Tese

Algoritmos de estimação de distribuição para predição ab initio de estruturas de proteínas (2015)

• Authors:
  • Bonetti, Daniel Rodrigo Ferraz
  • Delbem, Alexandre Cláudio Botazzo (Orientador)
• Autor USP: BONETTI, DANIEL RODRIGO FERRAZ - ICMC
• Unidade: ICMC
• Sigla do Departamento: SSC
• Subjects: MODELOS PARA PROCESSOS ESTOCÁSTICOS; FORÇAS INTERMOLECULARES; ALGORITMOS GENÉTICOS; COMPUTAÇÃO EVOLUTIVA
• Keywords: Ab initio; Ab initio; Algoritmos de estimação de distribuição; Energia de Van der Waals; Estimation of distibutions algorithms; Modelo probabilístico; Predição de estruturas de proteínas; Probabilistic model; Protein structure prediction; Van der Waals energy
• Language: Português
• Abstract: As proteínas são moléculas que desempenham funções essenciais para a vida. Para entender a função de uma proteína é preciso conhecer sua estrutura tridimensional. No entanto, encontrar a estrutura da proteína pode ser um processo caro e demorado, exigindo profissionais altamente qualificados. Neste sentido, métodos computacionais têm sido investigados buscando predizer a estrutura de uma proteína a partir de uma sequência de aminoácidos. Em geral, tais métodos computacionais utilizam conhecimentos de estruturas de proteínas já determinadas por métodos experimentais, para tentar predizer proteínas com estrutura desconhecida. Embora métodos computacionais como, por exemplo, o Rosetta, I-Tasser e Quark tenham apresentado sucesso em suas predições, são apenas capazes de produzir estruturas significativamente semelhantes às já determinadas experimentalmente. Com isso, por utilizarem conhecimento a priori de outras estruturas pode haver certa tendência em suas predições. Buscando elaborar um algoritmo eficiente para Predição de Estruturas de Proteínas livre de tendência foi desenvolvido um Algoritmo de Estimação de Distribuição (EDA) específico para esse problema, com modelagens full-atom e algoritmos ab initio. O fato do algoritmo proposto ser ab initio é mais interessante para aplicação envolvendo proteínas com baixa similaridade, com relação às estruturas já conhecidas. Três tipos de modelos probabilísticos foram desenvolvidos: univariado, bivariado e hierárquico. O univariadotrata o aspecto de multi-modalidade de uma variável, o bivariado trata os ângulos diedrais (Φ Ψ) de um mesmo aminoácido como variáveis correlacionadas. O hierárquico divide o problema em subproblemas e tenta tratá-los separadamente. Os resultados desta pesquisa mostraram que é possível obter melhores resultados quando considerado a relação bivariada (Φ Ψ). O hierárquico também mostrou melhorias nos resultados obtidos, principalmente para proteínas com mais de 50 resíduos. Além disso, foi realiza uma comparação com algumas heurísticas da literatura, como: Busca Aleatória, Monte Carlo, Algoritmo Genético e Evolução Diferencial. Os resultados mostraram que mesmo uma metaheurística pouco eficiente, como a Busca Aleatória, pode encontrar a solução correta, porém utilizando muito conhecimento a priori (predição que pode ser tendenciosa). Por outro lado, o algoritmo proposto neste trabalho foi capaz de obter a estrutura da proteína esperada sem utilizar conhecimento a priori, caracterizando uma predição puramente ab initio (livre de tendência)
• Imprenta:
  • Publisher place: São Carlos
  • Date published: 2015
• Data da defesa: 05.03.2015


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How to cite

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• ABNT

  BONETTI, Daniel Rodrigo Ferraz. Algoritmos de estimação de distribuição para predição ab initio de estruturas de proteínas. 2015. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2015. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-03082015-193613/. Acesso em: 30 dez. 2025.

• APA

  Bonetti, D. R. F. (2015). Algoritmos de estimação de distribuição para predição ab initio de estruturas de proteínas (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-03082015-193613/

• NLM

  Bonetti DRF. Algoritmos de estimação de distribuição para predição ab initio de estruturas de proteínas [Internet]. 2015 ;[citado 2025 dez. 30 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-03082015-193613/

• Vancouver

  Bonetti DRF. Algoritmos de estimação de distribuição para predição ab initio de estruturas de proteínas [Internet]. 2015 ;[citado 2025 dez. 30 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-03082015-193613/

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