![Page 1: Molecular Docking – GRID5000 A LEXANDRU- A DRIAN T ANTAR, N OUREDINE M ELAB, E L- G hazali T ALBI OPAC Team, LIFL UMR 8022 USTL/CNRS {tantar, melab, talbi}@lifl.fr](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070309/551d9d8e497959293b8c347f/html5/thumbnails/1.jpg)
Molecular Docking – GRID5000 ALEXANDRU-ADRIAN TANTAR, NOUREDINE MELAB, EL- Ghazali TALBI
OPAC Team, LIFL UMR 8022 USTL/CNRS{tantar, melab, talbi}@lifl.fr
![Page 2: Molecular Docking – GRID5000 A LEXANDRU- A DRIAN T ANTAR, N OUREDINE M ELAB, E L- G hazali T ALBI OPAC Team, LIFL UMR 8022 USTL/CNRS {tantar, melab, talbi}@lifl.fr](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070309/551d9d8e497959293b8c347f/html5/thumbnails/2.jpg)
Structure
• Des concepts générales - les proteines, structure moléculaire, élémentes formelles
• Des méthodes spéciques pour Molecular Docking. GRID 5000
• Approche en utilisant un algorithme génétique. ParadisEO, Condor, MW
• Résultats pour le cas bi-objectif
• Réseau des neurones
• INRIA GForge, Web Site, CVS
![Page 3: Molecular Docking – GRID5000 A LEXANDRU- A DRIAN T ANTAR, N OUREDINE M ELAB, E L- G hazali T ALBI OPAC Team, LIFL UMR 8022 USTL/CNRS {tantar, melab, talbi}@lifl.fr](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070309/551d9d8e497959293b8c347f/html5/thumbnails/3.jpg)
Conceptes generals generals sur le docking
Docking ~ la liaison moléculaire d'un ligand et un récepteur, qui manifeste des complémentarités géométriques et chimiques; il y a une très forte liaison entre la structure 3D d'une molécule et sa fonctionnalité biologique.
Structure primaire (primary structure) – la séquence des acides aminés associés avec une molécule.
Structures secondaires (secondary structures) des sub-structures distingues comme des motifs - des -hélices et des -feuillettes.
Protéine ~ une chaîne des résidus des acides aminés connecté par des liaisons peptide.
![Page 4: Molecular Docking – GRID5000 A LEXANDRU- A DRIAN T ANTAR, N OUREDINE M ELAB, E L- G hazali T ALBI OPAC Team, LIFL UMR 8022 USTL/CNRS {tantar, melab, talbi}@lifl.fr](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070309/551d9d8e497959293b8c347f/html5/thumbnails/4.jpg)
Exemples
![Page 5: Molecular Docking – GRID5000 A LEXANDRU- A DRIAN T ANTAR, N OUREDINE M ELAB, E L- G hazali T ALBI OPAC Team, LIFL UMR 8022 USTL/CNRS {tantar, melab, talbi}@lifl.fr](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070309/551d9d8e497959293b8c347f/html5/thumbnails/5.jpg)
Structure moléculaire des protéines
Structure d'un acid aminé - .back-bone. (A), structure polimerique (B).
![Page 6: Molecular Docking – GRID5000 A LEXANDRU- A DRIAN T ANTAR, N OUREDINE M ELAB, E L- G hazali T ALBI OPAC Team, LIFL UMR 8022 USTL/CNRS {tantar, melab, talbi}@lifl.fr](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070309/551d9d8e497959293b8c347f/html5/thumbnails/6.jpg)
L'équation de Schrödinger
L'énergie conjugue d'un système détermines la stabilité du molécule; la probabilité spatio-temporelle de distribution est modélisé par une fonction d'onde moléculaire déterminé par l'équation du Schrödinger.
