Исследование модельной задачи структурной биоинформатики

Боковая панель статьи

PDF
Опубликован: сен 16, 2021
DOI: https://doi.org/10.37005/2071-9612-2020-3-43-52
Ключевые слова:
фолдинг белка, эволюционные алгоритмы, параллельные вычисления protein folding, evolutionary algorithms, parallel computing

Основное содержимое статьи

А. В. Чепурнов
МГУ им. М. В. Ломоносова, Москва
Н. М. Ершов
Государственный университет «Дубна», Дубна, Московская область

Аннотация

Работа посвящена исследованию методов решения задач структурной биоинформатики на примере решения модельной задачи укладки графов на плоскости. В работе рассматривается «энергетический» подход к решению данного типа задач, основанный на применении методов непрерывной оптимизации, целью которых является поиск конфигурации с минимумом энергии. В работе формулируется модельная задача укладки графа, формализуется структура графов, подлежащих укладке, и определяется целевая функция, моделирующая внутреннюю энергию укладки графа. Описываются нескольких популярных методов оптимизации, в том числе генетический алгоритм и алгоритм дифференциальной эволюции. Рассматривается несколько параллельных вариаций этих двух алгоритмов. Описывается реализация программной системы для автоматического тестирования заданного пользователем алгоритма при решении нескольких модельных задач фолдинга с поддержкой параллельных вычислений, веб-интерфейса и визуализации вычислений. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 20-07 01053 А).

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Информация о статье

Как цитировать
[1]
Чепурнов , А.В. и Ершов, Н.М. 2021. Исследование модельной задачи структурной биоинформатики. Системный анализ в науке и образовании. 3 (сен. 2021), 1–10. DOI:https://doi.org/10.37005/2071-9612-2020-3-43-52.
Выпуск
№ 3 (2020): №3 (2020)
Раздел
Статьи

Библиографические ссылки

Whisstock, J. C., Lesk, A. M. Prediction of protein function from protein sequence and structure // Quarterly reviews of biophysics. – 2003. – №. 3. – Pp. 307–340.

Worldwide Protein Data Bank Deposition Statistics [HTML]. – URL : http://www.wwpdb.org/stats/deposition (дата обращения: 16.06.2020).

Anfinsen, C. Principles that Govern the Folding of Protein Chains // Science. – 1973. – Pp. 223–230.

Молекулярное моделирование: теория и практика / Х.-Д. Хельтье, В. Зиппль, Д. Роньян [и др.]. – М. : Бином. Лаборатория знаний, 2016.

Prediction of CASP6 structures using automated Robetta protocols / D. Chivian, D. E. Kim, L. Malmström [et al.] // Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics. 2005. – №. S7. – Pp. 157–166.

Теоретические методы исследования наноструктур / О. Е. Глухова, И. В. Кириллова, И. Н. Салий [и др.] // Вестник Самарского университета. Естественнонаучная серия. – 2012. – №. 9 (100). – С. 106–117.

Карпенко, А. П. Современные алгоритмы поисковой оптимизации. – М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014.

Ершов, Н. М. Неоднородные клеточные генетические алгоритмы // Компьютерные исследования и моделирование. – 2015. – №. 3. – С. 775–780.