عنوان پایان‌نامه
یک رویکرد الگوریتمی مبتنی بر توابع نیروی دانش محور برای پیش بینی ساختار پروتئین
- رشته تحصیلی
- مهندسی کامپیوتر- آلگوریتم ها و محاسبات
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 64..;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 64661
- تاریخ دفاع
- ۲۹ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- علی غفاری
- استاد راهنما
- بابک نجاراعرابی
- چکیده
- فرآیند تاشدگی پروتئین در هر موجودی به دفعات بی‌شمار اتفاق می‌افتد. متأسفانه مدل کردن این فرآیند بسیار دشوار است. مسأله‌ی تاشدگی، پروتئین مسأله‌ی اصلی و مهم در زیست‌شناسی مولکولی و محاسبــاتی به شــمار می‌آید. مطالعه‌ی این مسأله منجر به شناخت بیشتر کارکرد و رفتار پروتئین‌ها می‌شود. چنین شناختی تأثیر ویژه‌ای در زمینه‌های مختلف زیست‌شناسی و داروسازی مانند طراحی دارو و در نتیجه ارتقای سطح سلامت دارد. مسأله‌ی تاشدگی پروتئین عبارت است از به دست آوردن ساختار سه بعدی پروتئین‌ها از توالی آمینواسید‌های آن‌ها. مسأله‌ی مشکل‌تر، پیدا کردن مسیر تاشدگی، یعنی تمامی دینامیک اتفاق افتاده برای رسیدن از حالت خطی تانشده به حالت فشرده‌ی تاشده است. در این پایان‌نامه، یک روش دینامیک مولکولی به عنوان یک متد برای پیش‌بینی ساختار پروتئین ارائه می‌دهیم. در این مطالعه، یک میدان نیرو برای شبیه‌سازی دینامیک مولکولی فرمول‌بندی کرده‌ایم که از ترجیحات آماریِ ارتباطِ بین‌اتمی در پروتئین‌های با ساختار شناخته‌شده استخراج شده است. با استفاده از این اطلاعات، نیروهای بین‌اتمی میان هر جفت اتم قابل تخمین است و با استفاده از نیروی میدان مذکور محاسبه می‌شود. بدین وسیله با استفاده از دینامیک مولکولی فرآیند تاشدگی و تکامل پروتئین در طول زمان را شبیه‌سازی می‌کنیم. هدف، به دست آوردن ساختار سه‌بعدی پروتئین با شروع از یک ساختار تصادفی است.
- Abstract
- Protein folding is an interesting as well as a challenging interdisciplinary problem which attracts many scientists from divergent fields of science: physics, chemistry, mathematics, and computer science. They are all attempting to solve this seemingly intractable problem by their different tools, perspectives, and thinking paradigms. Although a large number of rules are discovered about folding process, it seems that there are still many unknowns which are fascinating to explore as a Master's study. In this study, we formulated a force field which is obtained from statistical contact preferences within the known protein structures. According to this force field, an estimate of the inter-atomic forces between any two atoms can be calculated from a preprocessing phase. In the preprocessing phase, a fairly large number of protein with known structures are analyzed to form our force function. Then, we developed an MD tool in order to simulate evolution of the proteins by using this pairwise potential and to analyze the results in a continuous space. This method has an advantage over the other methods in running time. It is far quicker than the common molecular dynamics (MD) algorithms which are based on Newton's laws of motion, however, it is less accurate since it has been derived statistically.
