Transcript Document 7737723

Molecular Docking – GRID5000
ALEXANDRU-ADRIAN TANTAR, NOUREDINE MELAB, EL- Ghazali TALBI
OPAC Team, LIFL UMR 8022 USTL/CNRS
{tantar, melab, talbi}@lifl.fr
Structure
• Des concepts générales - les proteines, structure
moléculaire, élémentes formelles
• Des méthodes spéciques pour Molecular Docking. GRID
5000
• Approche en utilisant un algorithme génétique.
ParadisEO, Condor, MW
• Résultats pour le cas bi-objectif
• Réseau des neurones
• INRIA GForge, Web Site, CVS
Conceptes generals generals sur le docking
Docking ~ la liaison moléculaire d'un ligand et un récepteur, qui manifeste
des complémentarités géométriques et chimiques; il y a une très forte
liaison entre la structure 3D d'une molécule et sa fonctionnalité biologique.
Structure primaire (primary structure) – la séquence des acides aminés
associés avec une molécule.
Structures secondaires (secondary structures) des sub-structures
distingues comme des motifs - des -hélices et des -feuillettes.
Protéine ~ une chaîne des résidus des acides aminés connecté par des
liaisons peptide.
Exemples
Structure moléculaire des protéines
Structure d'un acid aminé - .back-bone. (A), structure polimerique (B).
L'équation de Schrödinger
L'énergie conjugue d'un système détermines la stabilité du
molécule; la probabilité spatio-temporelle de distribution est
modélisé par une fonction d'onde moléculaire déterminé par
l'équation du Schrödinger.
Des méthodes en concernant Docking
•
De novo, Ab Initio Methods - Les principes initiales. La mécanique
quantique
offrent le plus haut niveau d'exactitude en utilisant des équations de la mécanique quantique avec
le désavantage d'être un processus de computation extrêmement intensif
•
Méthodes semi-empiriques
améliorent les computations en utilisant des approximations pour différents segments
correspondant à des méthodes basés sur la mécanique quantique - offrent un compromis en
consid érant l'exactitude versus temps d'exécution
•
Méthodes empiriques
ignorent les aspects concernants la mécanique quantique et utilisent les principes de la mécanique classique; ignorent complèment le traitement de la structure électronique
•
Méthodes hybrides
connectent plusieurs méthodes en utilisant une architecture stratié de computation en essayant
d'obtenir des résultats exacts avec un coût de computation minimal
CHARMM. Chemistry At HaRvard Molecular Mechanics
GRID 5000. Distributions des computations
Approche en utilisant un AG. ParadisEO, Condor, MW
•
Condor – “The goal of the Condor Project is to develop, implement, deploy,
and evaluate mechanisms and policies that support High Throughput
Computing (HTC) on large collections of distributively owned computing
resources”
•
MW - Master-Worker - orienté vers les application de type maître-esclave
en utilisant l'environnement de Condor, son bout de design étant de traiter
les changements intrinsèques du contexte d'éxecution - activation/désactivation des noeuds, traitement des taches etc.
•
ParadisEO - PARAllel and DIStributed Evolving Objects - platforme pour la
manipulation des modèles meta-heurisitiques, construites sur les packages
EO et MO - Evolvable Objects and Movable Objects, respectivement.
•
ParadisEO-CMW - extension du ParadisEO, destiné initialement à des
clusteurs SMPs dédié.
Approche en utilisant un AG. Implementation
Codage des chromosomes - représentation basé sur les angles de torsion
– préféré dans le détriment d'un représentation basé directement sur les
coordonnées spatiales des atomes, en considérant des computations.
Stratégie de recherche - l'algorithme génétique est hybridé avec une
exploration locale de type Hill Climbing pour faire la recherche dans des
régions intéressantes de l'espace.
Fonction fitness - l'approche considère des auspices bi-objectif - la
fonction à optimiser est déterminé par deux composants: l'énergie des
atomes lié et l'énergie des atomes non-lié.
Modèle de de-corrélation - la dynamique de l'évolution est soutenu par un modèle
insulaire supra-posé sur une architecture distribué, l'échange d'informations portant
des améliorations sur l'algorithme.
Front Pareto pour Cyclodextrine, Tryptophan-cage
Speed-up – AMD Opteron™ 2193Mhz
Réseau des neurones
Réseau des neurones
Réseau des neurones
INRIA GForge, Web Site, CVS
• Coordonnes centralisé sur le site GForge d’INRIA – projet
privé
• Site Web dévelopé en utilisant TWiki – en phase de
construction
• Adresse web: dockinggrid.gforge.inria.fr/cgi-bin/twiki/bin/view
• Serveur cvs: scm.gforge.inria.fr:/cvsroot/dockinggrid
INRIA GForge, Web Site, CVS
Importer un projet dans le CVS:
cvs –m “Docking@GRID” import dockingAtGrid DockingAtGRID_ALPHA ALPHA
Obtenir la derniere version:
cvs –d:ext:[email protected]:/cvsroot/dockinggrid checkout dockingAtGrid
Metre à jour un fichier (à partir de CVS):
cvs update fichier
Obtenir le status d’un fichier:
cvs status fichier
INRIA GForge, Web Site, CVS