Um estudo sobre funções de energia com modelo HP-2D no algoritmo de colônia de formigas com método de backtracking

Ano: 2020 | Volume: 12 | Número: 1

Autores: Christiane R. S. Brasil, Julia M. Dias

Palavras-chave: Função de Energia, Modelo HP-2D, Otimização de Colônia de Formigas, Predição de Estruturade Proteínas.

Resumo Português:

Este trabalho aplica um algoritmo de otimização computacional: o Algoritmo de Colônia de Formigas (ACO, do

inglês AntColonyOptimization , com o método de backtracking para correção de soluções infactíveis para o problema

de predição de estruturas de proteínas, considerado um problema de alta complexidade. Este problema é um

grande desao e uma importante questão nesta área de pesquisa, uma vez que a partir da estrutura conhecida

de uma proteína há a possibilidade do conhecimento de suas funcionalidades serem exploradas, colaborando

efetivamente para o avanço no desenvolvimento de novos fármacos. Neste sentido, o objetivo principal deste

trabalho foi analisar o desempenho do algoritmo ACO com método de backtracking para o problema de PSP usando

duas funções de energia diferentes no modelo de representação HP-2D em uma abordagem

abinitio, isto é, sem nenhum conhecimento prévio. Utilizou-se a energia de Lau e Dill, e a energia simplificada,

ambas encontradas na literatura, a fim de realizar uma comparação entre elas do ponto de vista computacional e bioquímico. Os

experimentos mostraram bons resultados do ACO, principalmente com a energia simplificada.

Resumo Inglês:

This work applies a computational optimization algorithm: the Ant Colony Optimization (ACO) with backtracking

method for correction of infeasible solutions to the Protein Structures Prediction problem (PSP), considered a

problem of high complexity. This problem is a great challenge and an important issue in this research area, since

from the known structure of a protein there is the possibility of its functionalities being explored, efectively

collaborating for advances in the development of new medicines. In this sense, the main objective of this work

was to analyze the performance of the ACO with backtracking method for PSP using two dierent energies in the

2D/HP representation model applying an ab initio approach, that is, without any prior knowledge. The Lau and

Dill energy and the simplified energy, both found in the literature, were used in order to make a computational

and biochemical comparison between them. The experiments showed good results of the ACO, mainly with the

simplifed energy