SARA
donderdag 8 januari 2004
Dutch Challenge-project gestart op Aster
Op de nationale supercomputer Aster is recentelijk een nieuw Dutch Challenge-project gestart, genaamd 'Berekeningen aan het enzym isocitraat lyase (ICL)'.
De tubercelbacterie gebruikt het enzym ICL voor zijn stofwisseling gedurende de tijd dat hij in 'stealth mode' verkeert. (Chronische tuberculose, veroorzaakt door persistente mycobacteriën.)
In stealth mode is de bacterie ongevoelig voor normale medicijnen, omdat persistente mycobacteriën andere enzymen voor hun stofwisseling kunnen gebruiken dan de normaal gebuikte enzymen die worden gedeactiveerd door de gewone geneesmiddelen.
Men probeert daarom nieuwe medicijnen te vinden die dit enzym deactiveren en daarmee de bacterie doden, zelfs als deze zich in stealth mode bevindt. Dit is bijvoorbeeld het geval bij mensen die geïnfecteerd zijn, maar niet ziek.
Voor het vervaardigen van een chemische verbinding die het enzym deactiveert, is het noodzakelijk de elektronendichtheidsfunctie van het enzym zo accuraat als mogelijk is te kennen. Voor een geometrische beschrijving van het aangrijpingspunt voor een ligand zal een nauwkeurig berekende elektronendichtheidsfunctie worden gebruikt.
Dit gebeurt op vrijwel op dezelfde manier als de traditioneel gedefinieerde roosters (gebaseerd op een mechanische benadering), samen met een betere elektrostatische benadering dan normaal wordt gebruikt in puntladingsmodellen. Gecombineerd met de kennis van de vorm van het enzym kan men vervolgens een medicijn ontwerpen met behulp van molecular modelling-technieken.
Het doel van dit Challenge-project is de ladingsdichtheid in het enzym zo accuraat mogelijk te berekenen met gebruik van quantumchemische technieken. Dit houdt in dat een zo groot mogelijk deel van het enzym wordt beschreven en dat de quantumchemie zo nauwkeurig als mogelijk wordt toegepast. Hierdoor moeten enorme matrices worden gevormd die slechts met gebruik van massief parallelle technieken in een aanvaardbaar tijdsbestek kunnen worden doorgerekend.
Het project wordt uitgevoerd door dr. J.H. van Lenthe van de afdeling Theoretische Chemie van de Universiteit Utrecht (het Debije instituut) in samenwerking met 'the Center for Molecular Design' in Vosselaar (Belgie), een afdeling van Janssen Pharmaceutica, een bedrijf van Johnson&Johnson.
Meer informatie over Dutch Computing Challenge Projecten kunt u vinden op de website van de Stichting Nationale Computerfaciliteiten (NCF): www.nwo.nl/ncf.