Centre d’Expérimentation du Calcul Intensif en Chimie: CECIC Responsable scientifique : Serge Pérez Responsable technique : Pierre Vatton

Pôle de Chimie Calculatoire RPE, µscopie, Champs proches... CECIC Méso informatique Chimie Quantique Méca/Dynamique Moléculaire QSAR/QSPR Matériaux Bio Informatique ........... Besoins Hardware Besoins Software Besoins Connectiques Besoins Humains Enseignement/DEA Spectrométrie de Masse RMN Rayons X Infra Rouge/Raman RPE, µscopie, Champs proches...

PÔLE DE CHIMIE CALCULATOIRE CECIC Laboratoire d’Etudes Dynamiques et Structurales de la Sélectivité (LEDSS, UMR 5616) Laboratoire d’Electro- chimie Organique et de Photochimie Redox (LEOPR, UMR 5630) Laboratoire de Cristallographie (UPR 5031) LES PARTENAIRES Département de Pharmacologie Moléculaire (DPM, EP 811) de l ’UFR de Pharmacie Centre de Recherches sur les Macromolécules Végétales (CERMAV, UPR 5301)

PÔLE DE CHIMIE CALCULATOIRE CECIC Chimie Quantique (Cristallographie, LEDSS) Mécanique-dynamique moléculaire (CERMAV, DPM, LEDSS) Matériaux (CERMAV, Cristallographie) AXES DE RECHERCHE ET LABORATOIRES IMPLIQUES Conformations bio-actives (CERMAV, DPM, LEDSS) Bio-Informatique (CERMAV, DPM, LEDSS)

PÔLE DE CHIMIE CALCULATOIRE CECIC Chimie Quantique Dalton, Dmol3, Gaussian (94/98) Molcas, Mopac, Saptx Mécanique-dynamique moléculaire Amber, Cerius, Charmm Insight/Discover, Jumna MM2/3, Sybyl Matériaux Cerius, CCP4/CCP3 O, Turbo Frodo LES LOGICIELS Conformations bio-actives Sans connaissance structurale du récepteur (Cerius, Insight/Discover, Sybyl) Avec connaissance (Grid) Bio-Informatique bases de données commerciales (RMN) bibliographiques (Medline) et génomiques (GenBank, SwissProt…)

PÔLE DE CHIMIE CALCULATOIRE CECIC LES BESOINS Calculs intensifs Utilisation de logiciels professionnels (Environnement SGI) SOLUTION MIXTE IBM/SGI

PÔLE DE CHIMIE CALCULATOIRE CECIC Mésoinformatique = Serveurs de Calculs Création des données Stockage et visualisation des résultats restent à la charges des participants

PÔLE DE CHIMIE CALCULATOIRE CECIC Existant Matériels Logiciels Sybyl In/Di Cerius Gaussian SGI IBM SGI IBM SGI Préservation de l ’existant + performances 2 types de machines: SGI et IBM

Exploitation pour 5 partenaires Statuts de fonctionnement CECIC : ORGANISATION Exploitation pour 5 partenaires Statuts de fonctionnement respect de la charte CIMENT souplesse de gestion actions concertées ouverture

organisé autour CECIC : ORGANISATION Directeur Conseil de gestion Conseil des utilisateurs Règlement intérieur

CIMENT 1500 KF Matériels 1746 KF Partenaires Infrastructure 61 KF CECIC : FINANCEMENT CIMENT 1500 KF Partenaires CERMAV 82 KF Cristallo 82 KF LEDSS 82 KF LEDSS 61 KF Total 1807 KF Matériels 1746 KF Infrastructure 61 KF Total 1807 KF

SGI Origin 200 IBM SP 9076-500 Quadripro R1200-360 MHz 4 Go de RAM CECIC : FINANCEMENT SGI Origin 200 Quadripro R1200-360 MHz 4 Go de RAM 2x18Go de disques IBM SP 9076-500 3 nœuds quadripro Power3-375MHz 8 Go de RAM par nœud 2x18Go de disques par nœud

Mutualisation des licences pour : CECIC : APPLICATIFS Mutualisation des licences pour : Modélisation Moléculaire Cerius Discover Sybyl Chimie Quantique Gaussian98

Mutualisation des applicatifs pour : CECIC : APPLICATIFS Mutualisation des applicatifs pour : Modélisation Moléculaire Amber Charmm Jumna MM3, …. Chimie Quantique Dmol Saptx etc.

CECIC : Les premiers projets Parallélisation et du code DeMON: Programme DFT (pptés électriques matériaux ….caractérisation de leurs états exictés) (Marc Casida, LEDSS) Implémentation d ’AMBER: Programme de dynamique moléculaire bio(macro)molécules. collaboration Claude.Lemarechal@inriaalpes.fr Implémentation de CHARMM collaboration Martin.Field@ibs.fr

CECIC : Les premiers projets Etude du mécanisme catalytique d’une N-acétylglucosaminyltransférase dont le site actif comprend in ion Mn2+: Collaboration : Anne Imberty (CERMAV) - Anne Milet (LEDSS)

Les GlycosylTransférases Accepteur-OH + XDP-sucre Accepteur-O-sucre + XDP Mn1 GT Au moins 500 gènes (0.5 - 1% du génome humain traduit ) participeraient à l ’expression structurale et fonctionnelle d ’oligosaccharides

Structure cristallographique d’une glycosyltransférase complexé avec le substrat donneur (UDP-GlcNAc) et un ion Mn++

Détail du site les phosphates sont eclipsés et le cycle glucidique adopte une conformation inhabituelle pour la torsion F F Hypothése : la première étape de la catalyse est une déformation du nucléotide-sucre par l’enzyme et le manganese.

Pour les calculs ab initio Système modèle 1 : Mn++, eau, et tetrahydropyrane avec un pyrophosphate F Système modèle 2 : on a dû ajouter 2 acides aminés pour stabiliser les molécules d’eau. Gaussian 98: DFT B3LYP 5 électrons célibataires 54 atomes, dont Mn++. Optimisation d ’une géomètrie 4 jours CPU, 4 processeurs espace disque 150 Mo. En prévision: MM / QM But : analyser l’élongation de la liaison C1-O1 et des angles de valence dans cette conformation particulière. Calculer la barrière de torsion conformation inhabituelle pour la torsion F

CECIC : Conclusions,... IBM SP 9076-500 / SGI Origin 200 / Connectique Partage des ressources ‘ logiciels ’ / Mutualisation des licences Réalisation structurante ( 5 Unités de Recherche) Premières réalisations communes d ’envergure Ouverture vers les autres communautés (IBS, INRIA,…) ….