Architektura hierarchicznego systemu wieloagentowego dla procesu poszukiwania podobieństwa białek

Małysiak-Mrozek, B.; Momot, A.; Mrozek, D.; Momot, M.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Architektura hierarchicznego systemu wieloagentowego dla procesu poszukiwania podobieństwa białek

Autorzy

Małysiak-Mrozek B. , Momot A. , Mrozek D. , Momot M.

Identyfikatory

Warianty tytułu

Architecture of the hierarchical multi-agent for protein similarity searching

Języki publikacji

Abstrakty

Poszukiwanie podobieństwa strukturalnego białek jest procesem niezwykle złożonym obliczeniowo i czasochłonnym, a jednocześnie istotnym z punktu widzenia zrozumienia działania i funkcji cząstek białkowych. Jednym ze sposobów przyspieszenia tego procesu jest jego zrównoleglenie przez rozproszenie obliczeń na wielu komputerach. W niniejszym artykule przedstawiono zaprojektowaną przez autorów architekturę hierarchicznego systemu wieloagentowego wykorzystywanego w poszukiwaniu podobieństwa białek. Zaprezentowano również różne scenariusze użycia i implementacji tej architektury w poszukiwaniu podobieństwa molekuł biologicznych. Dodatkowo przedstawiono wyniki eksperymentów numerycznych potwierdzających przydatność zaprojektowanej architektury w procesie eksploracji struktur białkowych.

Protein structure similarity searching is a very complex and time-consuming process. One of the possibilities how we can accelerate the process is parallelization by distributing the computational procedure on multiple computers. In the paper, we present the architecture of the hierarchical multi-agent system dedicated to protein structure similarity searching. We also demonstrate different scenarios how this architecture can be used and modified in similarity searching of biological molecules. Additionally, we show results of several numerical experiments confirming a suitability of the presented architecture in the exploration of protein structures.

Słowa kluczowe

bioinformatyka dopasowanie struktura białka podobieństwo

bioinformatics alignment protein structure similarity

Wydawca

Wydawnictwo Politechniki Śląskiej

Czasopismo

Studia Informatica

Rocznik

2012

Tom

Vol. 33, nr 2A

Strony

83--97

Opis fizyczny

Bibliogr. 27 poz.

Twórcy

autor

Małysiak-Mrozek B.

autor

Momot A.

autor

Mrozek D.

autor

Momot M.

Politechnika Śląska, Instytut Informatyki, ul. Akademicka 16, 44-100 Gliwice, Polska, bozena.malysiak@polsl.pl

Bibliografia

1. Lodish H. et al.: Molecular cell biology, 4th edition. W.H. Freeman and Company, New York2001.
2. Allen J. P.: Biophysical chemistry. Wiley-Blackwell, Chichester 2008.
3. Branden C., Tooze J.: Introduction to protein structure. Garland, 1991.
4. Gu J., Bourne P. E.: Structural Bioinformatics (Methods of Biochemical Analysis), 2 edition. Wiley-Blackwell, 2009.
5. Gibas C., Jambeck P.: Developing bioinformatics computer skills, lst edition. O'Reilly, Sebastopol 2001.
6. Gibrat J. F., Madej T., Bryant S. H.: Surprising similarities in structure comparison. Curr Opin Struct Biol, Vol. 6(3), 1996, s. 377-385.
7. Holm L., Sander C.: Protein structure comparison by alignment of distance matrices. J Mol Biol., Vol. 233(1), 1993, s. 123-138.
8. Shindyalov I. N., Bourne P. E.: Protein structure alignment by incremental combinatorial extension (CE) of the optimal path. Protein Engineering, Vol. 11(9), 1998, s. 739-747.
9. Shapiro J., Brutlag D.: FoldMiner and LOCK2: protein structure comparison and motif discovery on the web. Nucleic Acids Res., Vol. 32, 2004, s. 536-541.
10. Yang J.: Comprehensive description of protein structures using protein folding shape code. Proteins, Vol. 71(3), 2008, s. 1497-1518.
11. Ye Y., Godzik A.: Flexible structure alignment by chaining aligned fragment pairs allowing twists. Bioinformatics, Vol. 19(2), 2003, s. 246-255.
12. Zhu J. H., Weng Z. P.: FAST: A novel protein structure algorithm. Proteins, Vol. 58, 2005,s.618-627.
13. Berman H. M., Westbrook J., Feng Z., Gilliland G, Bhat T. N., Weissig H. et al.: The Protein Data Bank. Nucleic Acids Res., No. 28, 2000, s. 235-242.
14. Shyu C.-R. et al.: ProteinDBS: a Real-Time Retrieval System for Protein Structure Comparison. Nucleic Acids Research, No. 32, 2004, s. 572-575.
15. Barthel D. et al.: ProCKSI: a Decision Support System for Protein (Structure) Comparison, Knowledge, Similarity and Information. BMC Bioinformatics, Vol. 8(416), 2007, s. 1-22.
16. Folino G. et al.: Towards a Distributed Framework for Protein (Structure) Comparison, Knowledge, Similarity and Information (ProCKSI). UK eScience All Hands Meeting (AHM 2008), Edinburgh, UK 2008, s. 1-2.
17. Franklin S., Graesser A.: Is it an Agent, or just a Program?: A Taxonomy for Autonomous Agents. LNCS, Vol. 1193, 1996, s. 21-35.
18. Jain L. C., Chen Z., Ichalkaranje N. (eds.): Intelligent agents and their applications. Physica-Verlag, Heidelberg 2002.
19. Jennings N. R., Sycara K., Wooldridge M.: A roadmap of agent research and development. Joumal of Autonomous Agents and Multi-Agent Systems, Vol. 1, 1998, s. 7-38.
20. Tan V. V., Yoo D. S., Shin J. C., Yi M. J.: A Multiagent System for Hierarchical Control and Monitoring. Journal of Universal Computer Science, Vol. 15, No. 13, 2009, s. 2485-2505.
21. Tolk A., Uhrmacher A. M.: Agents: Agenthood, Agent Architectures, and Agent Taxonomies, [in:] Yilmaz L. et al. (eds.): Agent-Directed Simulation and Systems Engineering. Wiley-VCH, Weinheim 2009, s. 75-109.
22. Wakulicz-Deja A., Przybyła-Kasperek M.: Hierarchical Multi-Agent System, [in:] Kłopotek M. A., et al. (eds.): Recent Advances in Intelligent Information Systems. EXIT, War-szawa2009,s.615-628.
23. Choiński D., Nocoń W., Metzger M.: Multi-agent system for hierarchical control with self-organising database, [in:] Nguyen N. T., Grzech A., Howlett R. J., Jain L. C. (eds.): KES-AMSTA 2007. LNCS (LNAI), Vol. 4496 Springer, Heidelberg 2007, s. 655-664.
24. Weiss G. (ed.): Multiagent Systems: A Modern Approach to Distributed Artificial Intelligence. MIT Press, Cambridge 1999.
25. Bellifemine F. et al.: JADE, A White Paper. 2003, WhitePaperJADEEXP.pdf.
26. Mrozek D., Małysiak B., Augustyn W.: Agent-supported Protein Structure Similarity Searching. Lecture Notes in Artificial Intelligence, Vol. 5044, Springer-Verlag GmBH, 2008, s. 49-61.
27. Mrozek D., Małysiak B., Kozielski S.: EAST: Energy Alignment Search Tool. Springer-Verlag GmbH, LNAI, Vol. 4223, 2006, s. 696-705.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BSL6-0016-0050