Vliv experimentální chyby měřených zbytkových dipolárních interakcí na výpočet struktur proteinů

Mgr. Milan Zachrdla, Ph.D.

Bachelor's thesis

Impact of the experimental error of measured residual dipolar couplings on protein structure calculation

Abstract:

Zbytkové dipolární interakce měřené pomocí nukleární magnetické rezonance mohou být využity pro rozšíření experimentálních dat vhodných pro výpočet struktury proteinu, ovšem vzhledem k jejich malé intenzitě mohou být naměřené hodnoty zatíženy systematick ými experimentálními chybami. Vliv experimentálních chyb na výslednou vypočtenou strukturu byl analyzován hodnocením mnoha parametrů, z nichž jsou uvedeny parametry s nejvýraznějšími rozdíly. Analýza ukázala, že využití zbytkových dipolárních interakcí obsahujících experimentální chyby vede namísto k vylepšení výsledné struktury k výraznému zhoršení hodnocených parametrů oproti výpočtům bez využití RDCs. RDCs, z nichž byla odstraněna na první pohled špatně naměřená data, již nezhoršují strukturu tak výrazně a v případě RMSD dokonce dosahují lepších hodnot než při vynechání RDCs, ale stále má jejich použití spíše negativní efekt. Až RDCs prošlá kontrolou pomocí metod vyvíjených na pracovišti, a tedy data obsahující minimální množství experimentálních chyb, dosahují v některých případech lepších výsledků hodnocených parametrů než výpočty bez využití RDCs. Kontrola naměřených RDCs je tedy před počítáním struktury proteinu nutná a použité metody kontroly RDCs vedly k vylepšení dosahovaných hodnot kontrolních parametrů.

Abstract:

Residual dipolar couplings measured via nuclear magnetic resonance experiments can be applied to extend experimental data, which can be used for protein structure calculation. However, due to their low intensity, the measured values are prone to presence of systematic errors. Impact of the experimantal error on calculated structures was analysed by evaluating many parameters from which the parameters with the most considerable differences are presented. The analysis showed that the use of residual dipolar couplings containing experimental errors results in considerable deterioration of evaluated parameters instead of improving calculated structures compared to calculations without using of RDCs. RDCs, from which the evidently incorrectly measured data were removed, do not deteriorate calculated structures so considerably and in the case of RMSD, better results are achieved than without RDCs, but their impact is still more or less negative. Only RDCs that passed the tests developed in our laboratory, i.e., data with minimal presence of experimantal errors, achieve in some cases better results of evaluated parameters then calculations without the use of RDCs. Validation of measured RDCs before calculating protein structure is necessary and the used methods of testing lead to an improvement of achieved control parameter values.

Keywords

Nukleární magnetická rezonance, Zbytkové dipolární interakce, Výpočty struktur proteinů

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 9. 5. 2011

Thesis defence

• Date of defence: 13. 6. 2011
• Supervisor: prof. Mgr. Lukáš Žídek, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biochemistry