Untersuchung des intrinsischen GTPase-Mechanismus von Ras p21 mit Mitteln der Molekulardynamik-Simulation und QM/MM-Kraftfeld

In dieser Arbeit wurde der intrinsische GTPase-Mechanismus des Enzyms Ras-p21 mit der Methode der Molekulardynamik untersucht. Das Protein und das Lösungsmittel wurden mit einem molekülmechanischem Kraftfeld und das Triphosphat des GTP-Substrats mit Mitteln der Dichtefunktionaltheorie beschrieben. Aus einem generierten Strukturensemble wurden die mittleren Ladungsverteilungen des Triphosphats zum einen in der Proteinumgebung und zum anderen in wässriger Lösung berechnet. Die Qualität dieser Ladungsverteilungen wurde durch die Bestimmung der zugehörigen Absorptionsfrequenzen des Substrats und deren Vergleich mit IR-Spektroskopiedaten sichergestellt. Es sind Verformungen der Ladungsverteilung und der Geometrie des Substrats festzustellen, welche die Hydrolyse in Ras bereits vor ihrem eigentlichen Ablauf wahrscheinlicher machen. Diese Vorprägung des GTP wird vor allem durch das an das Triphosphat koordinierte, katalytisch wirksame Magnesium-Ion verursacht