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Einleitung
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Unsere Aufgabe bestand darin Die beiden Protein 1HVR und 1AZM mit ihren Liganden mit Hilfe von Autodock 3.0 zu docken und die Ergebnisse mit den vorhandenen Kristallstrukturanalysen zu vergleichen. Hierzu haben wir die entsprechenden pdb Files von www.pdb.org verwendet. Diese mussten um korrekte Ergebnisse zu erzielen vor dem docken vorbereitet werden. Dazu zählt das Entfernen von freien Wassermolekülen um das Protein und die Entfernung der apolaren Wasserstoffe; die polaren dienen zur Berechnung der WBB. (genaueres siehe einzelne Proteine).
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Über Autodock
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Für die einzelnen Dockingläufe wurde Autodock 3.0 von 1998 verwendet. Die Energiefunktion von Autodock 3.0 lautet:
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Hierin sind Berücksichtigt:
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* H-Brücken
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* vdW-Wechselwirkungen
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* Elektrostatik
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* Entropie aus internen FG des Liganden
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* Solvatationsbeiträge
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Das besondere an Autodock ist nun dass diese Energiefunktion nicht zur Laufzeit des Dockings sondern schon im Voraus berechnet wird. Um die Berechnung zu beschleunigen wird zudem ein diskretes Gitter Über die Bindungsstelle gelegt und die Energien nun für die Einzelnen Gitterpunkte berechnet. Zum docken liegen nun schon alle Energien berechnet vor so dass diese nur noch ausgelesen werden müssen. Der größte Nachteil hierbei ist ein großer Speicherverbrauch da pro Atomtyp/Wechselwirkung Ein Gitter angelegt wird.
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Das eigentliche Docking erfolg nun über einen Lamarckschen genetischen Algorithmus bei dem die Ligandenkonformation als Chromosome kodiert sind. Jedes Individuum besitzt hierbei 3 Gene für Translation 4für Rotation und je ein Gen pro interner Torsion.
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Docking von 1HVR
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Über 1HVR
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1HVR ist eine Protease des HIV-1 die eine große Rolle in der Reifung neuer Viren spielt. Die Inhibierung dieser Protease führt zur Bildung nichtinfektiöser Viren. Daher ist 1HVR ein attraktives Ziel zur Bekämpfung von AIDS.
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Vorbereitung
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Wie in der Einleitung bereits erwähnt liegt der Enzym-Substrakt-Komplex bereits durch Röntgenstrukturanalyse als pdb Datei vor. Diese Datei musste nun vor dem Docking von freien Wassermolekülen bereinigt werden um keine Verzerrung der Ergebnisse zu erzielen. Des weiten mussten alle unpolaren Wasserstoffe entfernt und alle noch fehlenden polaren Wasserstoffe hinzugefügt werden um eine korrekte Berechnung der Wasserstoffbrücke zu erreichen. Anschließen musste noch die Größe und Auflösung des Gittes um die Bindungsstelle angegeben werden
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Docking
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Erster Schritt des Dockings mit Autodock 3.0 ist die Berechnung der Energiegitter mit Hilfe der Energiefunktion. Anschließen wird auf Grundlage dieser Energiegitter gedockt. Ein kompletter durchlauf mit 20 Wiederholungen dauerte ca. 5 Minuten.
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Ergebnis
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Der beste dieser Läufe lag mir einem rmsd von 0.42 sehr nahe an der schon vorliegenden Struktur.(Siehe Abb.)
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