Computation of channels in protein molecules

Mgr. Petr Medek

Disertační práce

Anotace:

Dlouhodobý biochemický výzkum vlastností molekul proteinů vedl ke zjištění, že schopnost proteinu reagovat se svým okolím úzce souvisí s existencí dutin spojujících důležitou část uvnitř proteinu (aktivní místo) s povrchem proteinu. Tato dizertační práci představuje algoritmus pro geometrickou analýzu takovýchto dutin, zvaných tunely. Ve srovnání s ostatními metodami pro počítaní tunelů je navržený algoritmus schopný nalézt tunely, které jsou širší a kratší, a jsou tak biochemicky více důležité. V práci jsou navrženy také dvě metody pro analýzu tunelů v dynamických molekulách proteinů. Takováto analýza je jedním z hlavních přínosů této práce, protože doposud nebyla navržena žádná jiná metoda pro tento účel. Předpokládá se, že tato analýza pomůže získat spoustu důležitých informací a zlepšit tak proces výzkumu nových léků.

Abstract:

Long-term biochemical research into the properties of protein molecules indicated that the reactivity of a protein is closely related to the existence of cavities connecting an important part inside the protein, the active site, with the surface of the molecule. This thesis presents an algorithm for geometrical analysis of such cavities, called channels. In comparison with other approaches to the channel analysis, our algorithm is able to detect channels which are wider and shorter, and so are more biochemically relevant. We also propose two novel methods which allow an analysis of channels in dynamic protein models. This is one of the major contributions of this work, because there is currently no other method for this purpose. It is expected, that this analysis can provide a lot of useful information which will improve the process of the drug designing.

Keywords

protein, channel, Voronoi diagram, Delaunay triangulation, molecular dynamics

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 10. 2. 2010

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 27. 5. 2010
• Vedoucí: prof. Ing. Jiří Sochor, CSc.
• Oponent: doc. Dr. Ing. Ivana Kolingerová, Mgr. Alexej Kolcun, CSc.

Masarykova univerzita

Fakulta informatiky

Doktorský studijní program / obor:
Informatika (čtyřleté) / Informatika