|
|
Využití variačních autoenkodérů pro ancestrální rekonstrukci sekvencí
Kohout, Pavel ; Martínek, Tomáš (oponent) ; Musil, Miloš (vedoucí práce)
Proteinové inženýrství je interdisciplinární vědní obor zabývající se návrhem vylepšených proteinů. Úspěšnou metodou využívanou pro návrh stabilnějších a aktivnějších proteinů je ancestrální rekonstrukce sekvencí. Tato metoda zkoumá evoluční vztahy mezi existujícími proteiny a za pomoci fylogenetických stromů vytváří jejich evoluční předchůdce, které kýžené vylepšené vlastnosti často vykazují. Proto nové a robustnější metody využívající matematické modely společně s obrovským množstvím sekvenčních dat by se mohly stát mocným nástrojem proteinového inženýrství. Tato diplomové práce se zabývá použitím variačních autoenkodérů jako alternativního přístupu k návrhu ancestrálních sekvencí oproti konvenčním metodám využívajícím fylogenetické stromy. V práci byly provedeny experimenty pro optimalizaci architektury a navrženy statistické metody pro evaluaci kvality modelů a generovaných sekvencí. Současně byly provedeny zkoušky robustnosti celé metody a navrhnuty a implementovány strategie pro generaci sekvence předků.
|
|
|
Využití strojového učení pro predikci vlivu mutací na stabilitu proteinů
Dúbrava, Juraj Ondrej ; Martínek, Tomáš (oponent) ; Musil, Miloš (vedoucí práce)
Táto práca sa zaoberá predikciou vplyvu aminokyselinových mutácií na stabilitu proteínu. Cieľom bolo vytvorenie nástroja klasifikujúceho výsledný charakter mutácie s využitím kombinácie viacerých metód strojového učenia. Implementovaný prístup kombinujúci metódy SVM a Random Forest dosiahol lepšie výsledky ako použitie metód samostatne. Nástroj bol porovnaný s dostupnými nástrojmi na nezávislom datasete na ktorom dosiahol úspešnosť predikcie 67 % a koreláciu 0,3.
|
|
|
Large-Scale Analysis of the Ligand Transport and Docking inside of the Protein Tunels
Ježík, Andrej ; Martínek, Tomáš (oponent) ; Musil, Miloš (vedoucí práce)
This thesis discusses large-scale analysis of the ligand transport and docking inside of the protein tunnels. Protein-ligand interactions are involved in processes such as cell signalling, transport, metabolism, regulation, gene expression, and enzyme activity. To understand the interaction between these molecules is vitally important for the research for new pharmaceuticals. The procedure of protein-ligand docking involves the following steps: (i) finding the structures of proteins (receptors) and ligands, (ii) identifying ligand binding sites, (iii) considering receptor/ligand flexibility, and (iv) computing interaction energy between the receptor and the ligand. Additional functionality will be implemented to allow CaverWeb to test a complete set of pre-processed drug ligands on a protein, in an effort to enhance the efficiency of the procedure for large sets of ligands, which will allow a much smoother workflow.
|
|
|
Interactive Database for the Storage and Maintenance of the Biological Data
Dúbrava, Juraj Ondrej ; Martínek, Tomáš (oponent) ; Musil, Miloš (vedoucí práce)
The main focus of this thesis is to develop a novel database of protein stability data that will focus on storage and maintenance of the experimental data. The result is a novel database FireProtDB, providing manually curated experimental data from all available sources, while presenting the data via implemented graphical user interface. The user interface provides all necessary information stored in the database with ability to search data using advanced search engine to create customized search queries targeting users seeking data for construction of the machine learning datasets.
|
|
|
Analysis of Cancer-Associated Protein Mutations
Borko, Simeon ; Martínek, Tomáš (oponent) ; Musil, Miloš (vedoucí práce)
PredictSNP ONCO is a web tool that analyses the impact of protein mutations on the development of oncological diseases. The tool integrates several bioinformatics tools and provides the result of its own predictor, which classifies mutations as oncogenic or benign. Apart from that, PredictSNP ONCO provides the results of a virtual screening of drugs that could inhibit the function of affected proteins. The web interface is freely available at https://loschmidt.chemi.muni.cz/predictsnp-onco/.
|
|
|
Vývoj energetiky v České republice během následujících let
Musil, Miloš ; Kracík, Petr (oponent) ; Toman, Filip (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá analýzou současné české energetiky. Popisuje její aktuální stav a nastiňuje možné scénáře jejího vývoje v budoucích letech v kontextu transformace energetiky. Práce se snaží analyzovat současný stav energetického sektoru v zemi, zhodnotit jeho silné a slabé stránky a identifikovat příležitosti a hrozby pro budoucí vývoj. Práce popisuje jednotlivé části české energetiky, jako je elektroenergetika, plynárenství, teplárenství a ropný průmysl, včetně výrobních zdrojů, spotřeby a emisí. Největší důraz je kladen na elektroenergetiku. Současně s nastíněnými možnými scénáři vývoje v budoucnu jsou zanalyzovány kapacity a potenciál jednotlivých sektorů. Část práce se také věnuje popisu a vysvětlení složení a konstrukci ceny elektřiny a plynu v ČR. Důraz je kladen i na zasazení české energetiky do širšího kontextu energetik států Evropy a zahrnuje různé scénáře vývoje elektroenergetiky v Evropě. V kontextu aktuální geopolitické situace v Evropě, modernizaci a transformaci tohoto sektoru je nutné budovat nové zdroje energie.
