Aumento da eficiência do cálculo da energia de van der Waals em algoritmos genéticos para predição de estruturas de proteínas (2010)
- Authors:
- Autor USP: BONETTI, DANIEL RODRIGO FERRAZ - ICMC
- Unidade: ICMC
- Sigla do Departamento: SSC
- Subjects: ALGORITMOS GENÉTICOS; PROGRAMAÇÃO PARALELA; COMPUTAÇÃO EVOLUTIVA; BIOINFORMÁTICA
- Language: Português
- Abstract: As proteínas são moléculas presentes nos seres vivos e essenciais para a vida deles. Para entender a função de uma proteína, devese conhecer sua estrutura tridimensional (o posicionamento correto de todos os seus átomos no espaço). A partir da estrutura de uma proteína vital de um organismo causador de uma doença é possível desenvolver fármacos para o tratamento da doença. Para encontrar a estrutura de uma proteína, métodos biofísicos, como Cristalografia de Raio-X e Ressonância Nuclear Magnética têm sido empregados. No entanto, o uso desses métodos tem restrições práticas que impedem a determinação de várias estruturas de proteínas. Para contornar essas limitações, métodos computacionais para o problema de predição da estrutura da proteína (PSP, Protein Structure Prediction) têm sido investigados. Várias classes de métodos computacionais têm sido desenvolvidas para o problema de PSP. Entre elas, as abordagens ab initio são muito importantes, pois não utilizam nenhuma informação prévia de outras estruturas de proteínas para fazer o PSP, apenas a sequência de aminoácidos da proteína e o gráfico de Ramachandran são empregados. O PSP ab initio é um problema combinatorial que envolve relativamente grandes instâncias na prática, por exemplo, as proteínas em geral têm centenas ou milhares de variáveis para determinar. Para vencer esse entrave, metaheurísticas como os Algoritmos Genéticos (AGs) têm sido investigados. As soluções geradas por um AG são avaliadas pelocálculo da energia potencial da proteína. Entre elas, o cálculo da interação da energia de van der Waals é custoso computacionalmente tornando o processo evolutivo do AG muito lento mesmo para proteínas pequenas. Este trabalho investiga técnicas para reduzir significativamente o tempo de e execução desse cálculo. Basicamente, foram propostas modificações de técnicas de paralelização utilizando MPI e OpebMP para os algoritmos resultantes. Os resultados mostram que o cálculo pode ser 1.500 vezes mais rápido para proteínas gigantes quando aplicadas as técnicas investigadas neste trabalho
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2010
- Data da defesa: 31.03.2010
-
ABNT
BONETTI, Daniel Rodrigo Ferraz. Aumento da eficiência do cálculo da energia de van der Waals em algoritmos genéticos para predição de estruturas de proteínas. 2010. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2010. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-20052010-110415/. Acesso em: 29 dez. 2025. -
APA
Bonetti, D. R. F. (2010). Aumento da eficiência do cálculo da energia de van der Waals em algoritmos genéticos para predição de estruturas de proteínas (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-20052010-110415/ -
NLM
Bonetti DRF. Aumento da eficiência do cálculo da energia de van der Waals em algoritmos genéticos para predição de estruturas de proteínas [Internet]. 2010 ;[citado 2025 dez. 29 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-20052010-110415/ -
Vancouver
Bonetti DRF. Aumento da eficiência do cálculo da energia de van der Waals em algoritmos genéticos para predição de estruturas de proteínas [Internet]. 2010 ;[citado 2025 dez. 29 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-20052010-110415/
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