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Structural Bioinformatics of Protein Interactions

 

 

Dr. Olga Kalinina

Die dreidimensionale Struktur von Proteinen  ist entscheidend, um deren Funktionen in einem biologischen System zu verstehen. Durch die ständige Verbesserung von experimentellen Methoden zur Proteinstrukturaufklärung steht uns eine exponentiell wachsende Anzahl von Strukturen der individuellen Proteine und ihrer Komplexe zur Verfügung, was neue Ansätze für deren Analyse und Vergleich ermöglicht. Die Gruppe von Dr. Olga Kalinina entwickelt neue Verfahren, die Informationen über Proteinstrukturen und deren Evolution kombinieren, um einen Einblick in die Proteinfunktion und deren Veränderung unter Einwirkung von Mutationen in Proteinsequenzen zu gewinnen.

 

 

Unsere Projekte

Unsere wissenschaftlichen Interessen fokussieren sich auf die Evolution der Mechanismen, die die Proteinwechselwirkungen bestimmen. Von besonderem Interesse für uns sind hierbei Viren, da sie durch ihre einzigartige Biologie und Wichtigkeit für das Gesundheitswesen ein ideales Modell für unsere Studien darstellen. Die hohe Evolutionsrate vieler Viren ermöglicht die Ausprägung erkennbarer phänotypischer Eigenschaften in kurzer Zeit. Zudem sind die Viren an einem komplexen und präzise regulierten Netzwerk von Wechselwirkungen mit der Wirtszelle beteiligt.

Zu unseren Interessenbereichen gehören:

  • Bestimmung der freien Energiedifferenz der Interaktion von Liganden mit viralen Proteinen bei Punkmutationen
  • Evolution von Bindungsstellen für Interaktionen zwischen den Proteinen des Virus und Interaktionen zwischen Proteinen von Virus und Wirt
  • Modellierung der Entstehung von Resistenz gegen antivirale Medikamente
  • Modellierung der Spezifität von Wechselwirkungen zwischen Virus und Wirt
     

Die Evolution der Viren im großen Maßstab ist auch ein Forschungthema in der Gruppe. Wir untersuchen ungewöhnliche evolutionäre Modelle im viralen Proteom, wie zum Beispiel horizontalen Gentransfer in die Virusfamilien, oder Genaustausch zwischen fernen Virusgenera. Die auf Proteinstruktur basierte Rekonstruktion von Virusphylogenien ist für uns auch von großem Interesse.

Wir widmen uns auch Projekten, die nicht auf Viren fokussiert sind. Einige davon sind:

  • Spezifität in eukaryotischen Signalkaskaden
  • Modellierung von resistenzverursachenden Punktmutationen in pathogenen Bakterien