Predictia energiei libere in procese biomoleculare folosind algoritmi de robotica de mare viteza si aplicarea lor in cercetarea experimentala. Cod: PN-III-P1-1.1-TE-2016-1852 Acronim: ROBOFEP

Rezumat:     Marimi importante in cercetarea biomoleculara precum constantele de afinitate sau constantele cinetice sunt o reflectare directa a energiei libere a proceselor asociate. De aceea predictia in silico a energiilor libere poate imbunatati considerabil eficienta cercetarii atat pe plan economic cat si in pe planul intelegerii proceselor studiate. Marea problema in momentul de fata este insa faptul ca predictia acestei marimi in astfel de procese complexe este extrem de dificila mai ales cand sunt implicate molecule mari precum proteine sau acizi nucleici, pentru ca este necesara esantionarea unui numar imens de configuratii dintr-un ansamblul statistic practic infinit. Pentru a depasi aceste dificultati, ne propunem prin acest proiect sa imbunatatim, adaptam si sa folosim algoritmi de robotica de mare viteza pentru esantionare conformationala ce pot evada mai usor din scalele temporale si spatiale in care sunt blocate de obicei in metodele clasice. Proiectul porneste de la un algoritm Monte Carlo Hibrid, dezvoltat recent de noi pentru a reproduce distributia Boltzmann necesara pentru predictia corecta a energiei libere. Pornind de aici, in prezentul proiect ne propunem sa continuam cu dezvoltarea a doua noi metode de multiscalare, denumite Amestecare Adaptativa (GAM) si Constrangere Adaptativa Dinamica (DAC) ce pot schimba usor diferitele scale fara a denatura campul de forte sau rigoarea mecanicii statistice. Aceste metode noi pot fi baza unor noi strategii extrem de eficiente in simularea moleculara. Functionalitatile acestor metode vor fi integrate in pachetele Simbody si Molmodel la care lucram in colaborare cu universitatile Stanford si Upsalla. Nu in ultimul rand ne propunem sa folosim metodele pentru a asista activitatile experimentale efectuate de membrii din aceasta echipa sau in colaborare cu diferiti parteneri pe teme de mare actualitate precum: interactia planta-patogen, design-ul rational de medicamente pentru infectiile cu HIV si HCV sau imunoterapia.

Publicatii legate de metodologie:

Publicatii in directia cercetarii: