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Computerbasiertes Enzymdesign

Authors

  • Dr. Gert Kiss,

    1. Department of Chemistry and Biochemistry, University of California, Los Angeles, 607 Charles E. Young Dr. East, Los Angeles CA, 90095 (USA)
    2. Gegenwärtige Adresse: Department of Chemistry, Stanford University, Stanford, CA 94305 (USA)
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  • Dr. Nihan Çelebi-Ölçüm,

    1. Department of Chemistry and Biochemistry, University of California, Los Angeles, 607 Charles E. Young Dr. East, Los Angeles CA, 90095 (USA)
    2. Gegenwärtige Adresse: Yeditepe Universität, Department of Chemical Engineering, Istanbul (Türkei)
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  • Dr. Rocco Moretti,

    1. Department of Biochemistry and Howard Hughes Medical Institute, University of Washington, Seattle, WA 98195 (USA)
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  • Prof. Dr. David Baker,

    1. Department of Biochemistry and Howard Hughes Medical Institute, University of Washington, Seattle, WA 98195 (USA)
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  • Prof. Dr. Dr. K. N. Houk

    Corresponding author
    1. Department of Chemistry and Biochemistry, University of California, Los Angeles, 607 Charles E. Young Dr. East, Los Angeles CA, 90095 (USA)
    • Department of Chemistry and Biochemistry, University of California, Los Angeles, 607 Charles E. Young Dr. East, Los Angeles CA, 90095 (USA)

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Abstract

Der “Inside-Out”-Ansatz des computerbasierten Enzymdesigns vereint die neuesten Entwicklungen im Bereich der Computerchemie und -biologie. In diesem Rahmen ist es möglich geworden, Proteine zur Katalyse von Reaktionen herzustellen, für die es in der Natur kein Pendant gibt. Die Erfolgsrate ist gegenwärtig gering, sodass nur ein Bruchteil dieser Konzeptproteine zum Schluss wie geplant funktioniert. Errungenschaften, aber auch Beschränkungen der gegenwärtigen Technologie werden hier behandelt und mit anderen Methoden verglichen. Auf sich alleine gestellt, ermöglicht der “Inside-Out”-Ansatz die Produktion von Proteinen mit katalytischer Aktivität und Selektivität – wenn auch mit bescheidenen kinetische Eigenschaften im Vergleich zu natürlich vorkommenden Enzymen. Gerichtete Evolution, Proteindynamiksimulationen und Crowd-Sourcing können jedoch zu erheblich verbesserten Varianten solcher “Inside-Out”-Proteine führen.

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