Modelagem e análise de conformidade do processo presente em estratégias computacionais de atracamento molecular

Abstract

A modelagem de processos com características dinâmicas e vocabulário especialista, tal como processos de atracamento molecular é complexa. Tal processo envolve macro atividades, dentre elas preparação de receptor, preparação de ligante, adição de solvente, identificação do sítio de ligação, etc, podendo ser simulado por uma imensa quantidade de softwares existentes (por exemplo Gold, Dockthor e Autodock Vina). Porém, cada um desses softwares existentes pode apresentar comportamento diverso para realizar as macro atividades, resultando em processos de atracamento molecular divergentes entre si e em comparação com o processo proposto pela literatura de biologia molecular. O presente trabalho objetiva modelar o processo de atracamento molecular a partir da literatura, gerando um modelo de referência. O modelo de referência do processo de atracamento molecular é validado com especialistas do domínio e verificado usando-se Redes de Petri. Após, realiza-se um estudo comparativo entre softwares para atracamento molecular, identificando convergências e divergências entre os processos de cada software e com o processo identificado a partir da literatura. As principais contribuições deste trabalho são a documentação validada e verificada do processo de atracamento molecular em uma notação para modelagem de processos e um estudo comparativo entre os processos de dois softwares existentes a fim de analisar a conformidade dos mesmos com o modelo de referência. Os resultados deste trabalho são um modelo de referência de atracamento molecular verificado e validado, além de uma análise de dois softwares de atracamento molecular.

The designing of particular processes with specialized vocabulary and dynamic characteristics includin those encompassed by existent computational strategies for molecular docking are very complex. Molecular docking process includes macro-activities (e.g. receptor and ligand preparation, solvent adding and binding site identification) which can be simulated by several and different softwares(e.g. Gold , Dockthor, Autodock Vina). However, the softwares may have different behavior for performing the macro activities which implies different molecular docking processes in particular when compared with the process proposed by the molecular biology literature. This work proposes a literature-based design of the process of molecular docking, generating a reference model. The reference model of the molecular docking process will be validated with specialists from the docking domain and will be verificated using Petri Nets. Thereafter, a comparative study of softwares for molecular docking is conducted in order to identify convergences and divergences between the processes of each software and the process identified from the literature. The main contributions of this work are a validated and verified documentation of the molecular docking process in a notation for modeling processes and a comparative study of compliance between the processes of the selected softwares and the reference model. The results of this work are a validated and verificated reference model, complemented with an analysis of two molecular docking softwares.