Detekce asymetrických tunelů v proteinech pomocí Voroného diagramu

Bc. Jakub Vallo

Diplomová práce

Detection of asymmetric tunnels in proteins using Voronoi diagram

Anotace:

Proteíny sú obrovské makromolekuly, ktoré sa zúčastňujú na veľkom množstve katalytických reakcií v ľudskom tele. Funkcia proteínu je vo veľkej miere určená jeho štruktúrou a regiónom zvaným aktívne miesto. Tieto aktívne miesta sa obyčajne nachádzaju hlboko v molekule proteínu prístupné iba cez volné vstupy zvané tunely. V tejto práci preskúmame aktuálne dostupné algoritmy na detekciu tunelov v proteínoch a implementujeme novú experimentálnu metódu na detekciu tunelov, ktorá umožní detailnejšiu detekciu asymetrických tunelov. Na rozdiel od existujúcich algoritmov na detekciu asymetrických tunelov, naša metóda využíva Voronoiov diagram a tým dosahuje lepšiu časovú a pameťovú zložitosť. Náš algoritmus je napísaný v programovacom jazyku Java a bol integrovaný do programu CAVER. Tým boli zlepšené možnosti analýzy proteínov v programe CAVER a bol podporený výskum v tejto oblasti.

Abstract:

Proteins are large macromolecules involved in a vast array of catalytic reactions in our bodies. The function of a protein is mainly determined by its structure and a special region called an active site. These active sites are usually buried deep inside the protein molecule accessible only by void paths, i.e., tunnels. In this thesis we examine currently available algorithms for the detection of tunnels in proteins and implement a new experimental tunnel detection method which enables more detailed detection of asymmetric tunnels. Contrary to the existing asymmetric tunnel detection methods, our method employs Voronoi diagram which makes the computation more efficient with respect to time and memory. Our algorithm is written in Java programming language and it was integrated into the CAVER software tool. In this manner, the capabilities of protein analysis in CAVER are improved and the further research in this domain is enhanced.

Keywords

protein, active site, tunnel, asymmetric tunnel, Voronoi diagram, Voronoi face, CAVER

Jazyk práce: angličtina

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

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 9. 2. 2017
• Vedoucí: RNDr. Adam Jurčík, Ph.D.
• Oponent: doc. RNDr. Barbora Kozlíková, Ph.D.

Masarykova univerzita

Fakulta informatiky

Magisterský studijní program / obor:
Aplikovaná informatika / Aplikovaná informatika