![Page 7: Molecular Docking – GRID5000 A LEXANDRU- A DRIAN T ANTAR, N OUREDINE M ELAB, E L- G hazali T ALBI OPAC Team, LIFL UMR 8022 USTL/CNRS {tantar, melab, talbi}@lifl.fr](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070309/551d9d8e497959293b8c347f/html5/thumbnails/7.jpg)
Des méthodes en concernant Docking
• De novo, Ab Initio Methods - Les principes initiales. La mécanique quantiqueoffrent le plus haut niveau d'exactitude en utilisant des équations de la mécanique quantique avec le désavantage d'être un processus de computation extrêmement intensif
• Méthodes semi-empiriquesaméliorent les computations en utilisant des approximations pour différents segments correspondant à des méthodes basés sur la mécanique quantique - offrent un compromis en consid érant l'exactitude versus temps d'exécution
• Méthodes empiriquesignorent les aspects concernants la mécanique quantique et utilisent les principes de la mé-canique classique; ignorent complèment le traitement de la structure électronique
• Méthodes hybrides
connectent plusieurs méthodes en utilisant une architecture stratié de computation en essayant d'obtenir des résultats exacts avec un coût de computation minimal
![Page 8: Molecular Docking – GRID5000 A LEXANDRU- A DRIAN T ANTAR, N OUREDINE M ELAB, E L- G hazali T ALBI OPAC Team, LIFL UMR 8022 USTL/CNRS {tantar, melab, talbi}@lifl.fr](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070309/551d9d8e497959293b8c347f/html5/thumbnails/8.jpg)
CHARMM. Chemistry At HaRvard Molecular Mechanics
![Page 9: Molecular Docking – GRID5000 A LEXANDRU- A DRIAN T ANTAR, N OUREDINE M ELAB, E L- G hazali T ALBI OPAC Team, LIFL UMR 8022 USTL/CNRS {tantar, melab, talbi}@lifl.fr](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070309/551d9d8e497959293b8c347f/html5/thumbnails/9.jpg)
GRID 5000. Distributions des computations
![Page 10: Molecular Docking – GRID5000 A LEXANDRU- A DRIAN T ANTAR, N OUREDINE M ELAB, E L- G hazali T ALBI OPAC Team, LIFL UMR 8022 USTL/CNRS {tantar, melab, talbi}@lifl.fr](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070309/551d9d8e497959293b8c347f/html5/thumbnails/10.jpg)
Approche en utilisant un AG. ParadisEO, Condor, MW
• Condor – “The goal of the Condor Project is to develop, implement, deploy, and evaluate mechanisms and policies that support High Throughput Computing (HTC) on large collections of distributively owned computing resources”
• MW - Master-Worker - orienté vers les application de type maître-esclave en utilisant l'environnement de Condor, son bout de design étant de traiter les changements intrinsèques du contexte d'éxecution - activation/dés-activation des noeuds, traitement des taches etc.
• ParadisEO - PARAllel and DIStributed Evolving Objects - platforme pour la manipulation des modèles meta-heurisitiques, construites sur les packages EO et MO - Evolvable Objects and Movable Objects, respectivement.
• ParadisEO-CMW - extension du ParadisEO, destiné initialement à des clusteurs SMPs dédié.
![Page 11: Molecular Docking – GRID5000 A LEXANDRU- A DRIAN T ANTAR, N OUREDINE M ELAB, E L- G hazali T ALBI OPAC Team, LIFL UMR 8022 USTL/CNRS {tantar, melab, talbi}@lifl.fr](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070309/551d9d8e497959293b8c347f/html5/thumbnails/11.jpg)
Approche en utilisant un AG. Implementation
Codage des chromosomes - représentation basé sur les angles de torsion – préféré dans le détriment d'un représentation basé directement sur les coordonnées spatiales des atomes, en considérant des computations.
Stratégie de recherche - l'algorithme génétique est hybridé avec une exploration locale de type Hill Climbing pour faire la recherche dans des régions intéressantes de l'espace.
Fonction fitness - l'approche considère des auspices bi-objectif - la fonction à optimiser est déterminé par deux composants: l'énergie des atomes lié et l'énergie des atomes non-lié.
Modèle de de-corrélation - la dynamique de l'évolution est soutenu par un modèle insulaire supra-posé sur une architecture distribué, l'échange d'informations portant des améliorations sur l'algorithme.
