Desarrollo de nuevas tecnologías para el ajuste de estructuras tridimensionales en biomoléculas sobre infraestructuras Grid

Résumé

La tesis doctoral presentada se ha enfocado a la obtención de aplicaciones que implementen eficientemente operaciones de ajuste (también denominado docking) en el campo de la biología estructural. Para ello, se han establecido dos objetivos principales: - Diseño de aplicaciones de ajuste mediante una nueva metodología que proporciona una búsqueda más rápida. - Adaptación óptima de las aplicaciones para su ejecución sobre un entorno de computación Grid. Estas adaptaciones han requerido la creación de un nuevo sistema cache sobre sistemas Grid que permita un óptimo uso de las transferencias de datos realizadas. El diseño de nuevas aplicaciones para acelerar la búsqueda del mejor ajuste ha sido desarrollado empleando una novedosa metodología denominada Fast Rotational Matching (FRM). La búsqueda del mejor ajuste entre dos elementos conlleva explorar un amplio espacio de búsqueda, resultando ineficiente su exploración sistemática. FRM permite acelerar esta exploración en el espacio rotacional mediante una adecuada representación de los objetos sobre esféricos armónicos. Empleando esta metodología, se han diseñado dos aplicaciones que resuelven problemas de ajuste de distintas características: - ADP_EM: Localiza estructuras atómicas sobre mapas a baja resolución. Esto permite modelar la estructura atómica de complejos macromoleculares a partir de sus componentes conocidos o de moléculas homólogas. - FRODOCK: Realiza el ajuste entre estructuras atómicas de proteínas, permitiendo predecir la conformación en la que interaccionan. Estas aplicaciones han sido convenientemente adaptadas a una ejecución paralela que permita emplear múltiples recursos computaciones proporcionados por el paradigma Grid. Asimismo, se ha determinado la conveniencia de establecer un sistema cache soportado por funcionalidades de metaplanificadores Grid. Este sistema permite hacer un uso eficiente de la información transmitida al realizar una ejecución paralela en un sistema Grid, reduciendo el número de transmisiones necesarias y proporcionando así una mayor productividad.