蛋白質分子表面モチーフの抽出とその並列化実装(バイオインフォマティックス, <特集>第11回MPSシンポジウム: 複雑系の科学とその応用)
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概要
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蛋白質の機能に関連する特徴的な構造パターンはモチーフとして知られている.本論文では, 蛋白質の機能に密接に関連した分子表面に着目して表面モチーフを定義し, これを抽出する方式SUMOMOを提案する.蛋白質分子表面の表現には, 属性付き法線ベクトルを用いることにより, 表面の物性に加え, 窪み・突起といった大局的な構造の取扱いを可能とする.さらに, 属性付き法線ベクトルのペアとしてモデル化した微小な表面(単位表面)を単位として, その逐次的結合処理を繰り返し実行することで, 任意の形状・規模を持つ表面モチーフの抽出を実現している.実装にあたり, マスタ・ワーカモデルを用いた並列処理により, 入力蛋白質の増加にともなうモチーフ抽出処理の計算量増加に対応した.マスタがワーカごとに処理する蛋白質を別々に割り当て, 使用メモリの削減を図るとともに, 抽出されるモチーフを管理する効率的な並列処理を実現した.5種類の既知のモチーフを持つ18個の蛋白質にSUMOMOを適用した結果, 抽出された表面モチーフ中に5つのモチーフがすべて含まれていた.1台のマスタと5台のワーカからなる並列SUMOMOを用いて30個の蛋白質からモチーフ抽出を行った結果, 約3.1倍の処理速度向上となり, メモリ使用量は5分の1に削減できた.
- 一般社団法人情報処理学会の論文
- 2006-02-15
著者
-
大川 剛直
神戸大学大学院工学研究科情報知能学専攻
-
清水 穣
大阪大学大学院情報科学研究科
-
大川 剛直
神戸大学大学院 工学研究科
-
大川 剛直
神戸大学大学院システム情報学研究科
-
シュレスタ ヌリペンドゥラ
大阪大学大学院情報科学研究科:(現)株式会社日立製作所
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