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Projekt
Integration von Sequenz- und Reaktionsdaten zum Design und Engineering von Methioninadenosyltransferasen und weiteren SAM-abhängigen Enzymen
Antragstellerinnen / Antragsteller
Professorin Dr. Jennifer Andexer; Professor Dr. Jürgen Pleiss
Fachliche Zuordnung
Biologische und Biomimetische Chemie
Förderung
Förderung seit 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 510974120
In diesem Projekt P8 wird eine integrierte Computerplattform zur Analyse von Daten zu Sequenz, Struktur und Funktion von Enzymen entwickelt und angewendet, um maßgeschneiderte Methionin-Adenosyltransferasen (MATs) mit verändertem Substratprofil zu entwickeln. In Zellen produzieren MATs S- Adenosylmethionin (SAM) aus 5´-Adenosintriphosphat (ATP) und L-Methionin. Im Projekt sollen Enzymvarianten entwickelt werden, die selektiv für L- oder D-Methionin sind. Neben selektiven Varianten werden auch unselektive Varianten entwickelt und charakterisiert. Die integrierte Plattform wird parallel zum MAT-Projekt aufgebaut. Sie umfasst Bioinformatik-Workflows und eine Forschungsdatenmanagement-Toolbox für biokatalytische Daten. Die Bioinformatik-Workflows werden zur Untersuchung von Sequenz-Funktions-Beziehungen, zum Auffinden neuer Enzymkandidaten in Sequenzdatenbanken und zum Entwerfen hochangereicherter Mutantenbibliotheken eingesetzt. Die Forschungsdatenmanagement-Toolbox basiert auf dem standardisierten Datenaustauschformat EnzymeML und dient der Verwaltung, Analyse und Veröffentlichung von experimentellen und modellierten Ergebnissen gemäß den FAIR-Datenprinzipien. Die Plattformentwicklung ist ein Gemeinschaftsprojekt, das vorhandene Tools wie GitHub, Jupyter, die Biopython-Bibliothek und Galaxy verwendet, sowie vorhandene Datenbanken, Formate und Standards einbezieht. Die Plattform wird von allen FOR-Partnern genutzt, die sie lokal installieren, an ihre Bedürfnisse anpassen und anwenden, um ihre Daten zu analysieren und zu veröffentlichen, sowie Methoden und Ergebnisse auszutauschen. Die in P8 entwickelten Werkzeuge sind wiederverwendbar und erweiterbar. Der Einsatz von Workflows ermöglicht die Reproduzierbarkeit der Datenanalyse. Durch die Verwendung standardisierter Formate sind die Ergebnisse interoperabel. Die in P8 entwickelten Werkzeuge konzentrieren sich auf die Bedürfnisse von der FOR, können aber über die FOR hinaus erweitert und verallgemeinert werden und tragen so zur Digitalisierung der (bio)katalytischen Wissenschaften bei.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
