Proteopedia – 3D Strukturbiologie für alle

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Wie wirkt Tamiflu gegen Grippe? Wie sieht ein fluoreszierendes Protein eigentlich aus? Die Proteopedia ist die Wikipedia der Strukturbiologen. In einer zentralen Datenbank hinterlegte Proteinstrukturen werden dort aufbereitet und mit Hilfe von 3D-Animationen und ausführlichen Erklärungen zugänglich gemacht. Nicht nur für Wissenschaftler, auch für Lehrende, Studenten und Leser, die sich einfach so für Wissenschaft interessieren geeignet.

Die Aufklärung von Proteinstrukturen ist eine formidable Herausforderung für Wissenschaftler und ein ganzes Feld, die Strukturbiologie, beschäftigt sich auf die eine oder andere Art mit möglichst detaillierten dreidimensionalen Strukturen von Proteinen und für einige gab es schon Nobelpreise.

Röntgenstrukturanalyse von kristallisierten Proteinen, bestimmte mikroskopische Techniken sowie NMR-Spektroskopie werden hauptsächlich genutzt um Proteinstrukturen aufzuklären. Falls – wie aktuell geschehen - ein Crowdsourcing-Projekt wie FoldIt dabei helfen, Proteinstrukturen (anhand von Homologievergleichen) zu entschlüsseln, wird dies natürlich medienwirksam aufbereitet und Ergebnisse aus der Strukturbiologie schaffen es bis in Spiegel Online.

Tatsächlich sind bereits die Strukturen zehntausender Proteine gelöst und in der Protein Data Bank in Form von Koordinatentabellen der einzelnen Atome jeder Aminosäure hinterlegt. Zwar kann sich jeder zu Hause mit Hilfe einer geeigneten Visualisierungssoftware Proteinstrukturen anschauen, trotzdem ist die Protein Data Bank eher ein Poteinstrukturlager und weniger ein Portal um schnell an relevante Informationen zu einzelnen Proteinen, deren Struktur und Funktion zu kommen, oder einfach um die Schönheit der Proteinstrukturen zu bewundern.

Dafür gibt es die Proteopedia.

Wie wirkt das Grippemedikament Tamiflu? Bitteschön, Informationen und Animationen zur Bindung an die virale Neuramidase. Was am Ribosom is RNA, was Protein? Wo bindet die tRNA und die mRNA? Mit einem Klick direkt am Modell visualisierbar. Wie sieht das grün fluoreszierende Protein GFP aus? Wie funktioniert es und wie unterscheiden sich anders farbige Varianten? Wie sieht Hemoglobin aus, wie viele unterschiedliche Strukturen gibt es und welche Rolle spielt Hemoglobin noch mal bei der Atmung? Antworten biete die Proteopedia in Form von Text, vor allem aber mit Abbildungen und vielen 3D-Animationen.

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Jede einzelne der rund 70 000 bei der PDB hinterlegten Proteinstrukturen hat eine eigene Seite auf Proteopedia und wie der Name schon sagt, ist das ganze ein Wikiprojekt, das beständig ausgebaut wird und auf die aktive Mithilfe von interessierten Wissenschaftlern angewiesen ist. Derzeit gibt es rund 1200 registrierte Benutzer, wer aktiv teilnehmen möchte, sollte sich zuerst die Videoguides anschauen. Inzwischen sind sogar einige Journals dazu übergegangen publizierten Strukturen eine Proteopediaseite mit interaktiven 3D-Animationen zur Seite zu stellen.

Die Proteopedia macht Strukturbiologie leicht zugänglich und vereint Struktur und Funktion der Proteine fast spielerisch. Die Seite bietet für Wissenschaftler, für Publikationsorgane, sowie für Lehrende, Studenten und einfach interessierte Laien einen Mehrwert. Der didaktische Anspruch der Proteopedia wird durch die sporadische Übersetzung der Artikel – beispielsweise auf hebräisch, arabisch oder chinesisch - unterstrichen. Die Seite existiert seit 2007 und wurde von der Gruppe um Joel Sussman am Weizmann Institut ins Leben gerufen. Proteopedia ist in einer freien Minute auf jeden Fall einen Besuch wert.

ResearchBlogging.orgPrilusky, J., Hodis, E., Canner, D., Decatur, W., Oberholser, K., Martz, E., Berchanski, A., Harel, M., & Sussman, J. (2011). Proteopedia: A status report on the collaborative, 3D web-encyclopedia of proteins and other biomolecules Journal of Structural Biology, 175 (2), 244-252 DOI: 10.1016/j.jsb.2011.04.011
Bild oben: Vascular endothelial growth factor (Proteopedia)
Bild Mitte: Triosephosphatisomerase (TIM, Proteopedia)

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Kommentare

  1. #1 PaulLinus
    22. September 2011

    Ach ja, das gute Tamiflu. Es lebe hoch.

    Allen Skeptikern sei gesagt: Wie stünden wir in der Evolution wohl heute dar, wenn es ROCHE nicht gelungen wäre, Tamiflu für uns zu entwickeln? Na? Wir wären entweder bereits ausgestorben, oder würden noch auf Bäumen herumsitzen, hustend, retadiert, und nicht zuletzt müßten wir ohne eine Proteopedia unser Leben fristen. Kein Kant, kein Schopenhauer. Dunkel wär’s.

  2. #2 WeiterGen
    22. September 2011

    PaulLinus,
    die Wirksamkeit von Tamiflu (Oseltamivir) ist überhaupt nicht Thema dieses Artikels (es wirkt, wenn auch weniger als anfangs geglaubt). Mit diesem Beispiel geht es darum zu zeigen, dass auch für die Allgemeinheit relevante Themen in der Proteopedia strukturbiologisch erklärt werden (wie und wo bindet Oseltamivir an die virale Neuramidase?)

  3. #3 PaulLinus
    23. September 2011

    @ WeiterGen

    “die Wirksamkeit von Tamiflu (Oseltamivir) ist überhaupt nicht Thema dieses Artikels”

    Das ist richtig. Nicht Thema, sondern beiläufige Grundlage. Schon im ersten Satz unwiderfragt als Teaser und erstes Vorzeigebeispiel bemüht. Kritische Implikationen, die mit Tamiflu und Roche relevant zusammenhängen, müssen wir hier nicht erwähnen, da es uns ja um eine ehrliche, transparente Beziehung zwischen “Wissenschaft” & “Allgemeinheit” geht. – “Du bist Tamiflu”, wäre auch mal eine schöne Kampagne.

    “Wissen für Alle” ist dem Astroturfer die Spielwiese. Ich gebe aber zu bedenken, daß es bereits heute mehr Lobbyarbeit gibt, als es gut tut.

  4. #4 iGEM Team TUM
    5. Oktober 2011

    Hallo WeiterGen,

    auch wir bemühen uns, Wissenschaft (bei uns: Synthetische Biologie) im Rahmen des iGEM Wettbewerbs der Öffentlichkeit zu erklären.
    Sollte jmd. von Scienceblogs über uns berichten wollen, stehen wir gerne für Interviews o.ä. zur Verfügung.

    Vielen Dank und weiter so!