Interpretation von Klein- und Weitwinkelstreuung in Lösung durch Kombination von Molekulardynamiksimulationen und Bayesscher Statistik

• Antragsteller: Professor Dr. Jochen Hub
• Fachliche Zuordnung: Biophysik
• Förderung: Förderung seit 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 349354476

Kleinwinkelstreuung (Small-angle scattering , SAS) mit Röntgenstrahlen oder Neutronen ist eine Standardmethode, um strukturelle Informationen über Proteine in Lösung zu erhalten. Die Interpretation der SAS-Daten ist jedoch schwierig, vor allem aufgrund des geringen Informationsgehalts der experimentellen Signale. Gegen SAS-Daten gefittete Strukturmodelle sind folglich häufig überfittet, die Genauigkeit der Modelle kann nicht quantifiziert werden und es bleibt meist unklar, ob alternative Modelle ebenfalls die Daten erklären können. Wir schlagen vor, diese Probleme durch die Kombination von Molekulardynamik(MD)-Simulationen und rigorosen statistischen Paradigmen zu lösen, insbesondere mittels Bayesscher Statistik und unter Verwendung des Prinzips der maximalen Entropie. Wir werden die Mehrdeutigkeit und die Konfidenzintervalle der gefitteten Strukturmodelle zu quantifizieren. Weiterhin planen wir, statistisch fundierte Strukturensembles von ungeordneten Proteinen in Lösung bestimmen. Zudem kombinieren wir neue präzise SAS-Daten mit MD-Simulationen, um die Struktur der biomolekularen Hydrathülle zu vermessen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen