Isoelectric point prediction for proteins considering their structure

Niniejsza praca dotyczy implementacji algorytmu wyznaczającego punkt izoelektryczny (pI) białek. Predykcję pI klasycznie realizuje się w oparciu o równanie Handersona-Hasselbalcha. Takie rozwiązanie znajduje już wiele implementacji. Przyjmując hipotezę badawczą zakładającą, że uwzględnienie struktury w predykcji pI poprawia uzyskane wyniki, podjęto próbę poprawy jakości predykcji opierając się na informacji o strukturze analizowanego białka. W tym celu wykorzystano program PropKa dedykowany do oszacowania stałej dysocjacji aminokwasów na podstawie struktury białka. Następnie dokonano walidacji uzyskanego narzędzia porównując wyniki z referencyjną bazą eksperymentalnie wyznaczonych punktów izoelektrycznych.W oparciu o wyniki uzyskane przy użyciu zimplementowanego algorytmu stwierdzono, że uwzględnienie struktury białka zmienia jakość predykcji pI. Niemniej ilość dostępnych danych o strukturze nie pozwoliła przeprowadzić wiarygodnej statystyki.

This BA thesis deals with the implementation of an algorithm that determines the isoelectric point (pI) of proteins. The pI prediction is classically based on the Handerson-Hasselbalch equation. Such a solution has already been implemented in many ways. Adopting the research hypothesis that taking into account the structure in the pI prediction improves the obtained results, an attempt was made to improve the quality of the prediction based on the information about the structure of the analyzed protein. For this purpose, the PropKa program was used. This program is dedicated to estimate the dissociation constant of amino acids on the basis of the protein structure. Then the obtained tool was validated by comparing the results with the reference base of experimentally determined isoelectric points.Based on the results obtained with the implemented algorithm, it was found that taking into account the protein structure changes the quality of the pI prediction. Nevertheless, the amount of available data on the structure did not make it possible to carry out reliable statistics.