von Bianca Brüggen ; Christiane Kremser ; Andreas Bickert ; Philipp Ebel ; Katharina vom Dorp ; Konrad Schultz ; Peter Dörmann ; Klaus Willecke ; Karin Dedek
von Andreas Feigenspan ; Ulrike Janssen-Bienhold ; Sheriar G. Hormuzdi ; Hannah Monyer ; J. Degen ; Goran Söhl ; Klaus Willecke ; Josef Ammermüller ; Reto Weiler
von Andreas Feigenspan ; Ulrike Janssen-Bienhold ; Josef Ammermüller ; Sheriar G. Hormuzdi ; Hannah Monyer ; J. Degen ; Goran Söhl ; Klaus Willecke ; Reto Weiler
Im Mittelpunkt dieser Dissertation steht die Untersuchung der räumlichen Struktur von Zuckernucleotiden, die aktive Substrate in der Galactosyltransferasereaktion sind. Zunächst wurden verschiedene Bereiche der Molekülstruktur quantenmechanisch untersucht, um zusätzliche Parameter für das AMBER-Kraftfeld zu erhalten. In den anschließenden moleküldynamischen Simulationen und NMR-Experimenten wurde ersichtlich, dass die Derivate (Hydrierung und Desoxygenierungen im Nucleosidteil) stärker gefaltet sind als das native Substrat. Des Weiteren gab eine statistische Analyse dieses konformativen Verhaltens der Zuckernucleotide mit QSAR-Methoden Hinweise auf einen Zusammenhang zwischen der Konformation und der Aktivität in der Galactosyltransferasereaktion. Enthalpieberechnungen der Enzymreaktion mit mehreren verschiedenen Substraten und einer nachfolgenden statistischen Betrachtung ließen erkennen, dass die Dissoziationsenthalpie der Produkte (Diphosphonucleotide) ebenfalls mit der Aktivität korreliert. <dt.>
The focus of this dissertation is the analysis of the spatial structure of various sugar nucleotides that are active substrates in the galactosyltransferase reaction. By means of quantum mechanical calculations, the pyrophosphate moiety was investigated to obtain additional AMBER force field parameters. Molecular dynamic simulations and NMR experiments of five different sugar nucleotides showed that modifications of the nucleoside (hydrogenation and desoxygenation) alter the conformation of the whole sugar nucleotide so that the derivatives are more strongly folded than the natural substrate. QSAR methods were then used in a statistical analysis of this conformational behavior of the sugar nucleotides, which suggested a relationship between the 3D molecular structure and the activity of the galactosyltransferase reactions. Enthalpy calculations of the enzymatic reaction with various substrates, followed by a statistical analysis, indicated that the enthalpy of dissociation of the products is also correlated with the activity of the sugar nucleotides. <engl.>
