Studies on the Crystallographic Phasing of Proteins: Substructure Validation and MAD-phased Electron Density Maps at Atomic Resolution

Abstract

Die Röntgen-Kristallographie ist eine der wichtigsten Methoden der Strukturbiologie.Die Verfügbarkeit Schweratom-derivatisierter Proteine ermöglicht die Anwendung des kristallographischen MAD-Strukturlösungsverfahrens. Das Vorhandensein atomar aufgelöster Strukturdaten erlaubt hierbei detaillierte Aussagen über Reaktionsmechanismen von Enzymen. Aldose Reductase gehört zu einer Klasse von Enzymen, die Glucose zu Sorbitol reduzieren. Die Inhibierung des Enzyms ist relevant fuer die Behandlung von Diabetes-Folgesymptomen.In der vorliegenden Dissertation wurde die Struktur von Aldose Reductase mittels der MAD-Methode bestimmt und eine Strukturfeinerung bei 0.9 Angström Auflösung wurde mittels der experimentell (MAD-) phasierten Elektronendichtekarte bestätigt. Dabei konnten vor allem strukturelle Fehlordnungen und Wasser-Netzwerke detailliert analysiert werden.Weiterhin behandelt die vorliegende Dissertation die Entwicklung und Anwendung des Computerprogramms SitCom, welches Schweratom-Substrukturen von Proteinen, die wichtige Zwischenergebnisse der MAD- (und anderer) Methoden darstellen, systematisch vergleicht und somit einen nicht unerheblichen Beitrag zur Verbesserung der makromolekularen Strukturlösung darstellt. Die Anwendung des Programms lieferte nützliche Aussagen über empfohlene Strategien beim Gebrauch der MAD-Methode.