570 Biowissenschaften, Biologie
Refine
Document Type
- Bachelor Thesis (7)
- Master's Thesis (1)
Keywords
- Membranproteine (8) (remove)
Institute
Es ist eines der größten ungelösten Probleme der letzten Jahrzehnte, wie die Beziehung zwischen Sequenz und 3D-Struktur in Proteinen tatsächlich aussieht. Um die Funktion und den Einfluss von physiologischen Bedingungen exakt verstehen zu können, werden Aussagen über die Struktur von Proteinen benötigt. Energieprofile stellen ein Energiemodell dar, welches die damit verbundenen Aspekte teilweise untersucht. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf Wechselwirkungen der einzelnen Aminosäuren eines Proteins untereinander. Die Grundlage bildet die Berechnung der freien Energie jeder Aminosäure. Zu Beginn dieser Arbeit war es nur möglich, von globulären Proteinen Energieprofile zu berechnen. Ziel der Bachelorarbeit ist es, einen Algorithmus zu entwickeln, der von Membranproteinen Energieprofile berechnen kann, um verstehen zu können, wie sich unterschiedliche physiologische Bedingungen auf Membranproteine auswirken, und wie beispielsweise Punktmutationen die Funktionsfähigkeit und den strukturellen Aufbau von Membranproteinen beeinflussen können.
The bachelor thesis is about cis-trans isomerization of Xaa-Pro (Xaa = any amino acid), their quantitative acquisition and the selection of 3D structure information for the prediction with a support vector machine (SVM). The quantitative detection of occurrence of cis-, trans- and cis/trans conformation in membrane proteins will be examined and evaluated. The 3D structure informa-tions include 12 features, the amino acids around proline and are including of proline. These include the inside/outside classification, the real secondary structure, energy consideration, as well as five further amino acid occur properties within a defined radius of the proline. From this information, a data set was created for the SVM. This program is used for the prediction of unknown and known Xaa Pro Isomerisms. The methods for the analysis were implemented with the platform independent programming language Java. Two programs have emerged from the work to a Xaa PIPT for the quantitative detection and extracting structural information and m Xaa-PIPT to the pure prediction of Xaa-Pro isomerism in protein structures. 389 Membrane proteins from the PDB (Protein Data Bank) served as a basis. The data were also statistically analysed and evaluated.
In der Bachelorarbeit ,,Erkennung von Ähnlichkeitsbeziehungen wohl definierter Muster in Membranproteinen mit Hilfe regulärer Ausdrücke" wurde 32 Pfamfamilien, in Bezug auf Motive, untersucht.Als Grundlage dienten hierfür 50 Sequenzmuster von Gerstein et al. [11]. Die Proteinsequenzen der verwendeten 32 Proteinfamilien, von deren Domänen keine Funktion bekannt ist, wurden auf Beinhalten dieser Muster hin untersucht. Im nächsten Schritt wurde untersucht, welche dieser 50 Muster zusammen in einer Proteinsequenz auftreten, um so die Co - Co- Occurence festzustellen. Anhand der somit erhaltenen häufigsten Paarungen im transmembranen, nichttransmembranen und Transition - Bereich und mit Hilfe von bereits beschriebenen Mustern und Pattern von biologischen Datenbanken, wurde versucht, bestimmten Musterpaarungen aus der Arbeit von Gerstein et al. eine Funktion zuzuordnen bzw. eine Erklärung für ihr Auftreten in den Proteinen zu finden.
