The well-tempered Thrombin - A systematic crystallographic and calorimetric study on the thermodynamics of serine-protease inhibition

The presented study contributes to the fundamental understanding of molecular recognition of small molecules by a macromolecular host protein. The biophysical properties of a large set of systematically varied thrombin inhibitors were anatomized in detail. In particular the combination of structural...

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Main Author: Baum, Bernhard
Contributors: Klebe, Gerhard (Prof. Dr.) (Thesis advisor)
Format: Dissertation
Language:English
Published: Philipps-Universität Marburg 2009
Pharmazeutische Chemie
Subjects:
Online Access:PDF Full Text
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Table of Contents: Diese Arbeit trägt zum tieferen Verständnis der grundlegenden Prinzipien bei, die bei der Bindung eines kleinen Moleküls an ein makromolekulares Protein relevant sind. Um im Detail die attraktiven Kräfte zu beschreiben, die in einer „molekularen Erkennung“ beider Moleküle resultieren, wurde eine Serie von 96 systematisch variierten Thrombininhibitoren biophysikalisch charakterisiert. Insbesondere die Kombination von struktureller Information aus der Röntgenkristallographie mit mikrokalorimetrisch gewonnenen thermodynamischen Daten erlaubte es, relative Unterschiede in den Bindungseigenschaften der Inhibitoren zu deuten. Durch diese systematische und kleinschrittige Variation der Inhibitoren war es möglich, zuverlässige Rückschlüsse auf den Beitrag einzelner funktioneller Gruppen oder Atome zur Bindungsaffinität zu machen, da die außerordentliche Komplexität der affinitätsbestimmenden Parameter auf den direkten Vergleich sehr ähnlicher Enzymliganden reduziert werden konnte. Dabei wurde durchweg die Reorganisation des Lösungsmittel bei der Inhibitorbindung in die Diskussion der stark variierenden Bindungsaffinitäten mit einbezogen.