EVENTO
IMPLEMENTAÇÃO MASSIVAMENTE PARALELA DO PROGRAMA DE ATRACAMENTO MOLECULAR DOCKTHOR COM INCLUSÃO DA FLEXIBILIDADE DO RECEPTOR
Tipo de evento: Exame de Qualificação
A TÉCNICA DE ATRACAMENTO MOLECULAR RECEPTOR-LIGANTE EFETUA UMA BUSCA NO ESPAÇO CONFORMACIONAL DO LIGANTE, AVALIADA POR UMA FUNÇÃO DE ENERGIA, E TAMBÉM O VALOR DA AFINIDADE DA LIGAÇÃO. POR SUA VEZ, A TRIAGEM VIRTUAL UTILIZA DO ATRACAMENTO MOLECULAR NA BUSCA DE CANDIDADTOS A FÁRMACOS EM BIBLIOTECAS CONTENDO MILHARES/MILHÕES DE COMPOSTOS MOLECULARES. O PROGRAMA DOCKTHOR (DISPONÍVEL EM HTTP://WWW.DOCKTHOR.LNCC.BR) UTILIZA UMA METODOLOGIA BASEADA EM GRADE, MANTENDO O RECEPTOR RÍGIDO, PARA A AVALIAÇÃO DAS INTERAÇÕES INTERMOLECULARES DAS FORÇAS DE COULOMB E VAN DER WAALS E UM ALGORITMO GENÉTICO DE MÚLTIPLOS MÍNIMOS PARA A BUSCA CONFORMACIONAL. O PROGRAMA DOCKTHOR É CAPAZ DE OBTER ÓTIMOS RESULTADOS NA PREDIÇÃO DA GEOMETRIA DE LIGAÇÃO DO LIGANTE E AVANÇOS NA PREDIÇÃO DA AFINIDADE RECEPTOR-LIGABNTE ESTÃO SENDO REALIZADOS. ENTRETANTO DOIS ASPECTOS ASSOCIADOS TANTO À IMPLEMENTAÇÃO DO PROGRAMA QUANTO À METODOLOGIA EMPREGADA CONSTITUEM PONTOS CHAVES DE SEREM MELHORADOS NO SENTIDO DE SE OBTER UM PROGRAMA MAIS EFETIVO NA PREDIÇÃO DO MODO DE LIGAÇÃO DO LIGANTE E EM ESTUDOS DE TRIAGEM VIRTUAL EM LARGA ESCALA. O PRIMEIRO ESTÁ ASSOCIADO Á VELOCIDADE DE PROCESSAMENTO DO ALGORITMO QUE AINDA ENCONTRA-SE BASTANTE DISTANTE DOS MELHORES PROGRAMAS DISPONÍVEIS NA LITERATURA E PORTANTO LIMITA A SUA UTILIZAÇÃO EM ESTUDOS DE TRIAGEM VIRTUAL. O SEGUNDO É A INCLUSÃO DA FLEXIBILIDADE DO RECEPTOR COM RELAÇÃO AOS GRAUS DE LIBERDADE ASSOCIADOS ÀS CADEIA LATERAIS DOS RESÍDUOS DE AMINOÁCIDOS DE UM RECEPTOR PROTEÍCO, O QUAL PER SI AUMENTA BASTANTE O CUSTO COMPUTACIONAL DO ALGORITMO. NESTE SENTIDO, A OTIMIZAÇÃO DO CÓDIGO E POSTERIOR MIGRAÇÃO DO MESMO PARA UMA PLATAFORMA MASSIVAMENTE PARALELA DO TIPO GPU (GRAPHIC PROCESSING UNIT) EM CONJUNTO COM A INTRODUÇÃO DA FLEXIBILIDADE DAS CADEIAS LATERAIS SÃO NECESSIDADES PREEMENTES PARA VIABILIZAR TANTO UMA MAIOR ACURÁCIA NA PREDIÇÃO DA POSE QUANTO A VIABILIZAÇÃO DE ESTUDOS DE TRIAGEM VIRTUAL EM LARGA ESCALA. O OBJETIVO DESDE TRABALHO É EFETUAR UMA ADAPTAÇÃO DESDE À ESTRUTURAÇÃO DE DADOS QUA GARANTA MAIS DESEMPENHO EM PROCEDIMENTOS