|
|
|
Fully Automated Method for the Design of Ancestral Proteins
Štěpánek, Martin ; Martínek, Tomáš (oponent) ; Musil, Miloš (vedoucí práce)
Protein stability is a crucial feature for the industrial applications of proteins. This thesis focuses on the enhancements of FireProtASR, an automated tool for the design of stable proteins via ancestral sequence reconstruction. A novel technique of the successor prediction was developed and implemented into FireProtASR. Successors represent the evolutionary future of protein sequences and are supposed to have higher activity than current day proteins. They are also expected to have higher ability to target specific molecules. Furthermore, a new web user interface of FireProtASR was developed. It provides a fast and intuitive way to control the tool.
|
|
|
Computational Workflow for the Prediction and Design of Stable Proteins
Kadleček, Josef ; Martínek, Tomáš (oponent) ; Musil, Miloš (vedoucí práce)
This thesis focuses on enriching computational tools for the prediction of protein mutations for the purpose of enriching their stability. Stable mutants of proteins are necessary for the development of the new drugs. Unfortunately, experimental validation of the stabilization effect of given mutations is costly and time demanding. Therefore, the FireProt tool was developed. FireProt utilizes a combination of both evolutionary and energy-based approaches for identifying potentially stabilizing mutations. This thesis enriches the FireProt tool with the possibility of entering custom mutations for the analysis. It also integrates other prediction software, FireProt ASR, and provides user with an option to select multiple mutational strategies for the detection of stabilizing mutations. Furthermore, it enriches the FireProt tool with another information about proteins residues (for instance relative B-factor) and makes it possible to utilize homology modeling to model the protein's structure based on its sequence. Lastly, it introduces a novel approach for the design of multiple-point mutants.
|
|
|
Využití variačních autoenkodérů pro ancestrální rekonstrukci sekvencí
Kohout, Pavel ; Martínek, Tomáš (oponent) ; Musil, Miloš (vedoucí práce)
Proteinové inženýrství je interdisciplinární vědní obor zabývající se návrhem vylepšených proteinů. Úspěšnou metodou využívanou pro návrh stabilnějších a aktivnějších proteinů je ancestrální rekonstrukce sekvencí. Tato metoda zkoumá evoluční vztahy mezi existujícími proteiny a za pomoci fylogenetických stromů vytváří jejich evoluční předchůdce, které kýžené vylepšené vlastnosti často vykazují. Proto nové a robustnější metody využívající matematické modely společně s obrovským množstvím sekvenčních dat by se mohly stát mocným nástrojem proteinového inženýrství. Tato diplomové práce se zabývá použitím variačních autoenkodérů jako alternativního přístupu k návrhu ancestrálních sekvencí oproti konvenčním metodám využívajícím fylogenetické stromy. V práci byly provedeny experimenty pro optimalizaci architektury a navrženy statistické metody pro evaluaci kvality modelů a generovaných sekvencí. Současně byly provedeny zkoušky robustnosti celé metody a navrhnuty a implementovány strategie pro generaci sekvence předků.
|
|
|
Identifikace proteinových tunelů s využitím molekulárních dynamik
Kohout, Petr ; Martínek, Tomáš (oponent) ; Musil, Miloš (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá analýzou proteinových struktur. Cílem je navrhnout Caver Web 2.0 -- novou verzi webové aplikace, která začlení další vědecké nástroje a uživatelům umožní projít komplikovaný pracovní protokol za poskytnutí relevantních výsledků bez nutnosti hlubší znalosti integrovaných nástrojů. Vše bude zprostředkováno prostřednictvím jednoduchého a interaktivního uživatelského rozhraní. Aplikace rozšiřuje původní aplikaci Caver Web 1.0 o nové vlastnosti. Caver Web 1.0 je webový server vhodný pro identifikaci proteinových tunelů a kanálů, pro které umožňuje spustit analýzy transportu ligandů. Program se vyznačuje intuitivním a uživatelsky přívětivým rozhraním s minimem požadovaných vstupů od uživatele. Server je vhodný i pro výzkumníky bez pokročilých bioinformatických nebo technických znalostí. Jeho současná verze je ve vědecké komunitě dobře zavedená a velmi využívaná (35 000 dokončených výpočtů během dvou let provozu). Nejvýznamnějším omezením současné verze je možnost analyzovat pouze statickou strukturu, což často poskytuje neúplný biologický obraz. Proto bylo rozhodnuto o rozšíření nástroje o výpočet molekulárních dynamik, které poskytnou ucelený obraz na proměny proteinových struktur.
|
host ::
RSS.