Recent Advances in Solving the Protein Threading Problem

The fold recognition methods are promissing tools for capturing the structure of a protein by its amino acid residues sequence but their use is still restricted by the needs of huge computational resources and suitable efficient algorithms as well. In the recent version of FROST (Fold Recognition Oriented Search Tool) package the most efficient algorithm for solving the Protein Threading Problem (PTP) is implemented due to the strong collaboration between the SYMBIOSE group in IRISA and MIG in Jouy-en-Josas. In this paper, we present the diverse components of FROST, emphasizing on the recent advances in formulating and solving new versions of the PTP and on the way of solving on a computer cluster a million of instances in a reasonable time. Key-words: Protein Threading Problem, Protein Structure, Parallel Processing ∗ IRISA, Campus de Beaulieu, 35042 Rennes, France † INRA, Unité Mathématique Informatique et Génome UR1077, F-78352 Jouy-en-Josas ‡ LAMIH, UMR CNRS 8530, Université de Valenciennes,59313 Valenciennes, France § University of Sofia, 5 J. Bouchier Str., 1126 Sofia, Bulgaria Nouvelles avancées dans la reconnaissance de repliements Résumé : Parmi les méthodes informatiques permettant de trouver la structure d’une protéine à partir de sa seule séquence, les méthodes par reconnaissance de repliements semblent prometteuses. Néanmoins, ces méthodes demandent une très grande quantité de ressources ainsi que des algorithmes performants. Le logiciel FROST (Fold Recognition Oriented Search Tool) implémente une méthode de reconnaissance de repliement qui est le fruit d’une étroite collaboration entre l’équipe Symbiose de l’IRISA et l’unité MIG de l’INRA de Jouy-en-Josas. Nous présentons ici les différentes composantes de FROST et les dernières avancées réalisées afin de résoudre efficacement le problème du Protein Threading. En particulier, nous présentons une version parallélisée de FROST permettant de résoudre un grand nombre d’instances en un temps raisonnable. Mots-clés : Reconnaissance de repliement, structure des protéines, parallélisation Recent Advances in Solving the Protein Threading Problem 3