Nouveau projet biomédical : POEM@Home

POEM@home est un nouveau projet allemand (le 9^ème) porté par le groupe de prédiction des structures moléculaires du centre de recherche de Karlsruhe.

Il est possible de participer au projet sous Linux et Windows (98 et suivants).

Détails techniques :
- Application POEM Protein Folding 0.03
- Date limite de retour des unités : 7 jours.
- Utilisation de la mémoire vive : 26,6 Mo.
- Durée des unités : environ 25 minutes sur un Pentium 4.
- Pas d'écran de veille.

INSCRIPTION - URL du projet : http://boinc.fzk.de/poem/

Description détaillée du projet

C'est un projet de recherche et de prédiction de la structure des protéines. Maintenant se pose la question de l'originalité de cette recherche par rapport aux autres projets dans le même domaine, et notamment les deux projets majeurs que sont Folding@home et Rosetta@home. Voici l'explication qui vous est apportée par le Dr. Wolfgang Wenzel :

La simulation des protéines est actuellement dominée par deux approches :

1. Vous apprenez/copiez la Nature (Rosetta@home est un bon exemple). En partant d'une nouvelle séquence, vous tentez de copier des fragments de la structure d'une protéine connue et vous les assemblez pour obtenir la bonne structure.
   Avantages : le travail sur des grosses protéines donne d'excellents résultats pour les séquences à forte similarité.
   Inconvénients : Ça ne marche pas lorsqu'il n'y a pas de similarité à l'intérieur de la séquence (nouveaux repliements), ça ne fonctionne également pas lorsque vous ne disposez pas de données expérimentales (les protéines transmembranaires, qui représentent 40% de l'ensemble des ligands (médicaments) connus à ce jour), il n'y a entre outre aucune cinétique.
   
2. Vous simulez le processus de repliement tel qu'il se produit dans la Nature (Folding@home) à l'aide d'un modèle bio-physique. Cela est possible en utilisant la dynamique moléculaire (DM), un procédé séquentiel incontournable pour des échelles de temps de 10 ^-15 seconde par étape. Pour un processus de repliement de l'ordre de la milliseconde vous aurez besoin d'un nombre important d'étapes.
   Avantages : des informations sur la totalité de la dynamique, durée du repliement, structures en haute résolution.
   Inconvénients : ne fonctionne que pour les petites protéines et des problèmes spécifiques.

POEM tente de se placer entre ces 2 visions. Il utilise un modèle atomistique pour l'énergie libre des protéines lorsque l'on ne dispose d'aucune donnée expérimentale, c'est à dire que ce modèle peut être utilisé pour les "nouveaux repliements" ou avoir des applications dans le domaine des nanobiotechnologies. Au contraire de la DM, il utilise l'hypothèse "thermodynamique" de Anfinson (prix nobel de chimie en 1972) qui établit que les protéines, sous leur forme biologiquement active, ont une énergie libre minimale. Le processus de simulation est alors remplacé par un processus optimisé qui est plusieurs milliers de fois plus rapide que la DM.
Avantages : possibilité d'étudier des protéines de taille moyenne, obtenir une vue d'ensemble du repliement, il peut être utilisé pour les "nouveaux repliements".
Inconvénients : encore limité à des protéines constituées de moins de 100 acides animés, il n'y a pas (encore) une réelle cinétique.

POEM@home a pour but de faire des progrès sur ce qui constitue actuellement les 2 points négatifs de la recherche. Plus spécifiquement, nous espérons faire des progrès pour :

• Les "nouveaux repliements" de protéines avec une faible similarité par rapport aux séquences des protéines existantes.
• Des protéines dans des environnements non physiologiques (nous avons reçu un financement pour concevoir des implants pour qu'ils soient davantage biocompatibles).
• Comprendre le processus de repliement des protéines les plus complexes qui ne peuvent pas être étudiées avec les modélisations cinétiques directes.
• Les interactions protéine-protéine, lorsque le partenaire change de conformation au moment de la liaison moléculaire (traitement biologique du signal).
• Établir des modèles plus détaillés de la structure des protéines transmenbranaires.

Vos commentaires (0)