Proteinlerdeki düzensiz bölgelerin tespiti için kaotik ve fizikokimyasal özellikler tabanlı yeni öznitelik kodlama yöntemleri geliştirilmesi

Canlının hayatını devam ettirmesinde kritik önem taşıyan proteinler, tüm biyokimsayal reaksiyonlarda yer almaktadır. Proteinleri oluşturan aminoasitlerin fizikokimyasal özellikleri, amino asitlerin bağlanma sıralarının ve proteinin üç boyutlu yapısının oluşmasında en önemli belirleyicidir. Amino asitler peptit bağlarıyla birbirlerine bağlanır, bu durum hücre içerisinde en düşük enerji seviyesine sebep olur. Böylelikle, protein zincirleri doğal durumunda katlanır ve proteini meydana getirirler. Proteinlerin her bir düzgün katlanması konformasyon olarak adlandırılırken aynı zamanda katlanamayan diğer bir ifadeyle düzensiz proteinlerde oluşabilmektedir. Düzensiz proteinler organizma içerisinde kanser, alzheimer, kardiyovasküler, kistik fibrozis ve diyabet gibi metabolik bir çok hastalıklığa sebep olmaktadır. Bu nedenle proteinlerde düzensiz bölgelerin tespiti hastalıkların tedavisi ve ilaç geliştirilmesi açısından önemli bir eşiktir. Literatürde proteinlerde düzensiz bölgelerin tespiti için in vitro ve in silico çalışmalar yapılmaktadır. Bilgisayar ortamında gerçekleştirilen in silico çalışmalar in vitro çalışmalara göre maliyet ve zaman açısından üstünlüklere sahiptir. Buna göre bilgisayar ortamında düzensiz bölgeler çeşitli makine öğrenmesi algoritmaları ve biyoinformatik yöntemleri ile tespit edilmeye çalışılmaktadır. Bu tez çalışmasında, öncelikle protein dizilimleri fizikokimyasal özelliklere göre kodlanarak faz uzayında incelendi ve kaotik yapı içeren fizikokimyasal özellikler belirlendi. Sonrasında proteinlerdeki düzensiz bölgeleri tahmin etmek için belirlenen amino asitlerin fizikokimyasal özellikleri kullanılarak makine öğrenmesi algoritmaları için En İyi Fizikokimyasal Özelliklere Göre Öznitelik Kodlama Yöntemi (FKÖY) ve Lyapunov Üstelleri ve En İyi Fizikokimyasal Özelliklere Göre Öznitelik Kodlama Yöntemi (LÜ-FKÖY) olarak isimlendirilen iki öznitelik kodlama yöntemi geliştirilmiştir. Proteinlerde düzensiz bölgelerin tespiti için DisProt ve PDB verisetleri üzerinde geliştirilen yöntemler sınıflandırıcı algoritmalarla uygulanmıştır. Elde edilen deneysel sonuçlarda LÜ-FKÖY, literatürde yer alan yöntemlere göre en yüksek performansı sergilemiştir.