A scatter search approach for protein folding problem in 2-d HP-model
İki boyutlu HP-model'inde protein katlanma problemine dağınık arama yaklaşımı
- Tez No: 216329
- Danışmanlar: DOÇ.DR. CEYDA OĞUZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Industrial and Industrial Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 70
Özet
Proteinler hücre aktivitelerinden sorumlu karmaşık moleküllerdir. Her bir protein bir amino asit zincirinden meydana gelir. Bu amino asit zincirleri doğada doğal şekillerinde katlanmış halde bulunurlar. Bir proteinin aktivitesi büyük oranda doğal üç boyutlu yapısı tarafından belirlenir. Bir proteinin en az serbest enerji yapısının bulunmas ına protein katlanma problemi denir. Öte yandan, bir proteinin doğal şeklinin belirlenmesi kolay değildir. Özellikle, protein katlanma probleminin NP-zor olduğu kanıtlanmıştır. Tıbbi ve genetik çalışmalar bu doğal yapıların bilinmesine dayandığından dolayı protein moleküllerinin doğal şekillerinin bulunması önemlidir. Bu nedenle, bu konu üzerine bir çok çalışma ve yatırım yapılmıştır. Bilgisayar bilimi, yöneylem araştırması, bioinformatik, genetik ve tıbbi bilimler gibi birçok daldaki araştırmacılar bu problemin çüzülmesi ile ilgilidir. Hatta, farklı alanlar arasında yöntemlerin, bilginin ve deneyimin birleştirilmesi için işbirligi yapılmaktadır. Bu alanlar arası uygulamalardan biri de sezgisel üstü yöntemlerin HP-modelindeki en az serbest enerji yapısı için kafes modelinde protein katlanma problemine uygulanmasıdır. Bizim çalışmamız HP-modelini kullanan 2 boyutlu protein katlanma problemi için dağınık arama ve path relinking üzerine dayalı sezgisel üstü bir algoritmanın geliştirilmesidir. Literatürde, protein katlanma problemine sezgisel üstü yöntemlerin ve dağınık aramanın çok bilinen uygulamaları bulunmaktadır. Biz HP-modelini kullanan 2 boyutlu protein katlanma problemine dağınık aramanın elemanları için yeni adımlar ve işlemler tanımladık. Ayrıca, dağınık aramanın elemanları ve çözümlerin değerlendirmeleri için yeni ölçümler gibi birçok uygulama seçeneği önerdik. Bu çalışmada verimli bir arama algoritması için bu elemanların farklı eşleşmelerini tanımladık ve test edip, test sonuçlarını bildirdik. Bu sonuçlar literatürdeki sonuçlar kadar iyi olmasa da, dağınık arama ve path relinking üzerine dayalı sezgisel üstü algoritma elemanlar ının geniş bir k ümesini test ettik. Bu sayısal deneylerin ile gelecek araştırmalar için yararlı olacak sonuçlar elde ettik.
Özet (Çeviri)
Proteins are complex molecules performing vital cellular activities. Each protein is composed of an amino acid chain. These amino acid chains are found as folded in their native state in the nature. The activity of a protein is mostly dened by its native 3 dimensional (3D) conformation. Determination of the native 3D conformation of an amino acid chain is called the protein folding problem (PFP). On the other hand, determination of the native state of a protein is not easy. In particular, protein folding problem is proven to be NP-hard. Determination of native states of protein molecules is vital since most of the medical and genetic studies depend on knowing these native conformations. Therefore many studies and investments are made on this topic. Researchers in various elds such as biochemistry, biophysics, computer science, operations research, bioinformatics, genetics and medical sciences are interested in solving this problem. Even, there are sometimes collaborations between dierent research areas to merge their techniques, knowledge and experience on this problem. One of these applications is the application of metaheuristics to protein folding problem in minimum free energy con- formation with HP-model based on a lattice structure, as a cooperation of all these sciences. This study is on developing a metaheuristic algorithm based on scatter search and path relinking for the 2D lattice based PFP utilizing HP-model according to minimum energy conformation theory. There are applications of well-known metaheuristics as well as scatter search to the PFP in the literature. We have introduced new moves and operators for the elements of scatter search for the PFP on 2D lattice HP-model. We have also proposed several application options for these element of the scatter search application, as well as new measurements for the values of the solutions. We introduced and experimented on some combinations of these elements for an eective search algorithm and give the test results in this study. Although the results are not as good as the results in the literature, we have tested a wide set of heuristic elements based on scatter search and path relinking. The results of these experiments are promising for further improvement on this topic.
Benzer Tezler
- Hybrid continuous scatter search approach to tardiness related scheduling problems
Artı gecikme tabanlı çizelgeleme problemlerine melez sürekli dağılım araması yaklaşımı
ERCÜMENT ERDUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. ÜMİT BİLGE
- Bulanık çok modlu kaynak kısıtlı proje çizelgeleme problemlerinin çözümü için matematiksel bir model
A mathematical model for the solution of the fuzzy multi mode resource-constrained project scheduling problems
ÖMER ATLI
Doktora
Türkçe
2012
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiHava Harp Okulu KomutanlığıEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ KAHRAMAN
- An ant colony optimization approach for the proportionate multiprocessor open shop
Orantılı esnek açık atölye tipi çizelgeleme için karınca kolonisi optimizasyonu yaklaşımı
ZEYNEP ADAK
Doktora
İngilizce
2020
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiMarmara ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEROL BULKAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ MAHMURE ÖVÜL ARIOĞLU AKAN
- Kapasite kısıtlı yer seçimi ve araç rotalama problemi ve bir metasezgisel çözüm önerisi
Capacitated location routing problem and a metaheuristic solution proposal
MUSTAFA SERDAR TOKSOY
Doktora
Türkçe
2021
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ PINAR YILDIZ KUMRU
DOÇ. DR. KASIM BAYNAL
- Beklemesiz akış tipi çizelgeleme problemlerinin bulanık ortamda dağınık arama yöntemi ile çözümü
Solution of no-wait flow shop scheduling problems with scatter search method in fuzzy environment
RAMAZAN BAŞAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN ENGİN