Proteine sind einer der wichtigsten Bausteine des Lebens, sie setzen Substrate um, vermitteln Signaltransduktion, und sind an allen wichtigen molekularen Prozessen beteiligt. Der Großteil aller Medikamente vermittelt seine Wirkung durch Aktivierung, Inhibition oder Modifikation von Proteinantworten, ober besteht selbst aus Proteinen. Mithilfe von bioinformatischen Softwaretools können Proteinstrukturen modelliert und modifiziert werden, um neue Medikamente zu entwickeln. Traditionell wurden vor allem biophysikalische Definitionen von Proteinstabilität zusammen mit stochastischem Suchen verwendet, um Proteinstrukturen vorherzusagen, ober neue Proteine zu designen. Weltweit führend in diesem Gebiet ist die Rosetta Software, ein Paket aus vielen akademisch entwickelten Methoden und Protokollen. In jüngerer Zeit werden diese Methoden um Deep Learning und Machine Learning Methoden ergänzt, wie z.B. AlphaFold2, welches Proteinstrukturen vorhersagt. Des Weiteren wird Machine Learning auch für die Wirkstoffoptimierung von niedermolekularen Verbindungen eingesetzt.

Die Aufgabe der AG Wirkstoffmodellierung und –design ist die Erforschung neuer Methoden, die Anwendung auf biologische und chemische Fragestellungen, und Vermittlung von Kenntnissen zur Anwendung dieser Softwarepakete. Die AG Wirkstoffmodellierung und –design unterstützt den wissenschaftlichen Austausch und das Training in den oben genannten Methoden, z.B. durch Workshops, Hands-on-Training und Praktika. Eine weitere Aufgabe ist das Bekanntmachen und Aufklären über computergestützte Modellierungs- und Designmethoden.

Arbeitsgruppenleiter:
Prof. Dr. Jens Meiler
E-Mail: meiler@infai.org