Performance and accuracy analysis of iMatch: A structural alignment tool prototype for protein binding site – surface alignment

Protein yapısal hizalanması iki protein molekülü arasındaki mesafeyi en aza indirecek olan ideal dönüşüm matrisinin bulunması işlemidir. Proteinlerin 3 boyutlu yapılarının en önemli karakteristik özelliklerinden biri olması ve Protein Veri Bankası'na (PDB) eklenen yeni yapı sayısının üstel olarak artması nedeniyle proteinlerin yapısal hizalanması konusu oldukça kapsamlı olarak çalışılmaktadır. Yapısal hizalama işlemi proteinlerin evrensel bilgilerinin elde edilmesine, proteinlerin görevlerinin belirlenmesine, homolog proteinlerin tanımlanmasına ve proteinlerin yapısal olarak sınıflandırılmasına olanak sağlamaktadır. Bu tez kapsamında, iMatch adı verilen yeni bir yapısal hizalama yöntemi öne sürülmektedir. iMatch, MultiProt yazılımının ikili hizalama bileşeni temel alınarak ve bağlanma bölgesi – protein yüzeyi hizalaması probleminin yapısal bileşeni olacağı göz önüne alınarak tasarlanmıştır. iMatch bir nesne tanıma yöntemi olan geometrik karım tekniğini kullanarak proteinlerin bölgesel benzerliklerini tespit eder. Bu bölgesel eşleşmeler daha sonrasında dönüşüm matrislerinin benzerliklerine göre gruplandırılır ve uzatılarak küresel eşlenme elde edilir. Eşlenme sürecinde kullanılan bulgusal teknikleri ve iMatch'in çalışma mekanizması detaylı bir şekilde açıklanmıştır. iMatch parametrik yapısından dolayı kolaylıkla özelleştirilebilir bir yapıya sahiptir. Bu esneklik iMatch'in yapılması gereken görev türüne göre ayarlanabilmesine olanak sağlamaktadır. Ayrıca, bu parametrik yapı iMatch'e bağlanma bölgesi – protein yüzeyi hizalanmasına uyum sağlaması becerisini kazandırır. Varsayılan ideal parametreler iki adımlı bir optimizasyon süreci sonucunda belirlenmiştir ve bağlanma bölgesi – protein yüzeyi hizalanması alanında gelecekte yapılabilecek çalışmalar için her bir parametrenin hizalama doğruluğu ve süratine olan etkisi detaylı olarak incelenmiştir. iMatch'in genel performansı üç farklı tanınmış veri setinde ve yapısal hizalama alanında rüştünü ispat etmiş günümüzde kullanılan yöntemlere karşı değerlendirilmiştir.