Vorhersage der Ligandenerkennung in einem Geruchsrezeptor durch Kombination von ortsgerichteter Mutagenese und dynamischer Homologie-Modellierung

Authors

  • Dr. Lian Gelis,

    1. Lehrstuhl für Zellphysiologie, Ruhr-Universität Bochum (Deutschland)
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    • L.G. und S.W. trugen in gleichem Maße zur Bearbeitung des Forschungsthemas, E.M.N. und K.G. in gleichem Maße zur Betreuung der Studie bei.

  • Dr. Steffen Wolf,

    1. Department of Biophysics, CAS-Max-Planck Partner Institute for Computational Biology, Shanghai Institutes for Biological Sciences, 320 Yue Yang Road, 200031 Shanghai (V.R. China)
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    • L.G. und S.W. trugen in gleichem Maße zur Bearbeitung des Forschungsthemas, E.M.N. und K.G. in gleichem Maße zur Betreuung der Studie bei.

  • Prof. Dr. Hanns Hatt,

    1. Lehrstuhl für Zellphysiologie, Ruhr-Universität Bochum (Deutschland)
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  • Prof. Dr. Eva M. Neuhaus,

    1. Neuroscience Research Center, Cluster of Excellence NeuroCure, Charité-Universitätsmedizin Berlin, Charitéplatz 1, 10117 Berlin (Deutschland)
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    • L.G. und S.W. trugen in gleichem Maße zur Bearbeitung des Forschungsthemas, E.M.N. und K.G. in gleichem Maße zur Betreuung der Studie bei.

  • Prof. Dr. Klaus Gerwert

    Corresponding author
    1. Lehrstuhl für Biophysik, Ruhr-Universität Bochum, Universitätsstraße 150, 44780 Bochum (Deutschland) http://www.bph.ruhr-uni-bochum.de/
    2. Department of Biophysics, CAS-Max-Planck Partner Institute for Computational Biology, Shanghai Institutes for Biological Sciences, 320 Yue Yang Road, 200031 Shanghai (V.R. China)
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    • L.G. und S.W. trugen in gleichem Maße zur Bearbeitung des Forschungsthemas, E.M.N. und K.G. in gleichem Maße zur Betreuung der Studie bei.


  • Wir danken H. Bartel und J. Gerkrath für technische Unterstützung, W. Zhang (Pharmaceutical Product Development, Inc., Beijing) für ihre Beteiligung bei Pilotexperimenten für diese Studie und J. Panten (Symrise, Holzminden) sowie T. Gerke (Henkel, Düsseldorf) für die Bereitstellung von Duftstoffen. Rechnungen wurden auf dem PICB HPC Cluster durchgeführt. Wir danken dem NIC Jülich (Projekt-Nr. hbo26) und dem RRZ Köln für die Bereitstellung von zusätzlicher Rechenkapazität und U. Höweler für Diskussionen. Molekulare Darstellungen wurden mit PyMol (DeLano Scientific) erstellt. Diese Studie wurde durch Forschungsgelder der DFG an E.M.N., H.H. und K.G. (SFB642), der Ruhr-University Research School und der Ruth und Gerd Massenberg Stiftung unterstützt. S.W. wird durch ein CAS Young International Scientist Stipendium finanziert. E.M.N. wird von Exc 257 NeuroCure finanziell unterstützt. K.G. erhält Förderung durch die Mercator Stiftung. L.G. führte experimentelle Untersuchungen durch, S.W. führte theoretische Untersuchungen durch. H.H., E.M.N. und K.G. leiteten die Forschung. Alle Autoren schrieben das Manuskript.

Abstract

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Der richtige Riecher: Durch dynamische Homologie-Modellierung konnte eine Liganden-Bindenische in einem dreidimensionalen Modell eines Geruchsrezeptors vorhergesagt werden. Die Vorhersage konnte experimentell durch Funktionsstudien an punktmutierten Rezeptormutanten bestätigt werden. Mithilfe des Modells ließen sich Bindungs- und Aktivierungseigenschaften des Rezeptors sogar gezielt umprogrammieren.

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