Métodos Computacionais Aplicados à Determinação de Estruturas Biomoleculares sob a Perspectiva da Geometria de Distâncias

• Processo: 24/21786-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Matemática - Matemática Aplicada
• Pesquisador responsável: Carlile Campos Lavor
• Beneficiário: Wagner Alan Aparecido da Rocha
• Instituição Sede: Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica (IMECC). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 23/08706-1 - Métodos computacionais de otimização, AP.TEM
• Assunto(s): Ressonância magnética nuclear
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Branch and Prune | combinatorial optimization | Distance Geometry | nuclear magnetic resonance | Protein Structure Determination | The Discretizable Distance Geometry Problem | Métodos Computacionais de Otimização Discreta

Resumo

O campo da biologia estrutural tem progredido de forma significativa na determinação de estruturas de proteínas, o que é crucial para compreender suas funções biológicas e atividades moleculares, com repercussões importantes em saúde e na biotecnologia. Nas últimas décadas, essa área produziu muitas estruturas proteicas, utilizando principalmente abordagens de otimização contínua e técnicas locais. Este projeto visa desenvolver e implementar algoritmos baseados em métodos de otimização discreta, fundamentados na teoria da Geometria de Distâncias, que já demostraram desempenho superior a abordagens contínuas quando aplicados a problemas didáticos. O problema matemático abordado é conhecido como Problema de Geometria de Distâncias Moleculares (PGDM), que investiga a possibilidade de imersão de um grafo, construído a partir de distâncias interatômicas obtidas por Ressonância Magnética Nuclear (RMN), no espaço tridimensional. A primeira fase do projeto consiste na modelagem matemática em colaboração com pesquisadores de biologia estrutural, seguida pela formalização teórica e implementação computacional. A avaliação dos resultados será realizada com base em métricas amplamente reconhecidas na comparação de estruturas proteicas.