V posledních letech je dostupných stále více dat, týkajících se biomolekulárních struktur. Pro jejich analýzu a pro získávání vědecky zajímavých informací na základě těchto dat je nutné vyvíjet pokročilé algoritmy a softwarové nástroje. Tuto práci jsem zaměřil na tzv. biomolekulární strukturní fragmenty, které jsou důležitým objektem při studiu biomolekulárních dat.
Pozornost jsem věnoval všem aspektům analýzy těchto fragmentů—jejich definici a detekci, porovnání, charakterizaci i validaci. Konkrétně jsem vyvinul jazyk MotiveQuery pro přímočarou a obecnou definici biomolekulárních fragmentů. Na základě tohoto jazyka jsem vytvořil službu MotiveQuery server pro efektivní vyhledávání fragmentů v rozsáhlých strukturních databázích. Dále jsem v programu SiteBinder navhrl a implementoval metodologie pro porovnávání velkých sad biomolekulárních fragmentů. Poté jsem vytvořil nástroj MOLE 2 pro detekci kanálů a pórů v biomakromolekulách a pro výpočet jejich fyzikálně-chemických vlastností. Paralelně jsem vyvinul metodiku pro rychlý a spolehlivý výpočet parciálních nábojů atomů, kterou jsem implementoval jako službu AtomicChargeCalculator. V neposlední řadě jsem v nástrojích MotiveValidator a ValidatorDB navrhl a implementoval metodologii pro validaci biomolekulárních fragmentů.
Všechny zmiňované nástroje lze použít samostatně a pro jejich integraci je prezentován přístup v podobě rozšíření jazyka MotiveQuery. Text práce tvoří dvě části. První obsahuje teoretický základ, popisující použité principy a algoritmy. Druhá část je složena ze šesti časopiseckých publikací o prezentovaných nástrojích a jejich aplikacích.