Entwicklung neuer Softwareprogramme für Proteinanalysen
Schwerpunkt des Projekts "Automated NMR structure-based assignments" (NMR-SBA) war es, das Ablesen von Spektren in NMR-Studien (Kernresonanzspektroskopie) zu vereinfachen und hierfür eine automatisierte NMR-Software für die strukturbasierte Zuordnung von Proteinen zu entwickeln. Dies erfolgte in mehreren Schritten, u.a. Entwicklung von Algorithmen für Analysen von Proteinen verschiedener Größen und Tests der Algorithmen, um optimale Parameter für die Nutzung zu ermitteln. Für eine bessere Benutzerfreundlichkeit integrierte das Team neue Arten von NMR-Daten in die Software. Auch aus bestehenden Quellen wurden Daten extrahiert, um die Algorithmen zu verbessern. Das Team entwickelte drei Algorithmen mit entsprechender Software für die Zuordnung von Proteinen zu einem Templat. Die verwendeten Algorithmen basierten auf einem bereits existierenden Rahmen, dem so genannten NVR (nuclear vector replacement). Der erste dieser Ansätze, NVR-BIP, minimiert mittels ganzzahliger binärer Programmierung (BIP) die Proteingröße nach exakten Vorgaben. Diese Technik verbesserte zwar signifikant die Genauigkeit der NVR-Zuordnung, erwies sich aber für größere Proteine als ungeeignet, sodass das Team zwei weitere Algorithmen für große Proteine entwickelte. Zudem müssen neue Daten nun nicht länger manuell eingegeben werden, sondern wurden in die Software integriert. Verwendet wurden Daten aus öffentlichen Datenbanken sowie Daten, die Mitarbeiter des Teams für Softwaretests zur Verfügung gestellt hatten. War ein bestimmter Datentyp nicht verfügbar, wurden synthetische Daten verwendet. Gegen Projektende erhielt das Team einen Förderzuschuss zur Erforschung neuer therapeutischer Möglichkeiten unter Mitwirkung hochrangiger Wissenschaftler. Die Software wird die Analyse großer Proteine und die Entwicklung neuer Antibiotika gegen resistente gramnegative Bakterien vereinfachen. Dies ist aber nur eine von vielen Möglichkeiten für Forscher, die Vorteile dieser zukunftsfähigen Software zu nutzen.
