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Developing a workflow for the validation and correction of PDB macromolecular and ligand structure data
Stefan Comployer
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Diplomstudium Pharmazie
Betreuer*in
Thierry Langer
DOI
10.25365/thesis.44471
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-17025.54097.481968-1
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
3D Modelle von Makromolekülen dienen als Grundlage für eine Vielzahl von computerbasierten Studien. Durch das hohe Ausmaß an Genauigkeit ist die Röntgenstrukturanalyse derzeit meist das Verfahren der Wahl um die Struktur von Biomolekülen aufzuklären. Trotz aller Vorteile, sind aber auch die Möglichkeiten dieser Methode limitiert. So sind Modelle oft unvollständig oder enthalten Fehler, die aus Missinterpretationen experimenteller Daten resultieren. Das Ziel dieser Arbeit war es, die am häufigsten auftretenden Fehler in solchen Strukturen zu identifizieren und einen Leitfaden für deren Analyse und Korrektur zu erstellen. Um das zu erreichen, wurden diverse Strukturen auf Abweichungen von verschiedenen Validierungsparametern, die Übereinstimmung von Bindungsstellen und Liganden der Modelle mit ihren Elektronendichtekarten, fehlende Modellkoordinaten, falsch zugeordnete Konformationen von Rotameren und Protonierungszustände ionisierbarer Komponenten untersucht. Dabei gefundene Fehler wurden, soweit die Möglichkeit bestand, sofort mit verfügbarer lizenzfreier Software oder Web-Diensten korrigiert. Die Ergebnisse dieser Arbeit legen nahe, dass die meisten PDB Dateien von einer Optimierung vor der Nutzung in computerbasierten Experimenten profitieren würden. Außerdem wurde, basierend auf den Ergebnissen dieser Arbeit, ein Workflow mit 6 Schritten erstellt der als Leitfaden für die Vorbereitung von PDB Dateien für Anfänger beziehungsweise mit diesem Feld weniger vertraute Personen fungieren soll.
Abstract
(Englisch)
Three-dimensional models of macromolecular structures are frequently used as the basis for computational studies. Currently x-ray crystallography is considered to be the most accurate method of structure analysis. However, due to the inherent limitations of these experiments, models are often incomplete or contain errors resulting from missinterpretation of experimental data. The aim of this thesis was to investigate the most common errors found in such structures and to provide a guideline for analyzing and preparing PDB files for further use in simulations. In order to achieve this, structures were examined for deviations from a variety of validation parameters, fit of binding sites and ligands to their electron density map, coordinates missing from the model, incorrectly assigned rotamers and protonation states of ionizable entities. If possible the identified errors were corrected immediately. This was done using available open source software and web services. The results showed that the majority of PDB files would benefit from refinement prior to their usage in computational experiments. Based on the results of this work we propose a workflow consisting of 6 different checks that should guide novices and people not familiar with this field through the initial steps of PDB file preparation.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Protein Data Bank Protein structure Protein-ligand complex Structure quality
Schlagwörter
(Deutsch)
Protein Data Bank Proteinstruktur Protein-Ligand-Komplex Strukturqualität
Autor*innen
Stefan Comployer
Haupttitel (Englisch)
Developing a workflow for the validation and correction of PDB macromolecular and ligand structure data
Publikationsjahr
2016
Umfangsangabe
101 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Thierry Langer
Klassifikation
44 Medizin > 44.42 Pharmazeutische Chemie
AC Nummer
AC13380906
Utheses ID
39360
Studienkennzahl
UA | 449 | | |