Sie können sich gleich in einer Videosimulation die Funktion des Enzyms Pepsin ansehen. Pepsin gehört zu den proteolytischen, d.h. Protein-degradierenden Enzymen. Im Verdauungsprozess werden durch diese Enzyme Proteine in Komponenten, d. h. in Peptide und Aminosäuren zerlegt. Allgemein formuliert spaltet das Enzym ein Substrat, welches nach der Spaltung aus dem Reaktionszentrum (active site) diffundiert. Die Funktion von Enzymen wird unterbunden, wenn ein Inhibitor, der aufgrund seiner Zusammensetzung selbst nicht gespalten werden kann, die Bindungstasche längere Zeit besetzt und auf diese Weise durch sterische Hinderung bewirkt, dass weiterhin Substrat die active site erreicht. 

Enzymatische Reaktionen laufen an aktiven Zentren ab. Hierfür ist der räumlich enge Kontakt des umzusetzenden Substrates mit den an der Reaktion beteiligten Aminosäureresten notwendig. Die Topologie und die Eigenschaften der Aminosäuren, die das aktive Zentrum umgeben, sind für die Substratspezifität verantwortlich. Im Video ist gut nachzuvollziehen, wie passgenau sich ein Substrat in die Bindungstasche einfügt. 

Zusätzlich sind in der Simulation sehr schön die unterschiedlichen Abstraktionsniveaus dargestellt, die verwendet werden, um Protein-3D-Strukturen zu beschreiben. Die am stärksten abstrahierende 3D-Darstellung ist die Reduzierung auf den Hauptkettenverlauf (das backbone), die zunächst gezeigt wird. Achten Sie auf die unterschiedliche Einfärbung, sie gibt die Domänenstruktur des Proteins wieder.

Die nächst komplexere Darstellung ist die eines Stäbchenmodells. Hierbei werden Bindungen in ihren räumlichen Dimensionen bereits korrekt abgebildet.

Die präziseste Darstellung in Bezug auf die Raumerfüllung liefert das Kalottenmodell, welches auch Atome in ihrer räumlichen Ausdehnung gemäß der Modellvorstellungen abbildet. Das Kalottenmodell macht klar, dass in Proteinen Aminosäureseitenketten dicht gepackt vorliegen.
Klicken Sie nun auf diesen Link, um das Video zu starten. Bitte beachten Sie diese Voraussetzungen für die Wiedergabe.
Die Simulation wurde in den Arbeitsgruppen der Professoren Dr. Oliver Kohlbacher (Universität Tübingen) und Dr. Hans-Peter Lehnhof (Universität des Saarlandes, Saarbrücken) angefertigt. Für die Überlassung danken wir beiden Herren ganz herzlich.