Hledání cest v proteinových strukturách

Abstract

Problematika detekce dutin a tunelů v proteinových molekulových strukturách je intenzivně zkoumaným tématem jak z biochemického tak z informatického hlediska, s širokým spektrem aplikací, kterými jsou například návrh léků či proteinové inženýrství. Existuje řada softwarových nástrojů (příkladem je fpocket a CAVER), které umožňují detekci a analýzů proteinových tunelů. Cílem této bakalářské práce je vytvoření nové alternativní metody pro detekci proteinových tunelů, za využití algoritmů pocházejících z oblasti robotiky (například algoritmu Rapidly-exploring Random Trees). Nově navržená metoda využívá konceptu zakázaných oblastí pro ovlivnění způsobu růstu stromu, spolu s řadou dalších modifikací, které umožňují najít proteinové tunely v molekulách.The problem of protein cavity and tunnel detection in is a widely studied topic both from the biochemical and the computational standpoint, with a broad spectrum of applications, such as pharmaceutical design and protein engineering. A number of software tools currently exists, such as the fpocket and CAVER, which allow for protein tunnel detection and analysis. The goal of this thesis is to propose a new alternative method for protein tunnel detection, which utilizes well established and analyzed algorithms originating in the field of robotics, namely the Rapidly-exploring Random Trees algorithm. The novel method utilizes a novel concept of disabled areas to guide the tree growth, plus a score of other modifications to allow the algorithm to find multiple protein tunnels.