Forschungsgruppe Sühnel

Biocomputing

Struktur-Bioinformatik und Computer-Genomanalyse

Unsere Gruppe arbeitet in Bereichen der Bioinformatik mit einem Schwerpunkt in der Strukturbiologie und der Computer-Genomanalyse.

Die strukturbiologischen Arbeiten haben das Ziel, neue ungewöhnliche Motive und Interaktionen in der dreidimensionalen Struktur von Proteinen und Nukleinsäuren zu identifizieren und zu analysieren. Wir setzen dafür quantenchemische Berechnungen, Moleküldynamik-Simulationen und Struktur-Bioinformatik-Analysen ein.

Im Einzelnen haben wir uns mit folgenden Motiven beschäftigt:

Wasservermittelte Interaktionen in Basenpaaren von Nukleinsäuren,
Geometrie und elektronische Struktur von Basen-Tetraden-Motiven, die z.B. in Telomeren-Strukturen vorkommen,
C-H...O-, C-H...N- und C-H...PI-Wechselwirkungen
Rolle von nicht-repetitiven Dipeptid-Motiven, die Übergängen zwischen unterschiedlichen Clustern in der Ramachandran-Darstellung entsprechen.

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» Telomere DNA-Sequenzen bilden DNA-Tetraplex-Strukturen. Ein Beispiel für eine entsprechende Struktur mit der Telomerensequenz vom Menschen ist links gezeigt (PDB ID: 143d). Quantenchemische Berechnungen an Bausteinen dieser Strukturen, wie die rechts gezeigten Sandwich-Tetraden können zu einem besseren Verständnis ihrer Struktur und Funktion beitragen. (Meyer et al, 2005, 2007).

Unsere Arbeiten in der Computer-Genomanalyse sind auf die Entwicklung von Werkzeugen zur beschleunigten und verbesserten Annotation und Analyse prokaryotischer Genome gerichtet. Darüber arbeiten wir an einem neuen Genom-Browser-Typ, bei dem die Nukleinsäuresequenz durch physiko-chemische Dinukleotid-Eigenschaften kodiert wird.

Weiterhin haben wir die im rechten Fensterbereich gezeigten Datenbanken und Internet-Werkzeuge entwickelt.

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» Mit JPGV erzeugte zirkuläre Darstellung von Eigenschaften des Genoms E. coli K12. CDS(PDB) bezeichnet Gene, für die dreidimensionale Proteinstrukturen bekannt sind. Der Replikationsursprung korreliert mit dem Minimum der Größe purine excess (Romualdi et al, 2007).

Unsere Gruppe hat zwischen 2001 und 2007 das Jena Centre for Bioinformatics - JCB koordiniert. Gegenwärtig ist J. Sühnel der Koordinator des Jena Centre for Systems Biology of Ageing - JenAge. Schliesslich ist die Gruppe auch verantwortlich für die Betreuung des lokalen Instituts-Computernetzes und seiner Internet-Anbindung.

Intern arbeiten wir eng mit den Forschungsgruppen Diekmann und Platzer zusammen.
Externe Zusammenarbeiten erfolgen mit M. Meyer, Revotar Biopharmaceuticals, Hennigsdorf, C. Skerka und P. Zipfel, Hans-Knöll-Institut, Jena, A. Gutermann, Medigene, Martinsried, P. Dittrich, Universität Jena, M. Hausmann, Ruprechts-Karls-Universität Heidelberg und E.B. Pedersen, University of Southern Denmark, Odense.

Ausgewählte Publikationen

Friedel M, Nikolajewa S, Sühnel J, Wilhelm T. (2009) DiProGB: The Dinucleotide Properties Genome Browser. Bioinformatics. Jul 15. Epub ahead of print. [PubMed]
Friedel M, Nikolajewa S, Sühnel J, Wilhelm T. (2009) DiProDB: a database for dinucleotide properties. Nucleic Acids Res. 37 (Database issue), D-37-40. [PubMed]
Meyer M, Sühnel J. (2008) Density functional study of adenine tetrads with N6-H6...N3 hydrogen bonds. J Phys Chem A. 112, 4336-4341. [PubMed]
Huehne R, Koch F-T, Sühnel J (2007) A comparative view of comprehensive information resources on three dimensional structures of biological macromolecules. Brief Funct Genomics Proteomics 6, 220-239. [PubMed]
Romualdi A, Felder M, Rose D, Gausmann U, Schilhabel M, Glöckner G, Platzer M, Sühnel J (2007) GenColors: annotation and comparative genomics of prokaryotes made easy. Methods Mol Biol. 395, 75-96. [PubMed]
Schwarz-Finsterle J, Stein S, Grossmann C, Schmitt E, Trakhtenbrot L, Rechavi G, Amariglio N, Cremer C, Hausmann M (2007) Comparison of triple helical COMBO-FISH and standard FISH by means of quantitative microscopic image analysis of abl/bcr positions in cell nuclei. J Biochem Biophys Methods. 70, 397-406. [PubMed]
Skerka C, Lauer N, Weinberger AA, Keilhauer CN, Sühnel J, Smith R, Schlötzer-Schrehardt U, Fritsche L, Heinen S, Hartmann A, Weber BH, Zipfel PF (2007) Defective complement control of factor H (Y402H) and FHL-1 in age-related macular degeneration. Mol Immunol. 44, 3398-3406. [PubMed]
Glöckner G, Schulte-Spechtel U, Schilhabel M, Felder M, Sühnel J, Wilske B, Platzer M (2006) Comparative genome analysis: selection pressure on the Borrelia vls cassettes is essential for infectivity. BMC Genomics 7, 211. [PubMed]
Nolte O, Müller M, Häfner B, Knemeyer JP, Stöhr K, Wolfrum J, Hakenbeck R, Denapaite D, Schwarz-Finsterle J, Stein S, Schmitt E, Cremer C, Herten DP, Hausmann M, Sauer M (2006) Novel singly labelled probes for life science applications (SMART PROBES). In: Biophotonics: Visions for Better Health Care (Popp J, Strehle M, Eds), Wiley-VCH, 167-230. [Amazon]
Meyer M, Hocquet A, Sühnel J (2005) Interaction of sodium and potassium ions with sandwiched cytosine-, guanine-, thymine-, and uracil-base tetrads. J Comput Chem. 26, 352-364. [PubMed]
Monajembashi S, Rapp A, Schmitt E, Dittmar H, Greulich KO, Hausmann M (2005) Spatial association of homologous pericentric regions in human lymphocyte nuclei during repair. Biophys J. 88, 2309-2322. [PubMed]
Romualdi A, Siddiqui R, Glöckner G, Lehmann R, Sühnel J (2005) GenColors: accelerated comparative analysis and annotation of prokaryotic genomes at various stages of completeness. Bioinformatics. 21, 3669-3671. [PubMed]
Wieland GD, Nehmann N, Müller D, Eibel H, Siebenlist U, Sühnel J, Zipfel PF, Skerka C (2005) Early growth response proteins EGR-4 and EGR-3 interact with immune inflammatory mediators NF-kappaB p50 and p65. J Cell Sci. 118, 3203-3212. [PubMed]

Last update: October 7, 2009

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