Equipe Projet DOLPHIN Docking@GRID 03/04/08

? Docking@GRID FONCTION Projet d’échantillonnage conformationel et Docking sur Grilles Projet ANR Dock LIFL (USTL – CNRS – INRIA ) IBL (CNRS – INSERM) CEA Grenoble ? ? FONCTION Structures des molécules 2

Docking : définition + Concept général : Echantillonnage conformationel 1 protéine Conformation native de HIV-1 PROTEASE Docking : HIV-1 PROTEASE + XK263 RECEPTEUR + 1 ligand Echantillonnage conformationel Conformation native de XK263 INHIBITOR LIGAND Prédiction de la meilleure conformation possible entre ces deux molécules 3

Docking : utilisation en pharmacologie Ligand complémentaire ??? DOCKING Protéine récepteur connue Si le docking est valide, le ligand est une molécule médicamenteuse complémentaire 4

Docking@GRID : un service WEB dédié au docking moléculaire Démonstration : http://docking.futurs.inria.fr/docking_demo 5

Complexité Calcul de conformation avec un algorithme séquentiel : Implémentation d’algorithmes d’optimisation (meta-heuristiques) innovants pour résoudre ce problème Compétences : Une molécule de 40 acides aminés 10 conformations par acide aminé 1040 conformations 1014 conformations par seconde 1028 années!!! 6

Méthodes d’optmisation approchées inspirée de la nature La plateforme http://paradiseo.gforge.inria.fr Librairie C++ libre et ouverte Exact algorithms Heuristics Branch and X Dynamic prog. C.P. Specific heuristics Metaheuristics Single solution Population Evol. algorithms Scatter search Ant colony Evol. programming Evol. strategies Genetic algorithms Genetic programming Méthodes d’optmisation approchées inspirée de la nature Optimiser 1 ou plusieurs objectifs : Implémentation d’un nouveau modèle tri-objectifs pour le problème de Docking. Déployer facilement les méthodes sur des environnements de calcul à haute performance Accélérer les calculs et améliorer les solutions Exécution sur Clusters et Grilles

Déploiement sur Grilles Lille, Nice-Sophia Antipolis, Lyon, Nancy, Rennes: 400 processeurs CLUSTER LILLE 1. Réservation des nœuds de calcul 2. Sélection du nœud principal pour Globus GRID 3. Configurer la Globus GRID (certificates, user credentials, xinetd, postgresql, etc.) M6 M4 4. Déploiement et éxecution – MPICH-G2 M5 CLUSTER LYON CLUSTER BORDEAUX M2 M2 M3 M3 GRID5000: Une grille reconfigurable complete! La phase de configuration dépend du déploiement d’images Linux préconfigurés avec Globus et MPICH-G2 déjà installés. 8

Déploiement sur Grilles Test de calcul de conformation de la molécule Tryptophan- cage sur grille de calcul (GRID 5000) 7 sites, Environ 800 CPUs, temps d’execution: 1h temps nécessaire en séquentiel : 1 mois!! 9

Résultats : 6rsa, conformation à atteindre Résultats de validation déjà obtenues Résultats : 6rsa, conformation à atteindre site (1621 atomes)

Résultats de validation déjà obtenues Résultats : 6rsa, conformation obtenue après 90 000 évaluations site (1621 atomes) site (1621 atomes)

Merci de votre attention Conclusion Docking@GRID : un projet réalisé et validé grâce aux compétences de l’équipe : Merci de votre attention Grilles de calcul Optimisation