Multiple structure alignments of proteins by progressive method

Dopasowywanie wielostrukturalne białek metodą progresywną stanowi próbę optymalnego dopasowania puli rozwiązanych struktur. Metoda ta najczęściej znajduje zastosowanie w przypadku homologicznych białek. Jej ogromne znaczenie odkryto w ostatnich czasach, kiedy to postęp biotechnologiczny w połączeniu z szybko rozwijającą się informatyką umożliwił przeprowadzanie złożonych obliczeń, na przykład w dziedzinie nauk biologicznych. Korzyści stosowania dopasowania obejmują poznanie pochodzenia białek, wyznaczenie konserwatywnych fragmentów, a przede wszystkim dopasowywanie białek homologicznych z większą dokładnością w porównaniu do dopasowania odpowiadających sekwencji.W niniejszej pracy przedstawiono własną implementację algorytmu dopasowania wielostrukturalnego metodą progresywną w języku programowania Python. Implementacja opiera się między innymi na bibliotece PyMol, którą wykorzystano do nakładania par struktur. Dopasowanie nie zostało przeprowadzone w pełni z powodu pojawiających się substytucji oraz gapów w sekwencjach struktur białek, co doprowadziło do błędów w trakcie przeprowadzania dopasowania. Zaprezentowano wartości RMSD dopasowania referencyjnego, uzyskanego z narzędzia Pairwise Structure Alignment, dostępnego na stronie internetowej RCSB PDB.

Progressive multi-structure alignment of proteins is an attempt to optimally match a pool of resolved structures. The method is most often applied to homologous proteins. Its great importance has been discovered in recent times when advances in biotechnology combined with rapidly developing computer science have made it possible to carry out complex calculations in, for example, the biological sciences. The benefits of using alignment are knowledge of the origin of proteins, identification of conserved fragments and, above all, alignment of homologous proteins with greater precision compared to alignment of matching sequences. This thesis presents an in-own implementation of a progressive multi-structure matching algorithm in the Python programming language. Among other features, the implementation is based on the PyMol library, which was used to align a pair of structures The alignment was not fully performed due to insertions and gaps in the protein sequences that occurred, which led to errors during the alignment. The RMSD values of the reference alignment obtained from the Pairwise Structure Alignment tool available on the RCSB PDB website are presented.