Navigation ▼

Show simple item record

dc.contributor.advisor Stark, Holger Prof. Dr. de
dc.contributor.author Heisen, Burkhard Clemens de
dc.date.accessioned 2009-10-28T06:53:36Z de
dc.date.accessioned 2013-01-18T14:27:13Z de
dc.date.available 2013-01-30T23:51:09Z de
dc.date.issued 2009-10-28 de
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B503-3 de
dc.description.abstract Genaue Informationen über die dreidimensionale Struktur biologischer Makromoleküle sind von essentieller Bedeutung für die Untersuchung biologischer Systeme. Mit Hilfe dieser Informationen ist es möglich, Ursachen von Erkrankungen die durch veränderte Proteinformen verursacht werden nachzuvollziehen und spezifische Medikamente zu entwickeln welche diese Moleküle inhibieren. Leider ist es bis heute nicht möglich auf direktem, experimentellem Wege die dreidimensionale Struktur eines Moleküls zu bestimmen. Alle derzeit verfügbaren Methoden (wie z.B. Röntgenkristallographie, Einzelmolekül Kryo-Elektronenmikroskopie oder NMR Spektroskopie) liefern experimentelle Daten die zunächst computergestützt aufbereitet werden müssen um eine aussagekräftige dreidimensionale Struktur zu erhalten. Somit haben die Qualität und die Effizienz dieser Berechnungen einen großen Einfluss auf die gesamte Strukturbiologie. Die derzeitigen Verbesserungen in Instrumentierung und Computerhardware erlauben die Entwicklung und Anwendung von Algorithmen welche früher unvertretbar lange Rechenzeiten in Anspruch genommen hätten. Dies gilt insbesondere für die Methode der Kryo-Elektronenmikroskopie, welche im Vergleich die größten Anforderungen an die computergestützten Berechnungen stellt. In der hier besprochenen Arbeit werden neue Methoden zur Verwaltung und Bearbeitung der äußerst großen Datenmengen, wie sie in der Kryo-Elektronenmikroskopie anfallen, vorgestellt und diskutiert. Unter Ausnutzung aktuellster Technologien (wie z.B. paralleles Programmieren auf Graphikkartenprozessoren) wurden neue Algorithmen zur Verbesserung der Bildverarbeitung entwickelt. Diese wurden in eine zu diesem Zweck entwickelte flexible, objekt-orientierte und intuitiv zu bedienende Bildverarbeitungssoftware integriert. Insbesondere wurde ein Algorithmus entwickelt der automatisch diejenigen Einzelmolekülbilder identifiziert, welche die dreidimensionale Rekonstruktion beeinträchtigen. de
dc.format.mimetype application/pdf de
dc.language.iso eng de
dc.rights.uri http://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyr_diss.html de
dc.title New Algorithms for Macromolecular Structure Determination de
dc.type doctoralThesis de
dc.title.translated Neue Algorithmen zur Strukturbestimmung von Makromolekülen de
dc.contributor.referee Sheldrick, George M. Prof. Dr. de
dc.date.examination 2009-09-08 de
dc.subject.dnb 500 Naturwissenschaften de
dc.description.abstracteng Detailed three dimensional information of macromolecules is often crucial to the study of biological systems. Structural data have for example been used to elucidate the basis of diseases resulting from variant forms of proteins and design drugs to inhibit molecules involved in diseases. However, given a purified macromolecule under investigation there still is no trivial way to experimentally "image" the three dimensional structure directly. All currently available methods (such as X-ray crystallography, single particle cryo-electron microscopy or nuclear magnetic resonance) deliver experimental data which first have to computationally processed prior to obtaining a meaningful three dimensional structure. Thus, the quality and efficiency of computational methods in structure biology have a major impact on the whole field. Recent advantages in technical setup and computational power allow for the design of new methods which were virtually infeasible to use before. This especially holds true in the field of cryo-EM which computationally is most demanding compared to all other methods mentioned above. In the work presented here new methods for managing and processing the huge amounts of image data produced by the cryo-EM technique are introduced and discussed. Algorithms aiming for accuracy improvements during image processing were implemented using state-of-the-art technology (such as parallel programming on graphic processing devices) and were embedded in a flexible, object-oriented image-processing suite delivering a high degree of operational flexibility and simplicity. Most importantly an algorithm was designed which is able to automatically identify and remove individual images which, upon inclusion, would reduce the overall quality of the final 3D structure. de
dc.contributor.coReferee Wahl, Markus Prof. Dr. de
dc.subject.topic Molecular Biology & Neurosciences Program de
dc.subject.ger Dreidimensionale Kryo-Elektronenmikroskopie de
dc.subject.ger Bildverarbeitung de
dc.subject.ger Klassifizierung de
dc.subject.eng Cryo-Electron Microscopy de
dc.subject.eng Digital Image Processing de
dc.subject.eng Classification de
dc.subject.eng GPU-Computing de
dc.subject.bk 42.03 de
dc.subject.bk 54.25 de
dc.subject.bk 54.62 de
dc.subject.bk 54.52 de
dc.identifier.urn urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-2244-9 de
dc.identifier.purl webdoc-2244 de
dc.affiliation.institute Göttinger Graduiertenschule für Neurowissenschaften und molekulare Biowissenschaften (GGNB) de
dc.subject.gokfull WA 310: Mikroskopie {Biologie} de
dc.subject.gokfull AHD 130: Concurrent Programming {Computing} de
dc.subject.gokfull AHD 170: Visual Programming {Computing} de
dc.subject.gokfull AHD 211: Design {Computing. Software Engineering} de
dc.subject.gokfull AHE 200: Data Storage Representations {Computing} de
dc.identifier.ppn 737897074 de

Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record