Résultats
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Mise au point
d'une nouvelle méthode pour la prévision de la
structure des protéines. Cette méthode
appellée dynamique brownienne, est
basée sur la simulation du mouvement
brownien qui permettrait sur le long terme de disposer d'une
méthode pour des simulations de longue durée
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URL du projet : http://issofty17.is.noda.tus.ac.jp//
| Liens du projet | L'Alliance Francophone | Statistiques | Résultat |
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Etat du projet : Alpha test
Les Résultats : Domaine public
Documentation du projet :
Introduction au Repliement des Protéines et à la Simulation Moléculaire (document .ppt de 676 Ko)
Etude de la structure des protéines et des acides nucléiques (installer Jmol pour visionner cette page)
Résultats : Sur cette page, vous pouvez visionner les résultats des simulations effectuées sur les PCs des volontaires de TANPAKU. Les images de ces pages sont mises à jour toutes les 10 minutes en utilisant les derniers résultats.
Note : Toutes les figures ont pour nom XXXX_YY.png. Ici, XXXX corresponds à l'identification des simulations pour chaque cible. YY correspond au YYème résultat de la simulation du groupe XXXX.
Publication : Tadashi Ando et Ichiro Yamato. Dynamique brownienne pour le repliement des protéines. In Yukio Kaneda, Hiroshi Kawamura, et Masaki Sasai, éditeur : Frontiers of Computational Science, pages 157-163. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2007.
Publié le 10 Avril 2007 : Accès à l'intégralité de la publication (document .pdf, 1 209 Ko).
- Projet lancé le 2 août 2005
« TANPAKU » vise à prévoir
les structures des protéines à l'aide du calcul
partagé
Le projet « TANPAKU » tire son origine du mot en
langue japonaise tanpaku-shitsu,
signifiant protéine.
Galerie Vidéo :
- Barnase ( vidéo .avi - 2,1 Mo) par T. Ando
- Simulation de dynamique brownienne d'un peptide à 28 résidus (vidéo .avi - 3,1 Mo) par T. Ando
- Simulation du repliement d'un peptide hélicoïdal en utilisant la méthode de dynamique brownienne (vidéo .avi - 3,6 Mo) par T. Ando
- Simulation du repliement d'un peptide sous forme d' "épingle à cheveux" en utilisant la méthode de dynamique brownienne (vidéo .avi 3,1 Mo) par T. Ando
- Simulation de la dynamique moléculaire de F1-ATPase (vidéo .mpeg, 8,1 Mo) par O. Umezu
Toutes ces simulations ont été conçues dans le laboratoire Yamato
Au sujet de « TANPAKU »
« TANPAKU » est un projet qui s'attaque au
problème « de la prévision de la
structure des protéines » par l'utilisation de
« l'informatique répartie ». Ce projet
est développé en collaboration avec le laboratoire Yamato
(département des Sciences biologiques et des technologies)
et le laboratoire Takeda
(département des sciences de l'information) de
l'université scientifique de Tokyo. Le projet a fini un
essai préliminaire dans notre université et il
est ouvert pour les volontaires publics.
Sommaire :
- Les protéines jouent un rôle fondamental dans notre vie
- Protéines, acides animés et ADN
- La relation entre la structure des protéines et leurs fonctions
- Prévision de structures de protéine par la simulation sur ordinateur
Qu'est ce que la prévision de la structure d'une protéine ?
Les protéines jouent un rôle fondamental dans notre vie
Les protéines font partie prenante de notre vie. Par exemple, l'amylase digère l'amidon pour produire de l'énergie, l'hémoglobine transporte l'oxygène à travers le corps et l'insuline régule la quantité de sucre absorbée par le sang.
Protéine, acide aminé et ADN
Une protéine est composée à la base par l'assemblage de 20 sortes différentes d'acides aminés. Les protéines sont des polymères non-ramifiés construits par la liaison de centaines d'acides aminés, où les chaines de peptide sont formées d'un groupe carboxyl d'une acide aminé liée à un groupe aminé libre venant d'une autre acide aminé après l'élimination d'une molécule d'eau. L'ordre de ces acides aminés ou séquence détermine les propriétés de la protéine.
