase Datenbank LOX-DB
[12]
Tabelle 1: Internet basierte Anwendungen und Datenbanken, die von der Zentralen Spektroskopie entwickelt wurden und unter der
URL www.dkfz.de/spec/ verfügbar sind.
Service Funktion / Aufgabe Referenz
SWEET-DB Zentrale Datenbank von Glykanstrukturen [5]
PDB2LINUCS Auffinden von Glykanen in der Protein Daten Bank [10]
Glycofragment Berechnung der Massen von Fragmentionen von Glykanen [9]
GlycoSearchMS Vergleich von Fragmenten mit experimentellen MS-Spektren Nucl Acid Res (eingereicht)
GlyPeps Erkennung von Glykanstrukturen in Glykoproteinen J Mass Spectrom 35 (2000) 1335
NMR-Search 1 13 H, C-NMR Suche für Glykanen In Vorbereitung
LINUCS Eindeutige Lineare Codierung von Glykanstrukturen Carbohydr Res 336 (2001) 1-11
LiGraph Konvertierung graphischer Darstellungen von Glykanen Carbohydr Res (eingereicht)
SWEET-II Berechnung der 3D-Strukturen von Glykanen Bioinformatics 15 (1999) 767
GlycoMaps DB Konformationskarten für glykosidischen Bindungen Nucl Acid Res (eingereicht)
GlyDict Generierung repräsentativer Ensembles von Glykankonformationen [7]
PDB2Multigif Darstellung bewegender Molekülen in Web-Browsern J Mol Modeling 4 (1998) 344
Dynamic Molecules Web Portal: dynamisches Verhalten von Makromolekülen [11]
Lox-DB Datenbank der Strukturen aller bekanten Lipoxygenasen [12]