Student se musí seznámit jak se softwarovým frameworkem PrankWeb, tak se základy strukturní bioinforamtiky vážící se ke struktuře proteinu, především pak ke způsobum reprezentace proteinů a jejich vizualizace. Následně je třeba identifikovat vhodné komponenty a aktualizovat jimi frontend webového serveru. V další fázi bude navržena struktura modulů a příslušně rozšířena architektura. V posledním kroku pak bude implementován modul pro dockování malých sloučenin do predikovaných aktivních míst.
Seznam odborné literatury
[1] Jones N.: An Introduction to Bioinformatics Algorithms, The MIT Press, 2004
[2] Liljas A., et al.: Textbook Of Structural Biology, World Scientific Publishing Company, 2009
[3] Herron D.: Node.js Web Development: Server-side web development made easy with Node 14 using practical examples, 5th Edition, Packt Publishing, 2020
[4] Sehnal, David, et al. "Mol* Viewer: modern web app for 3D visualization and analysis of large biomolecular structures." Nucleic Acids Research 49.W1 (2021): W431-W437.
Předběžná náplň práce
Protein-ligand vazebná místa jsou pozice na struktuře proteinu, kde protein interaguje s dalšími molekulami. Predikce takových míst je zásadní v oblastech jako je bioengineering nebo počítačový vývoj léčiv. PrankWeb je webový server vyvinutý na MFF UK umožňující predikovat taková místa. Tento webový server ovšem využívá již staré a nepodporované komponenty pro vizualizaci a není modulární. Cílem práce je tedy aktualizovat komponenty tohoto webového serveru a rozšířit jeho architekturu tak, aby umožňovala rozšíření o moduly, které by zajišťovaly postprocessing predikovanch aktivních míst. Příklad takového post-processingu je tzv. dockování, které by umožnilo uživatelům zadat další molekulu a modul by vyhodnotil, jak je taková molekula schopná interagovat s každým z predikovaných aktivních míst. Takový proces je ovšem výpočetně značně náročný a proto moduly musí být schopny běžet na backendu a komunikovat s frontendem ohledně svého stavu. Současně je třeba řešit cachování výpočtů a jejich rozvrhování s ohledem na počty uživatelů a výpočetní kapacity.
Předběžná náplň práce v anglickém jazyce
Protein-ligand binding sites are positions on the protein structure where the protein interacts with other molecules. Prediction of such sites is essential in fields such as bioengineering or computer drug discovery. PrankWeb is a web server developed at MFF UK allowing to predict such places. However, the web server is not modular and uses old and deprecated visualization components. The aim of the work is to update the PrankWeb's components and expand its architecture in such a way that it enables integration of modules that would allow the post-processing of predicted active sites. An example of such post-processing is so-called docking, which would allow users to enter another molecule and the module would evaluate how such a molecule is able to interact with each of the predicted binding sites. However, such process is computationally very demanding and therefore the modules must be able to run on the backend and communicate with the frontend regarding their status. At the same time, it is necessary to solve the caching of calculations and job scheduling due to the limited server resources.
