MD-Simulationen zur Aufklärung des molekularen Reaktionsmechanismus von Channelrhodopsin-2

In der neurobiologischen Disziplin Optogenetik spielt Channelrhodopsin-2 (ChR2) bei zahlreichen Anwendungen eine wichtige Rolle. Die Anzahl der Anwendungen überschreitet jedoch bei weitem die grundlegenden Kenntnisse zur Struktur und Funktion von ChR2. In dieser Arbeit wurden daher zunächst strukturelle Modelle von ChR2 entwickelt. Mit diesen Modellen wurden anschließend Molekulardynamik-Simulationen durchgeführt und die resultierenden Trajektorien hinsichtlich der Dynamik relevanter Residuen, der Protein internen Wassermoleküle und der Sekundärstrukturänderungen analysiert. In Kombination mit spektroskopischen und elektrophysiologischen Messungen wurde E90 als relevantes Residuum identifiziert und ein Mechanismus für die frühe Aktivierung von ChR2 auf atomarer Ebene erarbeitet. Ferner konnte gezeigt werden, dass das entwickelte E90-Helix2-Tilt-(EHT) -Modell als Grundlage für ein rationales Proteindesign weiterer ChR2 Varianten als optimierte optogenetische Werkzeuge dient.

Metadaten
Author:	Kirstin Diana Eisenhauer GND
URN:	urn:nbn:de:hbz:294-49502
Referee:	Klaus Gerwert ORCiD GND, Christian Herrmann ORCiD GND
Document Type:	Doctoral Thesis
Language:	German
Date of Publication (online):	2016/08/02
Date of first Publication:	2016/08/02
Publishing Institution:	Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:	Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Chemie und Biochemie
Date of final exam:	2016/06/24
Creating Corporation:	Fakultät für Chemie und Biochemie
GND-Keyword:	Molekulardynamik; Optogenetik; Ionenkanal; Proteindesign; Konformationsänderung
Institutes/Facilities:	Lehrstuhl für Biophysik
Dewey Decimal Classification:	Naturwissenschaften und Mathematik / Biowissenschaften, Biologie, Biochemie
faculties:	Fakultät für Chemie und Biochemie
Licence (German):	Keine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht

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