Utilizando ComputaÃÃo em Grid para Modelagem Molecular de Sistemas BiolÃgicos

AUTOR(ES)

Klaus Ribeiro Cavalcante

DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

A Modelagem Molecular à a Ãrea que consiste em representar apropriadamente sistemas moleculares atravÃs de modelos computacionais, assim como reproduzir seu comportamento por meio da utilizaÃÃo de metodologias teÃricas e tÃcnicas computacionais. Quando estes sistemas moleculares sÃo modelados na presenÃa de molÃculas do solvente, simulaÃÃes realizadas nestes ambientes sÃo chamadas de simulaÃÃes com âefeito solventeâ. O estudo dos efeitos do solvente vem recebendo grande atenÃÃo devido principalmente ao fato de que a grande maioria de processos quÃmicos e biolÃgicos ocorre em meio condensado, particularmente, em soluÃÃes aquosas. A aplicaÃÃo destes estudos em bio-macromolÃculas, tais como proteÃnas, apresenta-se como um grande desafio, visto que a quantidade de Ãtomos presentes nestas molÃculas dificulta a geraÃÃo de suas estruturas ou aglomerados de hidrataÃÃo. Estas estruturas sÃo geradas atravÃs do uso de uma metodologia chamada AGOA, que requer para este propÃsito, o potencial eletrostÃtico (MEP) da molÃcula em questÃo. Desta forma, este presente trabalho tem como objetivo, o desenvolvimento de uma metodologia computacional, denominada GridMEP, responsÃvel pela obtenÃÃo do potencial eletrostÃtico para proteÃnas, que consiste em trÃs etapas: (i) fragmentaÃÃo da proteÃna em suas unidades bÃsicas (aminoÃcidos), (ii) cÃlculo do MEP individual de cada fragmento, e (iii) associaÃÃo dos resultados obtidos parcialmente com os aminoÃcidos para compor o MEP final da proteÃna. A metodologia foi avaliada atravÃs da inclusÃo destes princÃpios em uma implementaÃÃo em C++. Com o intuito de explorar o paralelismo intrÃnseco desta proposta e assim obter um menor tempo de resposta computacional para a geraÃÃo do MEP da proteÃna, utilizou-se ComputaÃÃo em Grid para realizar, de forma distribuÃda, o cÃlculo do MEP de todos os fragmentos individuais constituintes da proteÃna. Para tal, foi utilizado o toolkit OurGrid no estabelecimento da plataforma Grid usada neste trabalho. Testes realizados demonstram que a metodologia satisfaz adequadamente o objetivo proposto, onde a demanda computacional (medida em tempo de processamento) apresentou uma tendÃncia inversamente proporcional quase linear em relaÃÃo ao nÃmero de mÃquinas usadas no Grid. à importante ressaltar que, para o nosso conhecimento, esta à a primeira iniciativa de utilizaÃÃo de ComputaÃÃo em Grid voltada para a estimativa de efeito solvente em Modelagem Molecular

ASSUNTO(S)

grid computing modelagem molecular efeito solvente ciencia da computacao computaÃÃo em grid potencial eletrostÃtico solvent effect molecular modeling metodologia computacional electrostatic potential computational metodology

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