A high-performance algorithm for automated prediction of protein-protein interactions

ÖZETÇE Hesaplamalı Biyolojinin ve Biyobilişimin en büyük hedeflerinden biri biyolojik sistemlerin ve süreçlerinin daha iyi anlaşılabilmesini sağlamaktır. Tüm proteinlerin oluşturduğu etkileşim ağının aydınlığa kavuşturulması bu hedefe yönelik çalışmaların önemli bir parçasıdır. Dolayısıyla, protein-protein etkileşimlerini hızlı ve güvenilir bir şekilde kestirebilecek bilgisayar programlarına duyulan gereksinim gün geçtikçe artmaktadır. Bu tezde protein- protein etkileşimlerini yüksek başarılı bir şekilde kestirebilmek için tasarlanan bir algoritma sunulmaktadır. Bu algoritmanın tasarımında protein arayüzeylerindeki yapısal ve dizilimsel korunma görüngüsünü birleştiren yeni bir "aşağıdan yukarıya yaklaşım" kullanılmıştır. Algoritmayı 67 elemanlı bir şablon arayüzey ve 6170 elemanlı bir hedef pro tein veritabanı üzerinde çalıştırarak 62616 farklı protein-protein etkileşimi kestirilmiştir. Bu kestirimlerin daha sonra 3 farklı etkileşim veritabanıda harşılıklarının bulunup bulunmadığı denetlenmiştir. Ayrıca, bazı ilginç kestirimler yazında da taranmıştır. Sonuçlarda doğrulanan ile doğrulanmayan kestirimler arasında iyi bir denge olduğu görülmüştür. Doğrulanan kestirimler algoritmamızın güvenilirliğini gösterirken doğrulanmayan kestirimler doğada bulunan ama henüz gözlenmemiş olan veya laboratuar ortamlarında gerçekleştirilebilecek etkileşimlere işaret ediyor olabilirler. Bu doğrulanmamış etkileşim kestirimlerinin ilaç tasarımı alanında önemli etkilerinin olabileceğini düşünmekteyiz. Kestirim ve doğrulama sürelerini haftalar mertebesinden günler mertebesine indirebilmek için algoritmaları paralelleştirilmiş, kestirim algoritmasının 32lik bir Beowulf bilgisayar yığınında 29.39 kat hızlandığı gözlemlenmiştir.