Bestimmung von Strukturinformation aus experimentellen Messdaten für Biomoleküle

Während des letzten halben Jahrhunderts hat die Anzahl und die Genauigkeit von experimentellen Verfahren, welche imstande sind, Werte von beobachtbaren Größen für biomolekulare Systeme zu liefern, stetig zugenommen. Die Umwandlung eines Messwerts Qexp einer beobachtbaren Größe Q in strukturelle Information stellt jedoch eine Aufgabe dar, welche theoretische und praktische Probleme mit sich bringt: 1) mangelhafte oder ungenaue Werte Qexp, 2) Ungenauigkeiten im verwendeten funktionalen Zusammenhang Q(r→) , zur Verknüpfung der Größe Q mit der Struktur r→ , 3) die Beschreibung der messungsinhärenten Mittelung von Qexp, 4) die Handhabung einer mehrdeutigen Umkehrfunktion r→(Q) zur Funktion Q(r→) , um nur einige zu nennen. Diese Problemstellungen treffen auf eine Vielzahl beobachtbarer Größen Q und Messverfahren zu, wie z. B. Röntgen‐ und Neutronenbeugung, Kleinwinkel‐ und Weitwinkel‐Röntgenstreuung, Bildgebung mittels Freier‐Elektronen‐Laser, Kryo‐Elektronenmikroskopie, Kernspinresonanz, paramagnetische Elektronenresonanz, Infrarot‐ und Raman‐Spektroskopie, Zirkulardichroismus, Förster‐Resonanz‐Energietransfer, Rasterkraftmikroskopie und Ionenmobilitäts‐Massenspektrometrie. Das Vorgehen, Strukturinformation aus Messdaten zu gewinnen, wird anhand von Beispielen aus der Literatur, welche die Auswirkungen der vielfältigen zu treffenden Entscheidungen und Näherungen aufzeigen, besprochen. Die Ausführungen richten sich dabei in erster Linie an Nichtexperten und Anfänger auf dem Gebiet. Eine Auflistung an Entscheidungen, die es zu vermeiden gilt, wird bereitgestellt. Die richtige Entscheidung treffen: Die Bestimmung von Strukturinformation aus experimentellen Messdaten stellt eine Aufgabe dar, die theoretische und praktische Probleme mit sich bringt. Der Einfluss der vielfältigen Annahmen und Näherungen, die in den Prozess der biomolekularen Strukturaufklärung Eingang finden, wird diskutiert und eine Auflistung von Entscheidungen, die es zu vermeiden gilt, wird bereitgestellt.