Algoritmos evolutivos e modelo HP para predição de estruturas de proteínas

Abstract

Evolutionary algorithms and HP Model for protein structure predictionProtein structures prediction (PSP) is a computationally complex problem. Simplified models of the protein molecule (such as the HP Model) and the use of evolutionary algorithms (EAs) are among the most investigated techniques for PSP. However, the evaluation of a structure represented by the HP model considers only the number of hydrophobic contacts, which doesn't enable the EA to distinguish between structures with the same number of contacts. This paper presents a new multi-objective formulation for PSP in HP Model. Two metrics are evaluated: the number of hydrophobic contacts and the distance between the hydrophobic amino acids. Both metrics are used by the Multi-objective EA in Tables. We showed that the algorithm is fast and robust.

Algoritmos multiobjetivos aplicados ao problema de predição de estruturas proteínas

“…Menor Valor de Energia MC [20] 35 GA [20] 37 SISPER [21] 39 ISA [22] 38 GAOSS [23] 42 GA-pull-moves [ [5] propõe um algoritmo evolutivo multi-objetivo para o problema PSP utilizando o modelo HP, o qual avalia a quantidade de contatos topológicos, assim como o grau de compactação da conformação. Concluíram que sua abordagem encontrou soluções com a mesma quantidade de contatos hidrofóbicos que um algoritmo mono-objetivo, utilizando populações menores do que as utilizadas em outras propostas e demostrando um efeito positivo na utilização de uma proposta multi-objetiva.…”

“…Já Soares et al [3] propõem um algoritmo multiobjetivo em tabelas e comparam seu desempenho em relação ao NSGAII [4], otimizando duas funções de energia de grande importância no processo de conformação: van der Waals e eletroestática. Gabriel et al [5] também propõem a utilização de um algoritmo multiobjetivo em tabelas similar ao proposto em [3], porém utilizando o modelo HP para representação e avaliação das soluções.…”

Comparando algoritmos de otimização computacional aplicados ao problema de predição de estruturas proteicas com modelo HP-2D

“…Portanto, o emprego de algoritmos de otimização para solucionar o problema PSP apresenta-se como uma boa alternativa ante aos métodos tradicionais. Podem-se citar diversas técnicas de otimização computacional aplicadas ao PSP, como Algoritmos Evolutivos [1,2,6,15,20,23,24], Otimização por Colônia de Formiga [10,14,18,21,25], Otimização por Enxame de Abelhas [3,19], entre outros [26,27]. Vale ressaltar que, em geral, usando esses métodos para problemas extremamente complexos não é obtida uma única solução (mas um conjunto de soluções); inclusive a solução ótima pode nunca ser alcançada, e nestes casos, pode ser difícil definir qual a melhor solução no conjunto das possíveis soluções.…”