Simulazione del processo di ripiegamento di una proteina utilizzando un sistema ad agenti Agent-based Protein Folding Simulation

 
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Type: Article
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Bortolussi, L. and Dal Palu', A. and Dovier, A. and Fogolari, F. (2005) Simulazione del processo di ripiegamento di una proteina utilizzando un sistema ad agenti Agent-based Protein Folding Simulation. Intelligenza artificiale.

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Abstract

Una proteina è identificata da una sequenza finita di amminoacidi, apppartenenti ad un insieme di 20 elementi. Il problema della Predizione della Struttura Proteica è il problema di predire la forma tridimensionale di una proteina, data la sua sequenza di amminoacidi. Il problema è basilare per gli sviluppi nella ricerca biologica e farmaceutica. Tutti i modelli matematici esistenti per la risoluzione del problema soffrono di intrinseci limiti computazionali; in particolare, le tecniche basate sulla simulazione che agiscono a livello di interazione tra tutti gli atomi componenti la proteina e il solvente entro cui la proteina è immersa, non sono praticabili a causa della enorme mole di calcolo necessaria. Questi programmi inoltre sono scritti con linguaggi imperativi ed in genere non sono modulari rispetto alle funzioni di energia da utilizzarsi, per le quali non c'è ancora un modello universalmente accettato. In questo lavoro presentiamo un sistema per la simulazione del processo del ripiegamento di una proteina basto su programmazione ad agenti. Ogni amminoacido è rappresentato da un agente indipendente che comunica con gli altri. Il sistema è modulare sia rispetto alle funzioni di energia da usarsi, che ai possibili sviluppi, soprattutto riguardanti le strategie di comunicazione e cooperazione inter-agente. Le simulazioni a questo livello di astrazione permettono bassi tempi di calcolo e distribuiti su ogni agente. Nel lavoro presentiamo un'implementazione basata sul pacchetto Linda di Sicstus Prolog, che dimostra la praticabilità dell'approccio. Il codice è intrinsecamente concorrente e facilmente parallelizzabile.

Deposited by Alessandro Dal Palu' on 16 February 2005

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