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Das Computerprogramm G R I D

G R I D dient zur Berechnung von Wechselwirkungsenergien E(xyz) zwischen potentiellen funktionellen Gruppen eines Liganden (Inhibitors) und einem Protein. Zu diesem Zweck wird zunächst ein Gitternetzquader über das Protein oder zumindest den interessanten Bereich des Proteins (z.B. das aktive Zentrum) gelegt. Dann wird für die jeweils zu untersuchende funktionelle Gruppe die Wechselwirkungsenergie E(xyz) in jedem Punkt (x,y,z) des Gitternetzes berechnet. Mit geeigneten Programmen wie zum Beispiel Insight II (Biosym Technologies) können die Ergebnisse schließlich auf dem Bildschirm dargestellt werden. Dies erfolgt meist in Form von Konturflächen, auf denen die Wechselwirkungsenergien zuvor vom Anwender festgelegte Mindestwerte annehmen. Auf diese Weise können die gesuchten Orte, an denen die Wechselwirkungen zwischen funktionellen Gruppen und Protein besonders günstig sind, lokalisiert werden.

Zur Berechnung der Wechselwirkungsenergien E(xyz) dienen empirische Funktionen, die zumindest teilweise den bei Kraftfeld-Methoden zur Bestimmung von Molekülgeometrien und -energien verwendeten nichtkovalenten Energietermen ähneln. E(xyz) setzt sich dabei aus der Summe mehrerer Komponenten zusammen (E(xyz) = Σ E(lj) + Σ E(el) + Σ E(hb)), die jeweils über die Wechselwirkungen der funktionellen Gruppe mit allen Atomen des Proteins summiert werden. E(lj) enspricht dem Lennard Jones-Potential, E(el) beschreibt die elektrostatischen Wechselwirkungen und E(hb) die richtungsabhängigen Wechselwirkungen über Wasserstoff-Brückenbindungen.