Softwarová analýza a predikce v hmotnostní spektrometrii

Mgr. Martin RAUS

Doctoral thesis

Software analysis and prediction in mass spectrometry

Anotácia:

V teoretické části této práce se pojednává o současné bioinformatice. Popisuje se její význam a studovaná problematika. Jsou zde zmíněny i prostředky, které bioinformatika využívá. Zvláštní důraz je věnován na propojení s oblastí biochemie, proteomiky a hmotnostní spektrometrie v biologii. Praktická část této práce se zabývá softwarovou analýzou dat a predikcí v hmotnostní spektrometrii. Skládá se ze tří kapitol. Každá kapitola se věnuje jednomu z řešených problémů a představuje softwarové aplikace, které byly pro daný účel vytvořeny. První z kapitol se zabývá počítačovou predikcí proteolytického štěpení proteinů. Součástí je i popis aplikace ProteinCutter, která je osvědčeným nástrojem pro predikci štěpení proteinů. Tato aplikace v sobě spojuje schopnosti několika starších aplikací. Navíc přidává další funkce, které nejsou běžně k dispozici. Druhá (nejkratší) kapitola, se věnuje aplikaci Izotop pro výpočet rychlosti biosyntézy cytokininů. Třetí kapitola je nejrozsáhlejší a věnuje se softwarové analýze a porovnání hmotnostních spekter. Zabývá se problematikou rozpoznání píků v hmotnostním spektru. Dále je rozveden postup, jak mezi sebou porovnávat hmotnostní spektra, což je stěžejním tématem této části. Součástí je i popis aplikace Biospean, která byla vyvinuta pro účely hromadného porovnávání hmotnostních spekter. Tato aplikace již byla s úspěchem vyzkoušena pro řešení praktických úkolů. Zvláštní pozornost je věnována třem specifickým případům, kdy byla aplikace Biospean využita způsobem, jaký nebyl na počátku jejího vývoje vůbec plánován.

Abstract:

The theoretical part of this thesis deals with current bioinformatics describing its significance and issues that are studied. There are also bioinformatics tools mentioned. A special emphasis is placed on linking the discipline with the areas of biochemistry, proteomics and biological mass spectrometry. The experimental part concerns software-based data analysis and prediction in mass spectrometry. It consists of three chapters. Each chapter addresses a practical task and introduces a software application that has been developed for the given purpose. The first chapter deals with computer prediction of a protelytic cleavage of proteins. It also includes a description of the application ProteinCutter, which proved to be a reliable tool for the prediction of protein digestion. This application combines the capabilities of several previous applications with some additional features, which are not commonly available. The second (and shortest) chapter introduces the software application Izotop, which allows to calculate the rate of cytokinin biosynthesis. The third chapter is the largest one and it is dedicated to software analysis and comparison of mass spectra. It deals with the issue of peak identification in a mass spectrum. Furthemore, there is a procedure for comparing mass spectra elaborated in detail, which is the central theme of this text section. The chapter also includes a description of the application Biospean that has been developed for extensive comparisons of mass spectra. This application has been successfully tested to solve practical tasks. A special attention is paid to three specific cases where the Biospean was used in a way that had not been expected at all in the beginning of its development.

Kľúčové slová

ProteinCutter, Biospean, hmotnostní spektrometrie, spektrum, bioinformatika, biochemie, predikce štěpení, analýza

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 29. 7. 2013

Zverejniť od: 29. 7. 2013

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: Prof. Mgr. Marek Šebela, Dr.

PALACKÝ UNIVERSITY IN OLOMOUC

Faculty of Science

Doctoral programme / odbor:
Biochemistry / Biochemistry