Investigation on the influence of point mutations on the structural stability of Keratin intermediate filaments by means of molecular dynamic simulation

• Applicant: Privatdozentin Dr.-Ing. Birgitta Nick
• Subject Area: Physical Chemistry of Molecules, Liquids and Interfaces, Biophysical Chemistry
• Term: from 2000 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5221815

Mit Hilfe der Moleküldynamik soll im Rahmen des Forschungsprojektes ein vertiefter Einblick in die Struktur und Stabilität der morphologisch relevanten Segmente der Monomereinheit der Keratinintermediärfilamente erlangt werden. Besonderes Augenmerk wird auf den Einfluß definierter, experimentell verifizierter Punktmutationen auf die Stabilität der alpha-helikalen Sekundärstruktur sowie der coiled-coil-Tertiärstruktur der humanen Typ II-Haarkeratine hHb1 und hHb6 gelegt, die kausal mit der Haarkrankheit Monilethrix in Zusammenhang gebracht werden konnten. Zur Untersuchung der Vorgänge auf mikroskopischer Ebene werden atomistische MD-Simulationen an Teilsegmenten der Haarkeratine im Vakuum und in wässeriger Umgebung bei verschiedenen Simulationstemperaturen durchgeführt. Anhand der aus den Simulationen erhaltenen Trajektorien wird die Stabilität der Überstrukturen untersucht. Es wird erwartet, daß die MD-Simulationen wertvolle Hinweise und Ergänzungen der Interpretationen experimenteller Ergebnisse liefern, die aufgrund des hohen Homologiegrades sämtlicher Monomereinheiten der Intermediärfilamente (Keratin-, Vimentin-, Desmin-, Neurofilamente) möglicherweise Allgemeingültigkeit besitzen.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr. Franz-Josef Wortmann