Einzelprojekt

GeoMine: Methoden zur geometrischen Mustersuche in Proteinstruktursammlungen

Förderkennzeichen: 031L0172
Fördersumme: 388.952 EUR
Förderzeitraum: 2019 - 2022
Projektleitung: Prof. Dr. Matthias Rarey
Adresse: Universität Hamburg - Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften - Zentrum für Bioinformatik (ZBH)
Bundesstr. 43
20146 Hamburg

Das Einzelprojekt GeoMine beschäftigt sich mit Verbesserungen bei der Erforschung von Proteinstrukturen. Die Untersuchung von Proteinstrukturen spielt seit vielen Jahren eine Schlüsselrolle in der molekularbiologischen Forschung. Alle verfügbaren Informationen darüber werden weltweit in einer zentralen Protein-Datenbank gesammelt und gespeichert. Lebenswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler der ganzen Welt haben dank eines internetbasierten Dienstes freien Zugriff auf die vorhandenen Daten. Der bestehende Dienst ermöglicht bislang die Anwendung zahlreicher elementarer Untersuchungsmethoden, nicht jedoch komplexere Ansätze wie die Erforschung dreidimensionaler Proteinstrukturen oder die räumliche Arbeitsweise von Proteinen.

Hier setzt GeoMine an: Im Rahmen des Projekts sollen neue Analysemethoden entwickelt werden, um künftig auch räumliche Proteinstrukturen detailliert erforschen zu können, insbesondere die Bindung von Stoffen oder anderen Proteinen an ein Protein. Mit dem neuen Softwarewerkzeug ließen sich beispielsweise geometrische Muster in Proteinen unabhängig von der Proteinsequenz oder der exakten chemischen Struktur des bindenden Moleküls untersuchen. Ausgehend von dem in der Arbeitsgruppe von Prof. Rarey entwickelten Softwarewerkzeug PELIKAN sollen Algorithmen, Datenbanken und eine einfach zu bedienende Nutzeroberfläche entwickelt und zu einem erweiterten internetbasierten Dienst ausgebaut werden. Neben der Möglichkeit, künftig individuell maßgeschneiderte Untersuchungen durchführen und Arbeitshypothesen überprüfen zu können, liegt der Schwerpunkt der Werkzeugentwicklung auf der praktischen Ausgestaltung des neuen Dienstes. Durch neuartige Schnittstellen mit zwei- und dreidimensionalen Elementen soll insbesondere die Anfrageerstellung intuitiv gestaltet werden und ohne große Vorkenntnisse bedienbar sein.

Es ist geplant, das neue Softwarewerkzeug in den ProteinPlus-Dienst des Deutschen Netzwerks für Bioinformatik-Infrastruktur (de.NBI) zu integrieren, es so schnell und effizient bekannt zu machen und seine Reichweite rasch zu erhöhen.