Nouveaux logiciels pour la biologie structurale computationnelle et la chémoinformatique

New software for computational structural biology and chemoinformatics

• Auteur / Autrice : François Bérenger
• Direction : Jean-François Zagury
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Bioinformatique
• Date : Soutenance le 05/07/2016
• Etablissement(s) : Paris, CNAM
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Génomique, bioinformatique et applications (Paris ; 2010-2018)
• Jury : Président / Présidente : Marc Port
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christophe Molina
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Dragos Horvath, Pierre Tuffery

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéines -- Métabolisme

Chimie -- Informatique

Logiciels

Bioinformatique structurale

Mots clés libres

Regroupement

Similarité électrostatique

Autocorrélation

Criblage virtuel

Ligand

Protéine

Clustering

Electrostatic similarity

Autocorrelation

Virtual screening

Ligand

Protein

Résumé

Ma thèse introduit cinq logiciels de trois différents domaines: le calcul parallèle et distribué, la biologie structurale computationnelle et la chémoinformatique. Le logiciel pour le calcul parallèle et distribué s'appelle PAR. PAR permet d'exécuter des expériences indépendantes de manière parallèle et distribuée. Les logiciels pour la biologie structurale computationnelle sont Durandal, EleKit et Fragger. Durandal exploite la propagation de contraintes géométriques afin d'accélérer l'algorithme de partitionnement exact pour des modèles de protéines. EleKit permet de mesurer la similarité électrostatique entre une petite molécule et la protéine qu'elle est conçue pour remplacer sur une interface protéine-protéine. Fragger est un cueilleur de fragments de protéines permettant de sélectionner des fragments dans la banque de protéines mondiale. Enfin, le logiciel de chémoinformatique est ACPC. ACPC permet l'encodage fin, d'une manière rotation-translation invariante, d'une molécule dans un ou une combinaison des trois espaces chimiques (électrostatique, stérique ou hydrophobe). ACPC est un outil de criblage virtuel qui supporte les requêtes consensus, l'annotation de la molécule requête et les processeurs multi-coeurs.

This thesis introduces five software useful in three different areas : parallel and distributed computing, computational structural biology and chemoinformatics. The software from the parallel and distributed area is PAR. PAR allows to execute independent experiments in a parallel and distributed way. The software for computational structural biology are Durandal, EleKit and Fragger. Durandal exploits the propagation of geometric constraints to accelerate the exact clustering algorithm for protein models. EleKit allows to measure the electrostatic similarity between a chemical molecule and the protein it is designed to replace at a protein-protein interface. Fragger is a fragment picker able to select protein fragments in the whole protein data-bank. Finally, the chemoinformatics software is ACPC. ACPC encodes in a rotation-translation invariant way a chemical molecule in any or a combination of three chemical spaces (electrostatic, steric or hydrophobic). ACPC is a ligand-based virtual screening tool supporting consensus queries, query molecule annotation and multi-core computers.