D'une part, la séquence ADN (Acide désoxyribonucléique) d'un gène fournit des informations sur la séquence d'acide aminé de la protéine qu'elle code. Par conséquent, le gène est un modèle pour reconstituer une protéine et ainsi le génome humain, l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une espèce, est un modèle de notre corps dans sa globalité. Comme l'information génomique nous fournit beaucoup d'indices pour résoudre les secrets de la vie, des centaines de projets de séquençage du génome ont été exécutés à travers le monde et ce pour de nombreuses espèces. Aujourd'hui, le génome humain a été déchiffré !
La relation entre la structure des protéines et leurs fonctions
Connaitre l'information génomique , équivaut t-il à comprendre la vie dans son ensemble?
Malheureusement, bien que nous sachions qu'un
gène correspond à une protéine, il est
encore difficile d'en déduire sa fonction dans la
séquence des acides aminés.
La protéine se plie dans son unique structure tridimensionnelle correspondant à sa séquence d'acide aminé et à sa fonction dans notre corps. En d'autres termes, il y a un rapport profond entre la structure d'une protéine et sa fonction. Par conséquent, si nous pouvons prévoir la structure d'une protéine à partir de son enchainement d'acides aminés, cette information structurelle fournira des informations très utiles pour déduire sa fonction en tant que protéine.
Cependant, nous ne disposons pas de la méthode qui puisse prévoir la structure repliée d'une protéine à partir de sa seule séquence d'acides aminés.
Prévision de structures de protéine par la simulation sur ordinateur
Il y a un intérêt certain pour la prévision des structures de protéine par simulation sur ordinateur. Bien que la puissance informatique ait considérablement augmentée, il est encore difficile de disposer d'assez de conformations (représentation statique des molécules) dans un temps raisonnable pour aboutir au repliement d'une structure même avec des ordinateurs dernier cri.
Au vue de cette situation, les chercheurs ont proposé diverses méthodes pour surmonter cette difficulté. Dans notre laboratoire, une méthode, appelée « dynamique brownienne » basée sur la simulation du mouvement brownien, a été développée, et a jusqu'ici donné quelques résultats satisfaisants. Cette méthode de dynamique brownienne nous permettrait de mettre au point sur le long terme une méthode de simulation qui aurait besoin d'un temps d'utilisation informatique beaucoup moins important comparé avec les méthodes conventionnelles de simulation.
Cependant, pour réaliser notre objectif final qui est de prévoir une structure de protéine à partir de sa séquence d'acide aminé, une plus grande puissance de calcul informatique est exigée. Afin de réaliser cette condition, nous améliorons l'algorithme informatique et nous prêtons également attention à simuler la dynamique brownienne sur une ressource informatique plus puissante.
Ainsi, nous lançons le projet « TANPAKU » sur l'informatique répartie.
Qu'est ce que l'informatique répartie ?
L'informatique répartie est un système de calcul qui permet de résoudre un vaste ou difficile problème exigant une puissance informatique considérable, ceci est possible en donnant de petites parties du problème à un grand nombre d'ordinateurs à travers un réseau. Le projet le plus célèbre de l'informatique répartie est « SETI@home » (SETI a pour but la recherche de l'intelligence extraterrestre) lancé à Berkeley, Université de Californie, en mai 1999, dans lequel des données reçues par le radiotélescope sont analysées pour rechercher la preuve de transmissions radios effectuées par une intelligence extraterrestre.
BOINC
« TANPAKU » utilise « BOINC » ( Berkeley Open Infrastructure for Network Computing ) qui est une plateforme de partage des ressources informatiques grâce à l'emplois de l'informatique répartie. En participant à BOINC vous participez à beaucoup plus qu'un simple projet d'informatique répartie, il vous est possible d'indiquer le pourcentage de votre puissance de calcul que vous souhaitez consacrer à chaque projet. Aujourd'hui de nombreux projets d'informatique répartie dont SETI@home sont disponibles sur la plateforme de BOINC.