Detekce kapes v proteinech pomocí velké a malé sondy a Voroného diagramu

Funkce enzymatických proteinů souvisí s jejich schopností vázat specifické malé molekuly v aktivních místech. Tato místa lze často najít v kapsách na hypotetickém rozhraní mezi proteinem a jeho okolním prostředím. Detekce, analýza a vizualice kapes se uplatňuje při návrhu nových proteinů a při objevování léků. V minulosti bylo navrženo mnoho definic kapes a algoritmů pro jejich výpočet. Kawabata a Go definují kapsy jako regiony prázdného prostoru, do kterých může vstoupit malá sférická sonda ale velká ne, a vyvinuli programy pro výpočet přibližného tvaru těchto kapes. V tomto článku byla tato definice mírně upravena, aby bylo možné zachytit existenci velkých vnitřních děr, a je zde navržena metoda pro výpočet jejich přesného tvaru s pomocí Voroného diagramu. Tato metoda nejprve umístí konečný počet velkých sond na vnější povrch modelu proteinu. Tyto velké sondy společně s atomy proteinu tvoří bariéru pro malou sondu. Poté se spočítá přesný tvar regionů pro malou sondu. Voroného diagramy zde pomáhají s bezpečnou navigací sférických sond mezi sférickými překážkami. Detekované regiony jsou interně reprezentovány jako grafy vrcholů a hran popisující možný pohyb středu malé sondy podél Voroného hran. Z této grafové reprezentace lze získat povrch ohraničující každý region a použít ho pro vizualizaci, výpočtet objemu, nebo pro porovnání s jinými metodami.Students often ask what theoretical subjects will teach them for their future careers. It is advisable to show real problems during their courses which are solved by experts in practice or doctoral students. One such problem is the sharpening of a hobbing worm milling cutter. Theoretical foundations from the geometry course have been used to solve this problem