3D modelling

Ich stelle mal eine Frage der etwas anderen Art. Unsere Forschungsgruppe befasst sich einigen Jahren mit dem Thema Genteraphie. Ein Teil dieses Projektes befasst sich dabei mit einer Mutation in einem Gen (jene führt zu einer Konformationsveränderung eines Rezeptors), welche wir für unsere Zwecke auszunutzen, indem wir einen "passenden" Liganden hierfür synthetisieren. Seit geraumer Zeit nimmt auch "3D modeling" einen wesentlichen Punkt ein. Aufgrund einer Kolaboration mit einer anderen Forschungsgruppe sind wir nun auch in der Lage ein "virtuelles" Screening möglicher potentieller Liganden durch zu führen...wenn auch diese Art des Screenings nioch in den Kinderschuhen steckt. Wir stehen vor dem Problem, dass nur ein geringer Teil dieser potentiellen Liganden auch wirklich brauchbar sind. Das mag nicht erstaunen, wenn man bedenkt, dass gewisse Moleküle im Körper bzw in vitro (sprich in der Zelle) weiter metabolisiert werden. Da mich dieser Approach des virtuelen Screeings durchaus sehr effizient erscheint, möchte ich wissen, ob sich jemand hier auf dem board vielleicht auskennt oder diesbezüglich Literatur angaben machen kann. Angenommen ihr würdet ein Program schreiben, welches sich mit dieser Art des "reverse engineering" befassen würde...welche Ansätze würdet ihr dabei als wesentlich erachten? Fand den tread indem auf Drew Endy in einem link verwiesen wurde ziemlich interessant...
cheers
heilgift

Kommt schon...wenn auch der post von mir voller Schreibfehler war, so soll euch das nicht davon abhalten ein paar Ideen zu posten ...etwas input würde mich schon freuen!

wenn du das ganze noch mal bitte von fachchinesich in alltagstaugliches deutsch übersetzen würdest, dann könnte ich unter Umständen wenigstens die potentielle Chance erhalten, die von hier anskizzierte transdenzent der Problematik rekursiv nachvollziehen zu können. in der hoffnung, daß unsere schnittstellen sich als kompatibel erweisen wird mein kommadointerpreter möglicherwiese daraufhin einen output mit einem von null verschiedenen grenzwert gegen unendlich zu synthetisieren. bis dahin aber bringe ich nur einen syntax error zustande.

Sry und ich dachte schon ich hätte die ganze Fragestellung schon so simpel wie möglich geschrieben... Na dann werde ich versuchen den von mir bei dir verursachten syntax error aus dem Wege zu räumen...
Ich habe ein Protein (in meinem Fall einen Rezeptor), welches eine Mutation hat (diese Mutation äussert sich in einer Substitution einer einer Aminosäure--> Ein Protein besteht grob gesagt aus einer Aufeinanderfolge von Aminosäuren). Diese Mutation führt somit zu einer Veränderung der Proteinkodierung dh andere Form (Konformationsveränderung) und unter Umständen einer anderen Funktion.

Das Protein (Rezeptor) besitzt eine Bindungstasche (=Schloss) für einen Liganden (=Schlüssel). Aufgrund einer bekannter Mutation (Aminosäurenveränderung) lässt sich daraus die mögliche Konformation des Proteins ableiten bzw in manchen Fällen auch berechnen (u.A sterische reaktionen). Was man am Ende besitzt ist ein 3D Modell des Proteins. Dies kann ein äusserst wertvolles Werkzeug sein, wenn man nun den passenden Schlüssel (Ligand) für eben jenen mutierten Rezeptor finden möchte.
Ein "erfolgreiches" virtuelles Screening kann hierbei extrem viel Zeit sparen, da nicht erst Unmengen an "potentiellen" Liganden synthetisiert und im Zellversuch getestet werden müssen.

Das erste Ziel wäre somit ein verlässliches 3D Modell des Proteins zu erstellen. Das Zweite: eine Datenbank (welche alle bekannten Liganden enthält) zu verwenden, welche die am Besten bindenden Liganden für das gewünschte Protein hervorbringt (weil Ligand bindet an Rezeptor). Das dritte und wohl schwierigste Ziel wäre es den Metabolismus der Zelle zu berücksichtigen (da ein Ligand in der Zelle abgebaut bzw zu einem anderen Mölekül metabolisiert (umgebaut) werden kann) Das vierte Ziel: Das Program würde ein hypotetisches Mölekül vorschlagen, welches genau in die Bindungstasche des Proteins passen würde. So bräuchte man es nur noch zu synthetisieren. Ziel 3&4 sind wohl leider kaum erreichbar...

hier noch ein link...vielleicht wirds dadurch noch etwas deutlicher

http://www.chemeng.uiuc.edu/~zhaogrp/publications_files/image014.jpg

Ich hoffe ich habe mich nun dadurch etwas verständlicher ausgedrückt...und hoffe unsere Schnittstellen erweisen sich hiermit als kompatibel

Hi,

Ohne jetzt deine Posts gruendlich gelesen zu haben (nur ueberflogen), wuerde ich so vorgehen:
a) eine Symbol-Sprache entwickeln, um die Molekuele zu beschreiben: )-ABC-( nur als Beispiel koennte bedeuten, dass sowohl A, als auch C irgendwo "Andocken" koennen.
Was ich meine ist also ein System, um mit Buchstaben oder Zeichen (ASCII) die verschiedenen Molekuele und deren Eigenschaften zu beschreiben.
b) ich wuerde je nach Umfang eine SQL Datenbank oder Access (fuer kleinere Datensaetze nehmen), um die ganzen Molekuehle in der in a) beschriebenen Form zu archivieren
c) schliesslich wuerde ich in VB .NET oder einer anderen Sprache den Algoritmus programmieren, der fuer ein bestimmtes Molekuel die passenden Gegenstuecke raussucht

Im Grunde ist das ganze ja nichts besonderes: eine Datenbank, eine Regelform und ein Algoritmus, der eine Suchfunktion in der Datenbank mit dem Regelsatz durchfuehren kann.

Gruss,
vma

cheers und danke für den post vma! Habe mir deinen post heute durch den Kopf gehen lassen und ihn noch mit einem Freund kurz besprochen.
Punkt a) ist klar...das Problem hierbei ist jedoch, dass man weniger auf der Basis der Moleküle selbst, sondern mehr auf der Basis der Atome und deren Bindungeigenschaften argumentieren müsste. (Vom Metabolismus in der Zelle einmal abgesehen) Aber vom Prinzip her stimmt es. Punkt b) Stimmt ebenfalls...die Datenbank wird immens sein und eine Archivierung ist unumgehbar. Zu Punkt c) kann ich am Wenigsten sagen, zumal ich mich mit dem objektorientiereten VB.NET nicht wirklich auskenne. Werde Ende Woche an einem Meeting teilnehmen, welches sich mit 3D Rekonstruktion beschäftigt und dann wohl einige neue Ideen haben. Schätze die verschiedenen pathways innerhalb eines lebenden Organismus sind einfach zu komplex als dass man sie mit einem Algoritmus festnageln könnte--besonders dann nicht, wenn die pathways nicht bis ins bekannt sind und dann teilweise auch noch selbst-regulierend sind.
...danke für die Anregung! cheers