Využití umělé inteligence při návrhu proteinových struktur a její dopad na efektivitu vývoje léčiv

Název práce: Využití umělé inteligence při návrhu proteinových struktur a její dopad na efektivitu vývoje léčiv
Autor(ka) práce: Verunáč, Vojtěch
Typ práce: Bakalářská práce
Vedoucí práce: Pecinovský, Rudolf
Oponenti práce: Kofránek, Jiří
Jazyk práce: Česky
Abstrakt:
Tato bakalářská práce se zabývá využitím umělé inteligence při predikci proteinových struktur a jejím dopadem na efektivitu vývoje léčiv. Cílem práce je analyzovat přínosy metod hlubokého učení při predikci trojrozměrné struktury proteinů, porovnat je s tradičními experimentálními a výpočetními přístupy a zhodnotit jejich význam pro současný biologický a farmaceutický výzkum. Práce nejprve představuje biologické základy proteinů, jejich strukturu a význam pro fungování organismu. Následně popisuje tradiční metody určování proteinových struktur, jako jsou rentgenová krystalografie, kryo-elektronová mikroskopie a nukleární magnetická rezonance, a shrnuje také klasické výpočetní přístupy používané před nástupem moderních AI modelů. Další část práce se zaměřuje na principy strojového učení a hlubokého učení a na jejich využití v bioinformatice. Zvláštní pozornost je věnována vývoji moderních metod predikce proteinových struktur v posledním desetiletí a konkrétním modelům, zejména AlphaFold, AlphaFold 3, RoseTTAFold a ESMFold. U těchto modelů jsou analyzovány jejich principy, přínosy, omezení i praktické využití. Analytická část práce hodnotí dopad těchto metod na proces vývoje léčiv, zejména z hlediska rychlosti výzkumu, výběru terapeutických cílů, virtuálního screeningu a celkové efektivity raných fází vývoje. Práce zároveň diskutuje limity současných přístupů, potřebu experimentální validace a hlavní směry budoucího vývoje v oblasti AI predikce proteinových struktur a návrhu léčiv.
Klíčová slova: protein folding; vývoj léčiv; predikce proteinových struktur; umělá inteligence
Název práce: The Use of Artificial Intelligence in Predicting Protein Structures and Its Impact on the Efficiency of Drug Development
Autor(ka) práce: Verunáč, Vojtěch
Typ práce: Bachelor thesis
Vedoucí práce: Pecinovský, Rudolf
Oponenti práce: Kofránek, Jiří
Jazyk práce: Česky
Abstrakt:
This bachelor’s thesis deals with the use of artificial intelligence in protein structure prediction and its impact on the efficiency of drug development. The aim of the thesis is to analyze the benefits of deep learning methods in predicting the three-dimensional structure of proteins, compare them with traditional experimental and computational approaches, and evaluate their significance for contemporary biological and pharmaceutical research. The thesis first introduces the biological foundations of proteins, their structure, and their importance for the functioning of living organisms. It then describes traditional methods for determining protein structures, such as X-ray crystallography, cryo-electron microscopy, and nuclear magnetic resonance, and also summarizes the classical computational approaches used before the emergence of modern AI models. The next part of the thesis focuses on the principles of machine learning and deep learning and on their application in bioinformatics. Special attention is paid to the development of modern protein structure prediction methods over the last decade and to specific models, especially AlphaFold, AlphaFold 3, RoseTTAFold, and ESMFold. For these models, their principles, benefits, limitations, and practical applications are analyzed. The analytical part of the thesis evaluates the impact of these methods on the drug development process, especially in terms of research speed, therapeutic target selection, virtual screening, and the overall efficiency of the early stages of development. The thesis also discusses the limitations of current approaches, the need for experimental validation, and the main directions of future development in the field of AI-based protein structure prediction and drug design.
Klíčová slova: protein folding; drug development; artificial intelligence; protein structure prediction

Informace o studiu

Studijní program / obor: Aplikovaná informatika
Typ studijního programu: Bakalářský studijní program
Přidělovaná hodnost: Bc.
Instituce přidělující hodnost: Vysoká škola ekonomická v Praze
Fakulta: Fakulta informatiky a statistiky
Katedra: Katedra informačních technologií

Informace o odevzdání a obhajobě

Datum zadání práce: 16. 12. 2025
Datum podání práce: 10. 5. 2026
Datum obhajoby: 16. 6. 2026
Identifikátor v systému InSIS: https://insis.vse.cz/zp/94963/podrobnosti

Soubory ke stažení

    Poslední aktualizace: