Anotace elementů sekundární struktury proteinů

Mgr. Adam Midlik

Diplomová práce

Annotation of secondary structure elements in proteins

Anotace:

Studium struktur proteinů v rámci proteinové rodiny vyžaduje konzistentní pojmenování elementů sekundární struktury (SSE) vyskytujících se v těchto strukturách. Tradičně musí být SSE anotovány ručně. V této práci byla navržena metoda automatické anotace, která pak byla (jako program SecStrAnnotator) implementována v jazyce C#. Algoritmus sestává ze tří kroků: superimpozice (přiložení) dotazovaného proteinu na vzorový protein, detekce SSE v dotazovaném proteinu a výběr SSE, které nejlépe odpovídají vzorové anotaci. SecStrAnnotator byl testován na 116 proteinech z rodiny cytochromů P450. Program poskytl správné anotace v 97 % prípadů a výsledky testování byly shrnuty, včetne ilustračních příkladů, obecného přehledu a diskuze slabých stránek. Nakonec byly výstupy programu použity pro analýzu obecných rysů SSE v cytochromech P450.

Abstract:

Study of structures of proteins within a protein family requires consistent naming of the secondary structure elements (SSEs) occurring in these structures. Traditionally, the SSEs have to be annotated manually. In this work an automated method for SSE annotation was designed and afterwards implemented (as a program SecStrAnnotator) in language C#. The algorithm consists of three steps: superimposition of the query protein onto the template protein, detection of SSEs in the query protein, and selection of the SSEs that best correspond to the template annotation. SecStrAnnotator was tested on 116 proteins from cytochrome P450 family. It provided correct annotations in 97 % of cases and the results of this testing were summarized, including illustrative cases, general overview, and discussion of weak points. Finally, the outputs from SecStrAnnotator were used to analyse general features of SSEs in cytochromes P450.

Keywords

protein, structure, secondary structure elements, SSE, annotation, cytochrome P450, CYP, SecStrAnnotator, structural bioinformatics, Protein Data Bank, DSSP, PyMOL, superimposition, struktura, elementy sekundární struktury, anotace, cytochrom P450, strukturní bioinformatika, superimpozice

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 4. 1. 2017

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 7. 2. 2017
• Vedoucí: doc. RNDr. Radka Svobodová Vařeková, Ph.D.
• Oponent: RNDr. Tomáš Raček

Masarykova univerzita

Fakulta informatiky

Magisterský studijní program / obor:
Aplikovaná informatika / Aplikovaná informatika