Titel: AlphaFold2-Assisted Domain Determination of the SARS-CoV-2 Protein NSP3 & Exploration of the Solvent Region of Macromolecular Crystals with Experimental Phasing
Sprache: Englisch
Autor*in: Edich, Maximilian
Schlagwörter: SARS-CoV-2; NSP3; AlphaFold2; Macromolecular X-ray Crystallography; Experimental Phasing; Solvent Model
GND-Schlagwörter: SARS-CoV-2GND
StrukturbiologieGND
Erscheinungsdatum: 2024
Tag der mündlichen Prüfung: 2024-07-12
Zusammenfassung: 
Proteine erfüllen in jeder bekannten Lebensform zahlreiche essentielle Funktionen, finden durch die moderne Biotechnologie aber auch in experimentellen, medizinischen und industriellen Anwendungen Verwendung. Wissen über die Struktur und Funktion kann unter anderem genutzt werden, um Proteine nach unseren Anforderungen zu optimieren und auch um Medikamente gegen Proteine zu entwickeln, welche einem Pathogen entstammen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das Multi-domain Protein NSP3, ein Coronavirusprotein, mithilfe von bioinformatischen Methoden und Strukturvorhersage untersucht. Die Ergebnisse umfassen den Nachweis einer bisher unentdeckte Domäne und diverse Erkenntnisse über mögliche Funktionen weiterer Domänen. Zudem wurde der manuelle Prozess der hier zur Domänenidentifizierung genutzt wurde automatisiert, um auch bei beliebigen Multi-domain Proteinen ein besseres Verständnis der Struktur zu bieten. Im zweiten Teil dieser Dissertation wurde die Elektronendichte des Solvensbereichs von Proteinkristallen untersucht. Speziell wurden Reflexdaten automatisiert experimentell phasiert und die resultierenden Dichtekarten wurden mit veröffentlichten Karten verglichen. Die gewonnen Erkenntnisse wurden genutzt, um neue Wassermodelle zu konstruieren, welche zu einer verbesserten Struktur mit niedrigeren R-werten geführt hat.

Proteins fulfil various essential functions in all known life forms and modern biotechnology enabled their use in experimental, medical, and industrial applications. Knowledge about the structure and function can be used to optimize proteins for these applications and finds use in drug discovery, if a the protein originates from a pathogen. In this work, the multidomain protein NSP3 from coronaviruses was examined with bioinformatical methods and with structure prediction. The results include the identification and experimental validation of a previously unknown domain and a new hypothesis about functions of additional domains. Furthermore, the manual process of a new domain determination technique was automated to enable use in any multidomain protein. In the second part of this dissertation, the electron density of solvent regions from macromolecular crystals was examined. Specifically, reflection data was experimentally phased in a newly developed automated pipeline. The resulting density maps were compared to published maps and the new insights enabled the construction of new water models, which improved one structure and lowered its R-values.
URL: https://ediss.sub.uni-hamburg.de/handle/ediss/11166
URN: urn:nbn:de:gbv:18-ediss-121350
Dokumenttyp: Dissertation
Betreuer*in: Thorn, Andrea
Torda, Andrew
Enthalten in den Sammlungen:Elektronische Dissertationen und Habilitationen

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