Folding : le topic

[Greywolf]

Je vais essayer d'expliquer ce pourquoi vos PC moulinent comme des fous (la modélisation tridimensionnelle des protéines n'étant pas mon domaine particulier, je prie les puristes d'excuser les points de détail non abordées).

 

Les protéines sont des assemblages moléculaires très complexes, dont la fonction est fortement liée à leur conformation dans l'espace. Cette conformation est dépendante de nombreux facteurs physico-chimiques (température, pH, hydrophobicité), structuraux, et micro-environnementales (interaction protéines-protéines, transformation chimique sur des points clés de la structure)...

 

Une protéine se décrit selon 4 structures hiérarchisées:

 

-la structure primaire représente la séquence des acides aminés (a.a.=briques élémentaires) composant la protéine et peut aller de qq acides aminés à plusieurs centaines.

 

les acides aminés ont une structure commune organisée autour d'un atome de carbone. Ce carbone peut établir 4 liaisons chimiques fortes avec d'autres atomes (Carbone assymétrique sp3).

Ces 4 liaisons s'organisent à 120° l'une de l'autre, la structure d'un acide aminé est donc à la base tétraédrique, le carbone étant au centre du tétraèdre.

 

structure commune des a.a. :

	   H
   |
H2N---C----COOH
   |
   R

 

les acides aminés s'emboîtent les uns dans les autres via la fonction acide (COOH) qui réagit avec la fonction amine (NH2) = liaison peptidique

Donc déjà, première constatation, à chaque fois qu'on rencontre un C on tourne à 120° dans un plan

 

Les acides aminés diffèrent entre eux par le radical R (qui peut être très court et peu encombrant=> un hydrogène pour la glycine; ou très long et ramifié pour d'autres acides aminés)

La nature physicochimique de R (propriétés électrostatiques, hydrophobicité, encombrement stérique <= taille dans l'espace) impose des contraintes à la chaîne protéique.

En effet, les résidus hydrophobes dans un milieu hydrophile ont tendance à se regrouper ensemble, les résidus chargés positivement attire les résidus chargés négativement, les gros résidus imposent un angle particulier à la chaîne protéique, les acides aminés soufrés se relient entre eux par des ponts disulfure....

 

-la structure secondaire est dépendante des motifs basiques formés par certains enchaînement d'acides aminés.

 

En effet, on sait que si on retrouve une glycine (petit a.a) tous les 3 a.a suivie d'une proline (qui impose un coude à la chaîne protéique) et d'une deuxième série de glycine tous les 3 a.a, on obtiendra une structure en feuillet (dit beta)

 

D'autres structures secondaires existent, tels les hélices alpha qui forment une structure hélicoïdale avec des résidus hydrophobes à l'extérieur et des résidus hydrophiles à l'intérieur => ça va s'insérer dans les membranes lipidiques des cellules et créer des canaux (pour les ions par exemple)

 

-la structure tertiaire est le repliement de tout ça les uns sur les autres en prenant en compte toutes les forces d'attraction et de répulsion ainsi que d'encombrement stérique en fonction de l'environnement direct. La structure la plus stable (mais pas forcément la plus probable dans un milieu biologique) est celle qui a l'énergie potentielle la plus faible (on va pas rentrer dans la thermodynamique).

 

-finalement, la structure quaternaire représente les assemblages des sous-unités protéiques d'un gros complexe (ex: hemoglobine: 2 chaînes de globine alpha + 2 chaînes de globine beta, chaque globine portant un hème)

 

Pour compliquer le tout, les protéines peuvent subir des transformations au cours de leur maturation ou de leur vie au sein de la cellule (ajout de sucres, phosphorylation) qui vont directement influer sur leur structure 3D et donc sur leur fonction et les interactions qu'elles peuvent exercer avec leur environnement.

 

D'ailleurs, il existe des protéines dites "chaperonnes" qui aident la maturation d'une protéine à trouver sa forme dite normale et active.

 

Tous ces calculs doivent servir à déterminer les structures 3D les plus probables dans n conditions d'où la somme colossale de calculs.

 

ça fera une base de connaissance mais cela restera que du calcul théorique (in silico). Quand on sait qu'une protéine isolée dans un tube à essai (in vitro) ne se comporte pas forcément (loin de là même) de la même façon que dans la cellule (in vivo), il reste du chemin à parcourir...

 

gromacs et tinker sont apparemment des algorithmes de calcul utilisés dans la dynamique moléculaire. Mais c'est quoi donc la dynamique moléculaire?

 

C'est une discipline à la croisée de la biologie moléculaire, les mathématiques, la physique et la chimie quantique qui étudie les trajectoires des atomes au cours du temps.

