Wie Struktur und Funktion bei Zuckermolekülen zusammenhängen
Projekt im BMBF-Arbeitsgruppenwettbewerb Glykobiotechnologie:
"Neue Horizonte in der Glyko-Bioinformatik: Systematische Untersuchungen zur Struktur-Funktionsbeziehungen von komplexen Kohlenhydraten in biologischen Systemen“
Projektleiter: n.n.
Kurzbeschreibung:
Die Erkennung von spezifischen Kohlenhydraten spielt eine wichtige Rolle sowohl bei der Regulierung von gesunden als auch der Entwicklung von krankhaften zellulären Zuständen wie etwa bei Entzündungen, Allergien, Krebs sowie bakteriellen und viralen Infektionen. Weltweit wird intensiv daran geforscht, die Bedeutung von Kohlenhydraten für die zelluläre Informationsvermittlung im Detail zu verstehen. Der Einsatz von Hochdurchsatz-Techniken (insbesondere Glycan-Arrays) verspricht, dass die Charakterisierung der strukturellen, funktionalen und physiologischen Rolle von Glykanen entscheidend erweitert werden kann. Die Verfügbarkeit von zweckdienlichen Datenbanken und Informatik-Werkzeugen, die eine effiziente Korrelation der erhobenen glyko-relevanten Daten mit weiteren biomedizinischen Daten erlauben, wird ein hohes Maß an Synergien hervorbringen, die einen direkten Einfluss auf die Diagnose und Behandlung von menschlichen Krankheiten haben werden. Auf internationaler Ebene existieren derzeit große Anstrengungen, die Grundlagen für Datenbanken von Glykan-Strukturen mit den dazu gehörenden experimentellen Evidenzen in weltweiten Netzwerken zu etablieren. Claus-Wilhelm von der Lieth vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg gehörte zu den Pionieren der Glykobioinformatik und war - vor seinem plötzlichen Tod Ende 2007 - an den internationalen Initiativen stark beteiligt. Eingebettet in diese Strategien streben seine DKFZ-Kollegen im Projekt „Neue Horizonte in der Glyko-Bioinformatik“ nun eine virtuelle Integration von Protein-Kohlenhydrat-Erkennungsdaten in die sich im Aufbau befindlichen internationalen Netzwerke an. Ergänzt durch computerbasierte Simulationsverfahren (Molecular Modeling, Docking virtuelles Screening) soll dadurch ein vertieftes Verständnis der Kohlenhydrat-Erkennung auf atomarer Ebene erschlossen werden. Vom Abgleich dieser Bindungsdaten mit bekannten regulatorischen Netzwerken sowie der Biosynthese von Kohlenhydraten erhoffen sich die Wissenschaftler tiefere Einblicke in die Rolle der Glykosylierung für gesunde und krankhafte Zustände. Langfristig soll die Integration von Protein-Kohlenhydrat-Bindungsdaten in die bestehenden bioinformatorischen Netzwerke und deren Verknüpfung mit weiteren biomedizinischen Daten eine qualitativ neuartige Informationsquelle für die Glykobiologie hervorbringen. Diese wird für die funktionale Analyse von komplexen Kohlenhydraten von zentraler Bedeutung sein und ermöglicht die Einbindung solcher Daten in systembiologische Ansätze.
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