OPUS


  • search hit 10 of 11
Back to Result List

Toward a Unified Assessment Protocol for Local and Global Protein Structure Stability and Quality Using Knowledge-Based Potentials

  • Proteins are involved in almost every aspect of life, mediating a wide range of cellular tasks. The protein sequence dictates the spatial arrangement of the residues and thus ultimately the function of a rotein. Huge effort is put into cumbersome structure eludication experiments which obtain models describing the observed spatial conformation of a protein, enabling users to predict their function, to understand their mode of action or to design tailored drugs to cure disease caused by misfolded or misregulated proteins. However, the result of structure determination experiments are merely models of reality, made under simplifying assumptions - sometimes containing major undetected errors. On the other hand, such experiments are resource demanding and they cannot supply the actual demand. Thus, scientists are predicting the structure of proteins in silico, resulting in models that are even more prone to error. In consequence, the structure biologists search after a practicable definition of structure quality and over the last two decades several model quality assessment programs emerged, measuring the local and global quality of peculiar structures. Seven representatives were studied, regarding the paradigms they follow and the features they use to describe the quality of residues. Their predications were compared, showing that there is almost no common ground among the tools. Is there a way to combine their statements anyway? Finally, the accumulated knowledge was used to design a novel evaluation tool, addressing problems previously spotted. Thereby, high quality of its predication as well as superior usability was key. The strategy was compared to existing approaches and evaluated on suitable datasets.
  • Fast jede Funktion einer Zelle wird durch Proteine vermittelt. Ihre einzigartige Abfolge von Aminosäuren diktiert das räumliche Arrangement ihrer Bausteine und resultiert letztendlich in definierten Funktionen, die das Protein übernimmt. Ein Gros an Ressourcen wird für Strukturaufklärungsexperimente angewendet, in denen man die räumliche Anordnung der Reste eines Proteins zu bestimmen versucht. Solche Modelle geben Auskunft über die Funktion eines Proteins, seine Wirkungsweise und ermöglichen das maßgeschneiderte Entwickeln von Medikamenten. Man darf jedoch nicht vergessen, dass die Ergebnisse von Strukturaufklärungsexperimenten nur Modelle der Realität darstellen, die unter vereinfachenden Annahmen gemacht wurden und sogar manchmal komplett falsch sind. Weiterhin sind solche Experimente sehr zeit- und kostenaufwendig und können nicht den wachsenden Bedarf decken. Deshalb gibt es Strukturvorher-sagedienste, die in silico versuchen, Modelle zu berechnen, welche aber noch fehleranfälliger sind. Wissenschaftler suchen nach einem anwendbaren Maß für die Strukturgüte und in den letzten 25 Jahren wurden zahlreiche Proteinstrukturevaluationsprogramme entwickelt, die die lokale und globale Qualität von Strukturen zu bewerten versuchen. Sieben Vertreter wurden genauer untersucht hinsichtlich ihrer Ansätze und den Kategorien, die sie nutzen, um die Qualität zu quantifizieren. Nach dem Vergleich ihrer Ausgaben zeigte sich, dass ihre Bewertungen überraschenderweise sehr gegenläufig sind. Gibt es dennoch einen Weg, eine gemeinsame Aus-sage aus mehreren Tools zu bestimmen? Zu guter Letzt wurde das gewonnene Wissen in einen eigenen Strukturevaluationsdienst kanalisiert, der Fehler etablierter Tools vermeidet. Ziel sollte sowohl eine treffende Bewertung der Strukturqualität sein als auch eine hohe Benutzerfreundlichkeit. Abschließend wurde das Vorge-hen mit den etablierten Ansätzen verglichen und mittels geeigneter Datensätze evaluiert.

Download full text files

Export metadata

Additional Services

Share in Twitter Search Google Scholar
Metadaten
Author:Sebastian Bittrich
URN:urn:nbn:de:bsz:mit1-opus4-63097
Document Type:Master's Thesis
Language:English
Year of Completion:2014
Granting Institution:Hochschule Mittweida
Release Date:2016/04/12
GND Keyword:Proteine , Bioinformatik
Institutes:03 Mathematik / Naturwissenschaften / Informatik
Dewey Decimal Classification:570 Biowissenschaften, Biologie
Access Rights:Frei zugänglich
Licence (German):License LogoEs gilt das UrhG