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Implementação de um framework de computação evolutiva multi-objetivo para predição Ab Initio da estrutura terciária de proteínas

Faccioli, Rodrigo Antonio

Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Escola de Engenharia de São Carlos 2012-08-24

Acesso online

  • Título:
    Implementação de um framework de computação evolutiva multi-objetivo para predição Ab Initio da estrutura terciária de proteínas
  • Autor: Faccioli, Rodrigo Antonio
  • Orientador: Silva, Ivan Nunes da
  • Assuntos: Algoritmos Evolutivos Multi-Objetivo; Framework; Predição Da Estrutura Terciária De Proteínas; Ab Initio Protein Structure Prediction; Multi-Objective Evolutionary Algorithms
  • Notas: Tese (Doutorado)
  • Descrição: A demanda criada pelos estudos biológicos resultou para predição da estrutura terciária de proteínas ser uma alternativa, uma vez que menos de 1% das sequências conhecidas possuem sua estrutura terciária determinada experimentalmente. As predições Ab initio foca nas funções baseadas da física, a qual se trata apenas das informações providas pela sequência primária. Por consequência, um espaço de busca com muitos mínimos locais ótimos deve ser pesquisado. Este cenário complexo evidencia uma carência de algoritmos eficientes para este espaço, tornando-se assim o principal obstáculo para este tipo de predição. A optimização Multi-Objetiva, principalmente os Algoritmos Evolutivos, vem sendo aplicados na predição da estrutura terciária já que na mesma se envolve um compromisso entre os objetivos. Este trabalho apresenta o framework ProtPred-PEO-GROMACS, ou simplesmente 3PG, que não somente faz predições com a mesma acurácia encontrada na literatura, mas também, permite investigar a predição por meio da manipulação de combinações de objetivos, tanto no aspecto energético quanto no estrutural. Além disso, o 3PG facilita a implementação de novas opções, métodos de análises e também novos algoritmos evolutivos. A fim de salientar a capacidade do 3PG, foi então discorrida uma comparação entre os algoritmos NSGA-II e SPEA2 aplicados na predição Ab initio da estrutura terciária de proteínas em seis combinações de objetivos. Ademais, o uso da técnica de refinamento por Dinâmica Molecular é avaliado. Os resultados foram adequados quando comparado com outras técnicas de predições: Algoritmos Evolutivo Multi-Objetivo, Replica Exchange Molecular Dynamics, PEP-FOLD e Folding@Home.
  • DOI: 10.11606/T.18.2012.tde-09052013-145839
  • Editor: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Escola de Engenharia de São Carlos
  • Data de criação/publicação: 2012-08-24
  • Formato: Adobe PDF
  • Idioma: Português
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