![Page 12: Molecular Docking – GRID5000 A LEXANDRU- A DRIAN T ANTAR, N OUREDINE M ELAB, E L- G hazali T ALBI OPAC Team, LIFL UMR 8022 USTL/CNRS {tantar, melab, talbi}@lifl.fr](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070309/551d9d8e497959293b8c347f/html5/thumbnails/12.jpg)
Front Pareto pour Cyclodextrine, Tryptophan-cage
![Page 13: Molecular Docking – GRID5000 A LEXANDRU- A DRIAN T ANTAR, N OUREDINE M ELAB, E L- G hazali T ALBI OPAC Team, LIFL UMR 8022 USTL/CNRS {tantar, melab, talbi}@lifl.fr](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070309/551d9d8e497959293b8c347f/html5/thumbnails/13.jpg)
Speed-up – AMD Opteron™ 2193Mhz
![Page 14: Molecular Docking – GRID5000 A LEXANDRU- A DRIAN T ANTAR, N OUREDINE M ELAB, E L- G hazali T ALBI OPAC Team, LIFL UMR 8022 USTL/CNRS {tantar, melab, talbi}@lifl.fr](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070309/551d9d8e497959293b8c347f/html5/thumbnails/14.jpg)
Réseau des neurones
![Page 15: Molecular Docking – GRID5000 A LEXANDRU- A DRIAN T ANTAR, N OUREDINE M ELAB, E L- G hazali T ALBI OPAC Team, LIFL UMR 8022 USTL/CNRS {tantar, melab, talbi}@lifl.fr](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070309/551d9d8e497959293b8c347f/html5/thumbnails/15.jpg)
Réseau des neurones
![Page 16: Molecular Docking – GRID5000 A LEXANDRU- A DRIAN T ANTAR, N OUREDINE M ELAB, E L- G hazali T ALBI OPAC Team, LIFL UMR 8022 USTL/CNRS {tantar, melab, talbi}@lifl.fr](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070309/551d9d8e497959293b8c347f/html5/thumbnails/16.jpg)
Réseau des neurones
![Page 17: Molecular Docking – GRID5000 A LEXANDRU- A DRIAN T ANTAR, N OUREDINE M ELAB, E L- G hazali T ALBI OPAC Team, LIFL UMR 8022 USTL/CNRS {tantar, melab, talbi}@lifl.fr](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070309/551d9d8e497959293b8c347f/html5/thumbnails/17.jpg)
INRIA GForge, Web Site, CVS
• Coordonnes centralisé sur le site GForge d’INRIA – projet privé
• Site Web dévelopé en utilisant TWiki – en phase de construction
• Adresse web: dockinggrid.gforge.inria.fr/cgi-bin/twiki/bin/view
• Serveur cvs: scm.gforge.inria.fr:/cvsroot/dockinggrid
![Page 18: Molecular Docking – GRID5000 A LEXANDRU- A DRIAN T ANTAR, N OUREDINE M ELAB, E L- G hazali T ALBI OPAC Team, LIFL UMR 8022 USTL/CNRS {tantar, melab, talbi}@lifl.fr](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070309/551d9d8e497959293b8c347f/html5/thumbnails/18.jpg)
INRIA GForge, Web Site, CVS
Importer un projet dans le CVS:
cvs –m “Docking@GRID” import dockingAtGrid DockingAtGRID_ALPHA ALPHA
Obtenir la derniere version:
cvs –d:ext:[email protected]:/cvsroot/dockinggrid checkout dockingAtGrid
Metre à jour un fichier (à partir de CVS):
cvs update fichier
Obtenir le status d’un fichier:
cvs status fichier
![Page 19: Molecular Docking – GRID5000 A LEXANDRU- A DRIAN T ANTAR, N OUREDINE M ELAB, E L- G hazali T ALBI OPAC Team, LIFL UMR 8022 USTL/CNRS {tantar, melab, talbi}@lifl.fr](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022070309/551d9d8e497959293b8c347f/html5/thumbnails/19.jpg)
INRIA GForge, Web Site, CVS