PARALELOS, REESCRITA DO CÓDIGO E ADAPTAÇÃO DO ALGORITMO GENÉTICO PARA OBTENÇÃO DE MAIOR EFICIÊNCIA DO PROGRAMA EM PLATAFORMAS DE ALTO DESEMPENHO UTILIZANDO O MODELO OPENCL. JUNTAMENTE COM A IMPLEMENTAÇÃO DE UM MÉTODO PARA INCLUSÃO DA FLEXIBILIDADE DAS CADEIAS LATERIAS DO RECEPTOR PROTEICO TAMBÉM DENTRO DE UM CONTEXTO DE PROGRAMAÇÃO PARALELA.COMO RESULTADOS PARCIAIS TEMOS UMA REESCRITA DAS ESTRUTURAS DE DADOS ASSOCIADAS À GERAÇÃO DA GRADE PARA SE TER UM ACESSO COALESCENTE À MEMÓRIA GERANDO UM SPEEDUP DE 1,37 SOBRE A VERSÃO ORIGINAL DO PROGRAMA COM OPENMP. UTILIZANDO PROCESSAMENTO EM GPU OBTEVE-SE UM SPEEDUP DE APROXIMADAMENTE 9,5. ESSE PARALELISMO EM GPU NOS GARANTE UM SPEEDUP DE 101,5 EM COMPARAÇÃO À VERSÃO SEQUENCIAL ORIGINAL DO ALGORITMO DE CÁLCULO DA GRADE. BIBLIOGRAFIA: MAGALHÃES,C. ET. AL. A DYNAMIC NICHING GENETIC ALGORITHM STRATEGY FOR DOCKING 4 HIGHLY FLEXIBLE LIGANDS, DOI: HTTP://DX.DOI.ORG/10.1016/J.INS.2014.08.002, ELSEVIER 2014.MARINHO, DOCKTHOR: IMPLEMENTAÇÃO, APRIMORAMENTO E VALIDAÇÃODE UM PROGRAMA DE ATRACAMENTO RECEPTOR-LIGANTE, DISSERTAÇÃO - LNCC 2011.MAGALHÃES, C. ALGORITMOS GENÉTICOS PARA O PROBLEMA DE DOCKING PROTEÍNA-LIGANTE, TESE - LNCC 2006.FENG, Z., TIAN, X., CHANG S., A PARALLEL MOLECULAR DOCKING APPROACH BASED ON GRAPHIC PROCESSING UNIT, DOI: 10.1109/ICBBE.2010.5514919, IEEE 2010.OUYANG, X., KWOH, C., GPU ACCELERATED MOLECULAR DOCKING WITH PARALLEL GENETIC ALGORITHM, DOI 10.1109/ICPADS.2012.99, IEEE 2012.PECHAN, I., FEHÉR, B., HARDWARE ACCELERATED MOLECULAR DOCKING: A SURVEY, HTTP://DX.DOI.ORG/10.5772/48125 , INTECH 2012.
Data Início: 28/03/2018 Hora: 13:30 Data Fim: 28/03/2018 Hora: 17:00
Local: LNCC - Laboratório Nacional de Computação Ciêntifica - Auditorio A
Aluno: Aaron Bruno Leão - LNCC -
Co-Orientador: Douglas Adriano Augusto - -
Orientador: Laurent Emmanuel Dardenne - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC
Participante Banca Examinadora: Carlos Mauricio Rabello de Sant'Anna - UFRRJ - UFRRJ Fábio Lima Custódio - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC Renato Simões Silva - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC
Suplente Banca Examinadora: Helio José Corrêa Barbosa - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC/MCTI
