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

Abstract

Gostaria de agradecer a Deus por sempre me presentear com uma família maravilhosa e com pessoas amigas ao meu rendor, as quais contribuíram e muito para a elaboração deste trabalho. Procurarei agradecê-las com singelas palavras. Agradeço a toda minha família pelo companheirismo, paciência e interesse em saber o andamento da minha pesquisa.À minha irmã, Renata, pela intensa atenção nos meus estudos. Ao meu sobrinho João Pedro, que mesmo com apenas três anos de idade, consegue com seu sorriso e, manhas as vezes, motivar-me a diminuir o cansaço. Ressalto meus sinceros agradecimentos a duas pessoas maravilhosas, as quais sinto muito orgulho em poder dizer: meus pais, Cláudio e Terezinha. Tenho que agradecê-los por toda dedicação nestes trinta anos. O significado de família estende por avós, tios, tias, primos e primas. Assim, agradeço a todos pela atenção no que tange o progresso conquistado. Em especial gostaria de agradecer meus primos João Gabriel e Ana Maria por compartilhar seus momentos de lazer comigo. Ao meu orientador prof. Dr. Ivan Nunes da Silva pelos ensinamentos não só em computação ou mesmo na escrita deste trabalho, mas também, nas lições de perseverança, amizade e disciplina. Aos meus amigos do LAIPS onde tive a oportunidade de vivenciar o significado da palavra equipe. Em especial, gostaria deixar registrado meus agradecimentos ao meu grande amigo Marcelo Suetake, quem ajudou não só no template deste trabalho, mas também em valiosos ensinamentos e, em hipótese nenhuma posso deixar não evidenciar o seu companheirismo. Aos meus amigos do laboratório de Física Biológica da FCFRP. Aqui gostaria de registrar os sinceros agradecimento ao Prof. Dr. Antonio Caliri por permitir não somente a realização deste trabalho em seu laboratório, mas também, da sua contribuição sobre o assunto folding de proteínas. Aos membros Ricardo, João, Flávio e Renata obrigado pela atenção, amizade e discussão dos resultados. Ao Guilherme agradeço pela contruibuição na implementação do algoritmo SN-Nerf. Um especial agradecimento ao Leandro, quem acreditou na proposta deste trabalho e, assim, contribui com críticas, sugestões, scripts e explanações acerca de proteínas. Em termos de acreditar nesta proposta, há a contribuição do Waldo Cancino Ticona. Mesmo morando na França, ele por meio do seu conhecimento do framework ParadisEO, vislumbramos o uso deste framework. Ao meu grande amigo Túlio Calixto, agradeço pela sua amizade e atenção dada no andamento deste trabalho. Aos membros da banca de qualificação desta Tese onde não só contribuíram tecnicamente, mas também, por enfatizar o significado da palavra foco. Neste sentido agradeço o prof. Dr. Alexandre Delbem pela sua contribuição na minha pesquisa desde o seu início e ao prof. Dr. Alexandre Suman de Araújo, quem por sua formação em física e computacão, pode por meio do seu "pra que", fazer-me repensar em vários aspectos deste projeto. Inclusive, simplificando o nome do framework para 3PG. A comunidade GROMACS que empregando a filosofia open-source tem-se um software queé compet...

MDAPSP - Uma arquitetura modular distribuída para auxílio à predição de estruturas de proteínas

“…A estrutura terciária refere-se à organização tridimensional da proteína no espaço e à estabilização fornecida pelas ligações. Essa estrutura é definida como a forma nativa da proteína (FACCIOLI, 2012). Por último, a estrutura quartenária é o resultado da união de várias estruturas de proteína em um complexo multi-proteico (STANDLEY et al, 2008).…”

“…Os experimentos são atrelados ao objetivo da predição. Isso refere-se às interações possíveis das proteínas, sejam entre seus resíduos, seus átomos ou da estrutura com o meio, e elas são eletrostáticas, em sua maioria (FACCIOLI, 2012). O efeito mais importante no processo de folding é o hidrofóbico, porque ele não necessita de interações específicas, além das já presentes.…”

“…Sua função é descrever a termodinâmica do comportamento de substâncias apolares em um solvente polar (DILL; BROMBERG, 2011). Desse efeito se origina a principal força indutora do processo de folding, além do fato de que classificar os aminoácidos em hidrofóbico e hidrofílico seja suficiente para prever a estrutura composta por hélices de uma proteína pequena (FACCIOLI, 2012). As forças indutoras do processo de folding são de natureza eletromagnética e podem ser covalentes e não-covalentes.…”

“…Uma das estruturas cruciais para as proteínas apresentarem suas características bioquímicas, são as cadeias laterais. O empacotamento de tais cadeias é uma tarefa necessária para PSP (FACCIOLI, 2012). O trabalho de (QUAN et al, 2013) apresenta uma abordagem paralela de empacotamento de cadeias laterais com otimização de colônia de formigas, que cooperam para encontrar as melhores cadeias, alcançando boa performance.…”

“…PSP é um dos temas de pesquisa mais desafiadores da atualidade (BORNICH et al, 2016). Mesmo com emprego de métodos variados, são observados pequenos ganhos em alguns objetivos (FACCIOLI, 2012). Dentre esforços na tentativa de acelerar os resultados destaca-se o WeFold, um gateway que reúne as soluções de diversos pesquisadores em um ambiente de trocas de informações, comparação de modelagens e disputa pelos melhores resultados (WEFOLD, 2013).…”