Marko Stojićević

Karakterizacija neuređenih delova proteina i njihovog okruženja 3D strukturnim prototipovima primenom metoda istraživanja podataka
(odbrana naučne zasnovanosti teme doktorske disertacije)


Rezime:

Proteini su linearni polimeri izgrađeni od aminokiselina, čiji
redosled definiše njihovu prostornu strukturu i biološku funkciju. Iako
mnogi proteini usvajaju stabilnu trodimenzionalnu konformaciju, značajan
broj proteina ili njihovih delova ostaje delimično ili potpuno neuređen,
bez fiksne 3D strukture. Neuređeni delovi proteina predstavljaju izazov za
savremene metode predviđanja strukture, ali su istovremeno ključni za
razumevanje regulatornih i interaktivnih funkcija u ćelijskim procesima.
Trenutni modeli, uključujući različite vrste strukturnih alfabeta kao i
AlphaFold program, imaju ograničenu preciznost u ovim regionima, što
otvara prostor za dalja istraživanja.
Predlog teme doktorske teze obuhvata istraživanje neuređenih regiona u
proteinima i njihovog neposrednog okruženja, kao i razvoj metoda za njihovu
precizniju prostornu karakterizaciju. Imajući u vidu da neuređeni
proteini (IDP) i njihovi regioni predstavljaju važan biološki fenomen sa
značajnom ulogom u regulaciji, signalizaciji i patogenezi, ali da su slabo
obuhvaćeni klasičnim modelima u kojima se predviđa struktura,
istraživanje će biti usmereno na poboljšanje njihovog strukturnog opisa
korišćenjem računarskih metoda.
Biće razvijen model koji kombinuje, za proteine iz DisProt baze,
informacije dobijene iz strukturnog alfabeta Protein Blocks, predviđene 3D
strukture iz AlphaFold programa, kao i dodatne osobine poput prisustva
strukturnih ponovaka i fluktuirajućih granica između uređenih i
neuređenih delova. Model će biti treniran i testiran na skupu proteina iz
DisProt baze, koji sadrži eksperimentalno utvrđene neuređene regione. Na
osnovu formiranog modela biće razvijen i meta-prediktor za određivanje
neuređenih regiona proteina. Istraživanje će uključiti primenu
različitih metoda istraživanja podataka u cilju pronalaženja
karakterističnih obrazaca i prelaznih zona između strukturno različitih
regiona proteina.
Očekivani rezultati obuhvataju poboljšanje pouzdanosti predviđanja
neuređenih delova proteina i bolju definiciju njihovog
trodimenzionalnog konteksta. Pored toga, očekuje se identifikacija
strukturnih obrazaca koji mogu poslužiti za funkcionalnu karakterizaciju
ovih regiona. Razvijen model i rezultati biće provereni upoređivanjem sa
postojećim programima za predviđanje neuređenih regiona.