Pour vous faire voir un peu la complexité des calculs (qui dépendent du nombre d'atomes considéré) => http://www.lptl.jussieu.fr/users/viot/COUR...003/node28.html

 

Une expérience de dynamique moléculaire se déroule en 3 étapes à partir des données structurales tridimensionnelles d'une molécule (ici les protéines) obtenues par diverses techniques telle la cristallographie par rayons X, la RMN 3D,...

 

1ère étape: thermalisation:

on chauffe virtuellement la structure protéique pour casser les liaisons interatomiques faibles afin d'obtenir la séquence primaire

 

2ème étape: équilibration

Stabilisation virtuelle de la molécule dépliée

 

3ème étape: production

on suit à la femtoseconde près (10^-15 s = 1 millionième de milliardième de seconde) la trajectoire de tous les atomes constituant la protéine au cours de son repliement (repliement qui suit des lois thermodynamiques, physiques et chimiques précises)

Les atomes interagissant tous avec leurs voisins, la somme de calculs est relativement astronomique.

 

On peut imaginer qu'une step correspond au repliement d'une protéine à la femtoseconde donnée (ceci n'engage que moi et n'est pas le fruit d'une recherche poussée dans le fonctionnement du programme)

 

Les études de dynamique moléculaire se déroulait dans un vide virtuel, certaines interactions interatomiques n'étaient donc pas prises en compte. L'équipe de Stanford semble avoir intégré l'environnement aqueux à leur modélisation, ce qui collerait plus avec l'environnement cellulaire. (ce qui rajoute encore plus de calculs)

 

Une fois obtenue la cinétique précise de repliement des protéines, on peut envisager leur comparaison entre la protéine normale et celle identifiée dans les pathologies afin de déterminer à quel moment ça coince.

 

 

Tous ces calculs restent cependant très théorique car, malgré le fait de la prise en compte de l'environnement aqueux, je ne sais pas si l'intervention de protéines chaperonnes est prise en compte.

 

Voilà c'est à peu près tout ce dont je me souviens de mon post; si quelqu'un a des souvenirs un peu plus frais

 

 

Voilà en espérant ne pas vous avoir trop barbé

 

 

- Greywolf, vendredi 04 juin 2004

[Cobra]

Si vous permettez, je tire une deuxième fois

 

La PS3 de Sony

 

Folding@Home a une installation native sur la console de Sony mais une mise à jour peut s'avérer nécessaire.

 

1 - Mettre à jour le firmware si la machine est neuve (mise à jour système)

De toute façon, le programme vous le demande à l'allumage et vous suivez pas à pas

 

2 - Aller dans "Réseau" et sélectionner "Folding@Home"

Une mise à jour à suivre pas à pas peut être demandée la première fois

Le téléchargement de la WU se fait et le calcul commence

 

3 - Appuyer sur la touche "Triangle" pour accéder à la configuration

 

4 - Sélectionner "Identité", puis "Changer le nom du donateur" et saisir votre pseudo de foldeur [Zebulon.fr]_pseudo

 

5 - Toujours dans "Identité", sélectionner "Rejoindre une équipe" et saisir le numéro 51

 

6 - Appuyer de nouveau sur la touche "Triangle" pour fermer la fenêtre de configuration

 

Il est à noter que lorsque Folding@Home calcule, on ne peut rien faire d'autre sur la machine, sauf écouter de la musique.

 

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Moi, je calcule des protéines...

Fondamental pour la recherche médicale... Cancer - Parkinson - Alzheimer - Creutzfeld Jakob...

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Modifié le 28 janvier 2008 par Cobra

[BOBPILOU]

Mais c'est qu'il a la gachette rapide notre Cobra.....

 

Cobra, y'a une p'tite faute de frappe dans tuto SMP...

" Puis on demande le password, il faut taper le password, on demande de confirmer, il faut confirmer (mais s'il semble qu'on tape rien, c'est normal)" (c'est pas plutôt "même"?)

 

Ton MOT DE PASSE (ben oui, je suis un peu chauvine....) est obligatoire sur le compte administrateur. Faut pas oublier qu'il y a des personnes qui "travaillent" sous compte utilisateur....donc, c'est bien le cpte adm qui est visé ici même si vous faîtes l'install sous la session utilisateur.

Ce qui me fait glisser au sujet qui me préoccupe parce que j'y suis perso systématiquement confrontée :

Etape 7 : petit Nota Bene :si vous êtes sous cpte utilisateur, exécutez via clic droit "exécuter en tant que" (le mot de passe sera demandé).

