Moleküldynamik - Einführung40 min.

ChemieTheoretische ChemieMolecular Modeling

Diese Lerneinheit gibt eine Einführung in die Moleküldynamik im Bereich des Molecular Modeling. Es wird erläutert, wie die Newton'schen Bewegungsgleichungen gelöst werden.

Molecular Modelling beim Wirkstoffdesign75 min.

PharmaziePharmazeutische ChemieWirkstoffdesign

Das molekulare Modellieren (Molecular Modelling) umfasst verschiedene, meist computerbasierte Methoden und Techniken für die Herleitung, Darstellung und Manipulation dreidimensionaler chemischer Strukturen und daraus abgeleiteter physikochemischer Moleküleigenschaften sowie für die Modellbildung chemischer Reaktionen. Da die meisten Moleküle flexible Systeme sind, die verschiedene, energetisch gleichwertige Zustände einnehmen können, ist bereits das Modellieren einzelner Moleküle keineswegs trivial und verlangt eine erhebliche Rechenleistung. Noch komplexer ist die Modellbildung und Simulation von Bindungsprozessen, da hier sowohl die Besonderheiten des Targets als auch der untersuchten Liganden sowie des Mediums bzw. Lösungsmittels, in dem die Reaktion abläuft, berücksichtigt werden müssen. Aus diesem Grund stellen die berechneten Modelle einen Kompromiss zwischen möglichst realistischen Parametern und notwendigen Vereinfachungen bzw. Annäherungen an die realen Verhältnisse dar. So werden zur Simplifizierung von Energieberechnungen z.B. die Moleküle analog zu makroskopischen Körpern mit einer bestimmten Oberfläche und Volumen visualisiert und Reaktionen meist unter den so genannten "idealen Bedingungen" (z.B. im Vakuum) berechnet.

Strukturanalyse von Proteinen30 min.

BiochemieArbeitsmethodenStrukturanalyse

Für die Aufklärung der Proteinstruktur, insbesondere ihres dreidimensionalen Aufbaus im Raum, sind vor allem zwei experimentelle Methoden entscheidend: 1. die Röntgenstrukturanalyse (X-ray crystallography) und 2. die multidimensionale NMR-Spektroskopie [Kernresonanzspektroskopie (nuclear magnetic resonance, NMR)

Sekundärstrukturvorhersage bei Proteinen30 min.

BiochemieArbeitsmethodenStrukturanalyse

Sekundärstrukturelemente, wie Helices oder Faltblattbereiche, haben bestimmte Eigenschaften, die es ermöglichen, diese Elemente in unbekannten Proteinen zu identifizieren. Die Grundlagen der Sekundärstrukturvorhersage werden in dieser Lerneinheit erläutert.