Proteiny jsou základními stavebními a funkčními jednotkami všech živých organismů. Struktura proteinů obsahuje velmi komplexní systém dutin, který tvoří specifické útvary, jako jsou žlábky, kapsy, póry či tunely. Mnohé z těchto útvarů jsou důležité pro funkci proteinů, neboť umožňují vazbu či transport iontů, molekul solventu a ligandů. Poznatky z analýzy těchto strukturních útvarů jsou proto velmi důležité pro pochopení vztahů mezi strukturou a funkcí proteinů, které pak umožňují efektivní design nových léků nebo proteinů s lepšímí funkčními vlastnostmi. Studium tunelů je teprve ve svých počátcích a nabízí tak nepřeberné množství nových poznatků. Jedním z aktuálních problémů je rozeznání tunelů, které jsou důležité pro biologickou funkci proteinu, od velkého množství běžně identifikovaných tunelů. V současnosti je běžně používaným postupem studium tunelů s využitím molekulárně dynamických (MD) simulací, které však jsou velmi náročné na výpočetní sílu a vyžadují netriviální nastavení výpočtu.

Účelem této práce bude ověřit možnost popisu biologické relevance tunelů v proteinech s pomoci výpočetních metod aproximujících sofistikované MD simulace. Náplní práce bude na sadě vybraných proteinů analyzovat, jaké informace o molekulárních tunelech v proteinech je možné získat při použití aproximativních metod v porovnání s klasickými MD simulacemi. Výstupy práce umožní posoudit míru použitelnosti těchto metod pro identifikaci funkčně významných transportních cest. Poznatky získané v rámci řešení diplomové práce budou využiti k dalšímu rozvoji nástroje CAVER, který je vyvíjen na pracovišti školitele. Práce bude napsána v anglickém jazyce.