Oberflächen-Strukturen-Analyse

Uni Graz entwickelte revolutionäres Verfahren für Medikamenten-Forschung

Um sich vor Angriffen von außen zu schützen, besitzen Bakterien, Archaeen und Viren eine Hülle aus Proteinen, die aus komplexen, regelmäßigen, symmetrischen Strukturen besteht. Forscher:innen der Universität Graz ist es nun gelungen, eine Methode zu entwickeln, mit der sich diese Struktur bis ins kleinste Detail berechnen lässt – und zwar mittels Künstlicher Intelligenz (KI). Das ist in jener Hinsicht bahnbrechend, als dass die Methode enorm viel Zeit und Aufwand bei Labortätigkeiten sparen könnte. Bisher brauchten Wissenschaftler:innen mehrere Monate oder gar Jahre für das, was nun in wenigen Stunden am Computer berechnet werden kann. "SymProFold" taufte das Team rund um Tea Pavkov-Keller das Verfahren, das nun erstmals im Fachmagazin Nature Communications vorgestellt wurde.

"Wir haben mit SymProFold eine Methode entwickelt und optimiert, mit der wir in kurzer Zeit die Struktur von komplexen regelmäßigen Protein-Assemblierungen berechnen können", erklären Christoph Buhlheller und Theo Sagmeister vom Institut für Molekulare Biowissenschaften der Uni Graz. Sie würden dafür nur eine Sequenz des Proteins benötigen, aus dem die Schutzschicht aufgebaut ist, und schon errechnet das KI-gestützte Programm die Struktur.

Angriffspunkt für Medikamente

Haben Forscher:innen dieses wertvolle Vorwissen über die komplexe Oberflächen-Struktur, können sie Experimente mit Bakterien, Archaeen und Viren zielgerichteter durchführen. "Wenn wir genau wissen, wie diese Strukturen aussehen, kennen wir auch ihre Stärken und Schwächen", erklärt Tea Pavkov-Keller, Leiterin der Arbeitsgruppe. "Jene Stellen, an denen die Interaktionen stattfinden, können Angriffspunkte für Medikamente sein. Denn wenn Wirkstoffe dort Interaktionen verhindern, kann sich die Schutz-Hülle nicht mehr bilden."

Das entwickelte Verfahren "SymProFold" stellt die Universität Graz allen Wissenschaftler:innen zu Forschungszwecken zur Verfügung. Der gesamte wissenschaftliche Artikel kann hier nachgelesen werden.

www.biohealth.uni-graz.at