Strukturna predikcija funkcije proteina i odnos funkcionalnih kategorija i neuređenosti

Abstract

Proteini predstavljaju najvažniju grupu biomolekula u živom svetu. Različite funkcije koje imaju u svakom organizmu jedinstvene su i nezamenljive, počev od raznovrsnih ćelijskih procesa, preko njihove strukturalne uloge, uloge katalizatora, velikog broja metaboličkih funkcija i slično. Poznavanje i razumevanje funkcija proteina je stoga esencijalno u istraživanju bilo kog biološkog procesa, sa posebnim naglaskom na oboljenja ljudi, s obzirom da se mnoga od njih mogu pojaviti zbog funkcionalnih mutacija. U ovom radu biće predstavljeno istraživanje ovog domena kroz dva različita pristupa. U prvom, funkcija proteina posmatrana je kroz GO ontologije, koje podrazumevaju predstavljanje funkcije proteina kroz tri velika usmerena aciklička grafa funkcija: jedan je vezan za biološke procese, drugi za ćelijske komponente, a treći za molekulsku funkciju. Svaki od njih sadrži više hiljada čvorova, pri čemu svaki čvor određuje specifičniju funkciju od svojih predaka. Zadatak ovog dela istraživanja je razvoj prediktora funkcije proteina na osnovu njene primarne sekvence primenom metode strukturalnih podržavajućih vektora koja predstavlja generalizaciju poznate metode podržavajućih vektora na strukturalni izlaz. Jedno od osnovnih načela molekularne biologije predstavlja paradigma struktura-funkcija po kojoj je 3D struktura proteina blisko povezana sa njegovom ulogom u organizmu. Utvrđeno je da su neuređeni proteini (kojima nedostaje 3D struktura) kao i neuređeni delovi proteina u vezi sa teškim savremenim bolestima i kao takvi su predmet aktuelnih istraživanja. U drugom pravcu razmatrana je veza funkcionalnih kategorija proteina sa njihovom neuređenošću, kao i sa drugim fizičko-hemijskim karakteristikama proteina. Funkcija proteina ovde je posmatrana kroz 25 osnovnih funkcija proteina koje su grupisane u 4 funkcionalne grupe. U ovoj disertaciji su prikazani rezultati detaljne analize nad velikim skupom proteina za koje je neuređenost određena primenom javno dostupnih alata...