Quantenchemisches Ligand-Protein-Docking mit dispersionskorrigierten Dichtefunktionalmethoden in einer weltweit verteilten Rechenumgebung

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Description

Die zuverlässige und effiziente Berechnung relativer Bindungsaffinitäten ist das Kernstück des strukturbasierten Screenings von Datenbanken kleiner Moleküle zur Identifizierung potentieller Liganden mit hoher Affinität an ein bestimmtes Zielprotein, einem der Werkzeuge in den ersten Phasen der Entwicklung neuer Medikamente. Durch Kombination neuester methodischer Entwicklungen in der quantenmechanischen Beschreibung großer Moleküle mit den Computerresourcen des verteilten Rechnens ist die im Wesentlichen parameterfreie Berechnung von Wechselwirkungsenergien realer Protein-Ligand-Systeme in großem Stil möglich. Mit auf dispersionskorrigierter Dichtefunktionaltheorie (DFT-D) basierenden kombiniert quantenmechanisch/molekularmechanischen (QM/MM) Methoden soll hier die Leistungsfähigkeit empirischer Scoring-Funktionen, wie sie üblicherweise in Docking-Studien zur Anwendung kommen, hinsichtlich der Modellierung intermolekularer Wechselwirkungen bewertet und verbessert werden. Weiter ist die Vorhersage unbekannter Protein-Ligand-Bindungsmoden sowie energetischer Rangfolgen von Liganden aus virtuellen Datenbanken in Bezug auf eine gegebene Bindungstasche geplant. Fernziel ist die Berechnung absoluter Bindungsaffinitäten ausgehend von quantenmechanisch bzw. statistisch-mechanisch ersten Prinzipien.