die Bedeutung von DNS-Konformationen in der Sequenzerkennung

Das Ablesen der strukturellen Information der DNS durch Proteine oder synthetische Liganden ist von außerordentlicher biologischen Bedeutung. Es kann durch direktes Ablesen oder durch einen sogenannten indirekten Ausleseprozess erreicht werden. Indirektes Auslesen erklärt, wie eine spezifische DNS Sequenz erkennt werden kann ohne die Bildung spezifischer Kontakte mit den DNS-Basen. Eine Möglichkeit, dies zu Erreichen ist durch bindungsinduzierte strukturelle Störungen, wie beispielsweise Biegungen oder Streckungen der DNS. Die Energie, die dafür notwendig ist, ist sequenzspezifisch und führt dazu, daß Sequenzen, die solche Störungen leichter ermöglichen, stärker gebunden werden. Weiters kann indirektes Auslesen auch über Kontakte mit dem nichtspezifischen Anteil der DNS erreicht werden. Der sogenannte nichtspezifische Teil der DNS besteht hauptsächlich aus dem Zucker-Phosphat-Rückgrat und dessen chemische Aufbau ist unabhängig von der Sequenz. Trotzdem kann dieser Teil Sequenzinformation enthalten und zwar in Form von sequenzabhängigen Konformationen. Deshalb ist es für ein detailliertes Verständnis aller DNS Bindungsprozesse notwendig, dieses Konformationsverhalten zu untersuchen. Theoretische Berechnungen, welche ich während meiner Dissertation vorgenommen habe, zeigten vielversprechende Ergebnisse. Als Zukunftsvision könnte man sich das Design von Molekülen vorstellen, welche die Proteinbindung über das Zucker-Phosphat Rückgrat regulieren. Ich plane Untersuchungen dieser Konformationen mittels einer Kombination von NMR-Spektroskopie und Computersimulationen. Diese Methoden haben den Vorteil, dass sie neben den strukturellen Studien auch die Erforschung der Dynamik erlauben. Dabei erwarte ich mir neue Resultate auf dem Gebiet der Strukturbiologie von doppelhelikaler DNS, DNS-Liganden und DNS-Protein Komplexen. Neben den wissenschaftlichen Resultaten bedeutet das Erlernen der universell einsetzbaren NMR-Methode außerdem auch noche einen wichtigen Schritt für meine weitere wissenschaftliche Laufbahn.