Development of geometrical methods for protein engineering and analysis of protein structures

Mgr. Antonín Pavelka, Ph.D.

Advanced ('rigorózní') thesis

Abstract:

Proteiny získané z živých organismů mohou být metodami proteinového inženýrství upraveny pro praktické využití. Evolučně variabilní rezidua v aktivním místě nebo přístupových tunelech jsou atraktivním cílem pro návrh enzymů nových katalytických vlastností. Nynější přístupy k identifikaci těchto „hot spot“ reziduí vyžadují znalost mnoha bioinformatických nástrojů, zkušenosti s interpretací jejich výsledků a jsou časově náročné. Navíc algoritmy pro identifikaci tunelů mají řadu omezení. To motivovalo cíle diskutované v těchto Tezích, kterými jsou (i) vyvinout výpočetní metodu pro identifikaci „hot spot“ reziduí a (ii) navrhnout nové algoritmy pro přesnější identifikaci tunelů.

Abstract:

Proteins from living organisms can be adapted by methods of protein engineering and used as molecular tools in practical applications. Evolutionary variable residues in active site or lining access tunnels are an attractive target for engineering of enzyme catalytic properties. Current approaches for identification of such protein engineering hot spot residues requires knowledge of many bioinformatics tools, experience with interpretation of their results and are time consuming. Furthermore, algorithms for identification of tunnels have several limitations. This motivated the aims discussed in this Thesis Proposal, which are (i) to develop a computational method for identification of hot spot residues and (ii) to design new algorithms for more accurate tunnel identification.

Keywords

tunnel, Voronoi diagram, protein, enzyme, structural bioinformatics, protein engineering, rational design, activity, substrate specificity, enantioselectivity, mutability, evolutionary conservation, evolutionary rate tunel, Voroného diagram, enzym, strukturní bioinformatika, proteinové inženýrství, racionální design, aktivita, substrátová specificita, enantioselektivita, mutabilita, evoluční konzervovanost, evoluční rychlost

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 2. 2012

Thesis defence

• Date of defence: 23. 5. 2012
• Reader: Ing. Matej Lexa, Ph.D., doc. Mgr. Daniel Svozil, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Informatics

Advanced ('rigorózní řízení') programme / field:
Applied Informatics / Bioinformatics