LOOPS: nástroj pro vizuální prozkoumávání smyček v proteinech

Bc. Filip Opálený

Master's thesis

LOOPS: visual interface for exploration of loops in proteins

Abstract:

Vizualizácie pomáhajú s pochopením a komunikáciou dát vo všetkých vedných oboroch. Molekulárna biológia je jedným z najlepších príkladov, keďže počítačové vizualizácie umožňujú vedcom z tohto oboru vizuálny vnem fenoménov, ktoré sú voľným okom neviditeľné. V tejto práci prezentujeme LOOPS, interaktívny nástroj na prieskum aperiodických proteínových štruktúr. Táto webová aplikácia, vyvinutá v úzkej spolupráci s odborníkmi v oblasti, integruje bioinformatické nástroje, databázy, a niekoľko vizualizačných metód pre proteínové štruktúry, aby pomáhala s procesom racionálneho štiepenia proteínových sučiek -- novým pracovným postupom proteínového inžinierstva vyvýjaným v Loschmidtových laboratóriách. Práca skúma súčasné vizualizačné nástroje relevantné pre proteínové inžinierstvo, diskutuje detaily dizajnu a implementácie aplikácie LOOPS, a predvádza vizualizačné metódy implementované v tejto aplikácií.

Abstract:

Visualization helps with understanding and communication of data in every area of science. Molecular biology is perhaps the greatest example, as computer visualizations enable life scientists in this field to visually perceive phenomena that are otherwise invisible to the naked eye. To aid with novel protein engineering workflow currently in development in the Loschmidt Laboratories, we introduce LOOPS, an interactive tool for visual exploration of aperiodic protein structures. This web application, developed in tight collaboration with domain experts, integrates bioinformatics tools, databases, and multiple protein visualization methods to aid in the process of loop grafting. In this thesis, we explore the existing visualization software tools relevant to the field of protein engineering, discuss the details of design and implementation of the LOOPS application, and showcase visualization methods implemented in this application.

Keywords

molecular visualization, protein, protein loop, protein structure, Protein Data Bank, Vue.js, Flask, web application

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 20. 7. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 17. 9. 2020
• Supervisor: doc. RNDr. Barbora Kozlíková, Ph.D.
• Reader: Mgr. Jiří Chmelík, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Informatics

Master programme / field:
Applied Informatics / Applied Informatics