Proteins are macromolecules that consist of linear-bonded amino acids. They are essential elements in various metabolic processes. The three-dimensional structure of a protein is determined by the order of amino acids, also referred to as the protein sequence. This conformation corresponds to the structural state in which the protein is functionally active. However, relationships between protein sequence, structure and function have not been fully understood yet. Additionally, information about structural properties or even the entire protein structure are crucial for understanding the dynamics that define protein functionality and mechanisms. From this, the role of a protein in its molecular context can be described closely. For instance, interactions can be investigated and comprehended as a biological dynamic network that is sensitive to alternations, i.e. changes which are caused by diseases. Such knowledge can aid in drug design, whereas compounds need to be specifically tailored and adjusted to their molecular targets. Protein energy profile-basedmethods can be applied to investigate protein structures concerning dynamics and alternations. The publications enclosed to this work discuss in general the scientific potentials of energy profilebased techniques and algorithms. On the one hand, changes in stability caused by protein mutations and proteinligand interactions are discussed in the context of energy profiles. On the other hand, energetic relations to protein sequence, structure and function are elucidated in detail. Finally, the presented discussions focus on recent enhancements of the eProS (energy profile suite) database and toolbox. eProS freely provides all elucidated methodologies to the scientific community. Thus, one can address biological questions with the presented methods at hand. Additionally, eProS provides annotations related to foreign databases. This ensures a broad view on biological data and information. In particular, energetic characteristics can be identified which contribute to a protein’s structure and function.
Ziel der Arbeit war es ein Topologievorhersagetool zu entwickeln, dass anhand von Energiepro-fildaten die Topologie von Membranproteinen vorhersagen kann. Hierzu gliedert sich die Arbeit in zwei Hauptteile. Zum einen werden zunächst einige Grundlagen zu den Themen Proteine, Energieprofile und Hidden-Markov-Modelle angeführt, zum anderen erfolgt eine Erläuterung des Vorgehens in Bezug auf die Erstellung der Datensätze und des Modells selbst. Schließlich werden die gewonnenen Informationen in der Auswertung analysiert und diskutiert. Dies geschieht sowohl im Hinblick auf die Vorhersagegenauigkeit des Modells, als auch auf die Eigenschaften der erstellten Datensätze
Membranproteine sind essentiell für viele lebenswichtige Prozesse in allen Organismen. Es ist hilfreich ihre Struktur aufzuklären, um ihre Funktionen und die diesen zu Grunde liegenden Mechanismen zu verstehen. Untersuchungen haben gezeigt, dass es kurze Motive gibt, die in a -helikalen transmembranen Proteinen allgegenwärtig sind. Es wird vermutet, dass diese Sequenzabschnitte elementare Eigenschaften besitzen, die die Stabilität und eventuell auch die Funktionen dieser Proteine ausmachen. In dieser Arbeit wurden die Interaktionen und die Beschaffenheit dieser Motive untersucht. Auf der Grundlage verschiedener Datenbanken konnte ein Informationsalmanach erstellt werden, der relevante Informationen zu jedem Motiv enthält. Mit einer Applikation können diese Daten visualisiert werden. Die so generierte Darstellung ist eine Möglichkeit, Proteine auf Grundlage von Motiven genauer zu analysieren. Eine Untersuchung von Motiven aus verschiedenen Proteinfamilien erbrachte weitere Einblicke. Es hat sich gezeigt, dass es Motive gibt, die vorrangig für die Aufrechterhaltung der Struktur verantwortlich sind und solche, die für eine Funktion wichtig erscheinen. Es existieren Motive, die in allen Proteinfamilien vorkommen, jedoch in jeder eine veränderte Zusammensetzung zeigen. Trotzdem scheinen sie in allen Familien die gleichen Auswirkungen zu haben. Andere Motive sind nur in bestimmten Proteinfamilien hoch konserviert und wahrscheinlich für eine Funktion spezifisch. Auf dieser Grundlage wurde eine Methode entwickelt, die einen Vergleich zwischen den Familien ermöglicht.
Stabilitätsanalyse des Membranproteins HP0565 : eine experimentelle und bioinformatische Studie
(2010)
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Auswertung von Kraft- Abstandskurven aus einem SMFS-Experiment des Membranproteins HP0565. Gleichermaßen wurden die Möglichkeiten einer bioinformatischen Studie für eine Charakterisierung des Proteins genutzt. Im Hinblick auf die Möglichkeiten der Single-Molecule-Force Spectroscopy (SMFS) wurden Stabilitätsanalysen und statistische Betrachtungen durchgeführt.