Bancos de Dados para o Planejamento Racional de Fármacos
XI Salão de
Iniciação Científica
PUCRS
Anderson Auler Amaro1,2, Duncan Dubugras Alcoba Ruiz1,2 (orientador)
1
Grupo de Pesquisa em Inteligência de Negócio – GPIN
2
Faculdade de Informática, PUCRS
Resumo
O processo de Desenho Racional de Fármacos (Kuntz, 1992), busca acelerar a
produção de novos medicamentos agindo nas etapas iniciais, na seleção de possíveis
fármacos, através de experimentos realizados no computador chamados experimentos insilico. Esse processo é baseado em análises teóricas das interações entre pequenas moléculas e
receptores (Librand, 1995). É verificado se o ligante tem um bom potencial para interagir com
o receptor, através de um experimento chamado docagem molecular. Na docagem molecular é
analisado se o ligante tem uma boa capacidade de se ligar ao sítio ativo da molécula alvo e
permanecer neste local. A principal medida desta capacidade é através do cálculo da energia
livre de ligação (FEB – Free Energy of Binding). A comparação deste valor entre diversos
ligantes informa qual deles poderia ser o melhor candidato para a realização dos testes
experimentais in-vitro. Mas mesmo sendo realizada através de computadores essa análise
ainda é custosa e demanda tempo. Este processo é composto por várias etapas e utiliza
diversas ferramentas computacionais para atingir seu objetivo. Trabalhar com estes diferentes
programas e, principalmente, manusear as entradas e saídas de cada um deles é uma tarefa
bastante dispendiosa. Uma forma que tem sido adotada para aprimorar e agilizar essa tarefa é
através do uso de workflows científicos como o descrito em (Machado, 2007). Os
experimentos manipulam uma grande quantidade de dados, tanto os necessários para sua
execução quanto os resultados gerados. À medida que o número de experimentos realizados
aumenta, cresce também a quantidade de dados gerados e a dificuldade envolvendo seu
manuseio. A contribuição proposta por este projeto é estudar técnicas eficientes de
armazenamento, organização e recuperação em bancos de dados do grande volume de dados
envolvido, de snapshots e de moléculas em si, buscando contribuir para a aceleração do
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processo de docagem molecular e desenvolvimento de um ambiente que auxilie na preparação
dos dados e visualização dos resultados obtidos. Até o momento foram implementadas
alterações no banco de dados FReDD (Winck et al, 2009) e scripts que preparam arquivos
para utilização nos experimentos. Entendendo o trabalho já realizado pretende-se desenvolver
uma ferramenta que apóie o processo de docagem, auxiliando na preparação de dados,
persistência e visualização dos resultados, focada na análise da interação entre receptor e
ligante.
Referências
KUNTZ, I. D., Structure-based Strategies for Drug Design and Discovery. Science. 257 (1992) pp. 1078–1082.
LYBRAND. T. P., Ligand-Protein Docking and Rational Drug Design. Curr. Opin. Struct Biol. 5 (1995) pp.
224–228.
MACHADO, K. S., Um Workflow Científico para a Modelagem do Processo de Desenvolvimento de
Fármacos Assistido por Computador Utilizando Receptor Flexível. Porto Alegre: PUCRS, 2007. Tese
(Mestrado em Ciência da Computação), Faculdade de Informática, Pontifícia Universidade Católica do Rio
Grande do Sul, 2007.
WINCK, A.; MACHADO, K. S.; NORBERTO DE SOUSA, O.; RUIZ, D. D. A., Advances in Bioinformatics
and Computational Biology. Berlin: Springer. 2009
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