 

En fait, je suis en train de me dire que la seule nuance dans l'install, ce n'est pas XP ou Vista, mais "sous mode utilisateur ou sous mode administrateur"?

 

Fifi? ton avis sur la question vu qu'il me semble que t'as tout essayé?

[Cobra]

Tu ne sais pas, mais j'ai toujours un dico à portée de main, au cas où... car j'ai tellement pris de coups de règle sur les doigts avec ma maîtresse... d'école

 

Alors si tu découvres une faute ou une mauvaise tournure de phrase, faut pas hésiter à prendre la règle, j'y étais habitué...

 

1 - je mettrai "même", mais de toute façon le grand modo méchant va sabrer dedans et dénaturer ma création

 

2 - Administrateur... Utilisateur... je n'ai jamais rien compris à tout ça...

Tous mes pc ont un compte "Administrateur" activé et le compte "Invité" est désactivé.

 

C'est donc parce que je travaille toujours sous compte Administrateur que j'ai mis "il est recommandé de travailler sous le compte Administrateur" et aussi suite à l'incident que tu as eu l'autre jour. Mais je pense que tu as raison, ce n'est pas le pc qui doit être sous compte Admin mais Folding@Home.

 

Je corrige ça et si je n'ai rien compris, tu me dis.

 

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Modifié le 28 janvier 2008 par Cobra

[Florent]

oui pour bien faire il faut installer en administrateur la console SMP (plus simple avec ces histoires de exécuter en tant que ... etc" et aussi bon ce n'est qu'un détails mais comme en session utilisateur on aura le service F@H et MPICH qui fonctionneront en administrateur, il faut faire gaffe de ne pas avoir optimisé les services pour désactiver le service "connexion secondaire" sinon ça ne marche pas

[Cobra]

Florent, j'ai tenu également compte de ce que tu as dis. Vérifie s'il n'y a pas de contre-sens ou de contradiction !

 

Concernant les Services, je suis un bon élève des astuces de Zébulon, et j'ai toujours désactivé "Connexion secondaire" et tout marche bien

 

Edité : Mais oui, c'est parce que chez moi tout est en Administrateur hi hi hi...

 

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Modifié le 28 janvier 2008 par Cobra

[BOBPILOU]

hein? késako "connection secondaire"?

J'ai beau chercher, je le trouve pas dans mes services.....Je n'ai que connection réseau moi.....

[Florent]

c'est sous XP il semble que sousVista c'est "Ouverture de sessions secondaires"

sinon, oui je regarde le tuto

[BOBPILOU]

ah ben oui, celui là je l'ai..... et il est en cours d'exécution (normal, suis sous utilisateur.... )

 

Bon Fifi, et ton tuto SMP vista? Il est où? Qu'on voit s'il diffère beaucoup du XP......

[Cobra]

Je donne maintenant le SMP Linux valable uniquement pour une distribution x86-64 bits multi-processeurs. Les linuxiens comprendront mieux que moi ce que j'écris

 

Il faut d'abord savoir qu'une petite librairie doit obligatoirement être installée après téléchargement si elle n'est pas déjà incluse dans le programme :

 

sudo apt-get install ia32-libs

 

Je donne ici la procédure officielle que j'utilise habituellement, en ligne de commande, à partir du Terminal :

 

1 - Création d'un dossier que l'on nomme FAH : mkdir -p ~/folding/FAH

 

2 - Ouverture du dossier : cd ~/folding/FAH

 

3 - Téléchargement du client : http://www.stanford.edu/group/pandegroup/f...beta1-Linux.tgz

 

4 - Dézipage du fichier téléchargé : tar xzf FAH6.00beta1-Linux.tgz

 

5 - Configuration du client : ./fah6 -smp -configonly

La fenêtre habituelle de configuration s'ouvre et on tape [Zebulon.fr]_pseudo, team 51, etc...

 

6 - Lancement du calcul : ./fah6 -smp -verbosity 9

 

Pour d'autres infos et un script de lancement rapide : http://folding.stanford.edu/English/FAQ-SMP#ntoc2

 

Remarques importantes :

 

Ce client V6 est le seul à être universel, c'est-à-dire pouvant traiter les WU pour monocore (on ne met pas le flag -smp) et les WU SMP.

Il est également le seul actuellement à devoir utiliser un passkey fourni par Stanford.

Pour des infos sur ce passkey et comment l'obtenir :

http://folding.stanford.edu/English/FAQ-v6#ntoc3

http://fah-web.stanford.edu/cgi-bin/getpasskey.py

 

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Modifié le 28 janvier 2008 par Cobra