Construction efficace de géométrie pour l'analyse structurelle de grands systèmes moléculaires

Discipline

Informatique

Classification

Chimie, minéralogie, cristallographie

Mots-clés libres

Visualisation Scientifique, Surfaces moléculaires, Diagrammes de Voronoi, Diagrammes d'Apollonius, Géométrie algorithmique, GPGPU

Mots-clés

Dynamique moléculaire,

Géométrie -- Informatique,

Structure moléculaire,

Biochimie

L'étude structurelle de complexes moléculaires est nécessaire à la compréhension de leurs fonctionnements, mais aussi leur analyse à travers leur visualisation et illustration. La Surface Exclue au Solvant (SES) représente implicitement l'interaction entre un corps moléculaire et un solvant ce qui permet d'analyser géométriquement certaines de ses propriétés. Cette surface reste cependant complexe à construire notamment pour des structures de grandes tailles. Dans cette thèse, nous présentons ainsi une méthode de calcul sur GPU de la SES de grandes protéines. Les diagrammes d'Apollonius, ou diagrammes de Voronoï additivement pondérés, peuvent servir à étudier la structure des protéines, mais aussi construire la SES efficacement. Nous présentons une caractérisation mathématique de ces diagrammes permettant leur analyse et leur paramétrisation pour un calcul naïf, mais exhaustif, de leur géométrie. Enfin, sur la base de notre étude, nous proposons une méthode de calcul GPU de diagrammes d'Apollonius dans ℝ3 compatible avec des protéines de grandes tailles, mais aussi avec des distributions spatiales homogènes. Cette stratégie supporte les particularités des diagrammes d'Apollonius et permet le calcul exhaustif de leurs composantes.