Registro fonte: Protein Fold VR: ferramenta computacional para visualização e manipulação de proteínas utilizando um modelo coarse-grained e realidade virtual em ambiente gamificado

Protein Fold VR: ferramenta computacional para visualização e manipulação de proteínas utilizando um modelo coarse-grained e realidade virtual em ambiente gamificado

Proteins are fundamental organic structures to the existence of life. Protein folding is the physicochemical process in which a chain of amino acids takes on its final shape, known as native structure. Since the function of a protein is directly related to its three-dimensional structure, it’s in th...

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Autor principal:	Fabri, Lucas Destefani
Formato:	Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2022
Assuntos:	Biologia - Simulação por computador Proteínas - Análises Realidade virtual Jogos educativos Biology - Computer simulation Proteins - Analysis Virtual reality Educational games CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::MATEMATICA DA COMPUTACAO::MODELOS ANALITICOS E DE SIMULACAO
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28909
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spelling	riut-1-289092022-06-25T06:06:30Z Protein Fold VR: ferramenta computacional para visualização e manipulação de proteínas utilizando um modelo coarse-grained e realidade virtual em ambiente gamificado Protein Fold VR: computational tool for protein visualization and manipulation using a coarse-grained model and virtual reality in a gamified environment Fabri, Lucas Destefani Benítez, César Manuel Vargas Benítez, César Manuel Vargas Borba, Gustavo Benvenutti Moribe, Sergio Biologia - Simulação por computador Proteínas - Análises Realidade virtual Jogos educativos Biology - Computer simulation Proteins - Analysis Virtual reality Educational games CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::MATEMATICA DA COMPUTACAO::MODELOS ANALITICOS E DE SIMULACAO Proteins are fundamental organic structures to the existence of life. Protein folding is the physicochemical process in which a chain of amino acids takes on its final shape, known as native structure. Since the function of a protein is directly related to its three-dimensional structure, it’s in the native conformation that the protein exerts its biological function. In the search for methods to study and simulate how this process occurs, the Protein Folding Problem (PFP) is understood, one of the most explored areas of computational biology today. Its solution aims to allow a greater understanding of disorders such as Alzheimer’s and Parkinson’s disease, in addition to assisting in the development of new drugs. With this, the present report describes the development and discusses the results obtained with the computational tool, through which it is possible to visualize and manipulate the structure of a protein using a coarse-grained model, through a virtual reality interface in a gamified environment. The purpose of this tool is to allow specific adjustments to be made in structures previously processed by protein folding simulation algorithms (made available by LABIC - Laboratory of Bioinformatics and Computational Intelligence - from UTFPR Curitiba), aiming to obtain a better result, from the point of view of internal energy of the structure. In the system creation, the Unity game development platform was used - also in Virtual Reality (VR). Gamification principles have also been incorporated, such as user interactivity with the problem and achievement of a reward (score). The result obtained is an application for smartphones with the Android operating system and compatible with the Google Cardboard application, requiring VR glasses (to accommodate the smartphone) and Bluetooth control. Thus, it is expected that the application will arouse interest in the study of PFP and also assist in teaching the protein folding \ process, with coarse-grained models. As proteínas são estruturas orgânicas fundamentais para a existência da vida. O dobramento de proteínas consiste no processo físico-químico em que uma cadeia de aminoácidos adquire seu formato final, conhecido como estrutura nativa. Uma vez que a função de uma proteína esta diretamente relacionada com sua estrutura tridimensional, é na conformação nativa que a proteína exerce a sua função biológica. Na busca por métodos que permitam estudar e simular como este processo ocorre, está compreendido o Problema do Dobramento de Proteínas (Protein Folding Problem - PFP), uma das áreas de estudo da biologia computacional mais exploradas atualmente. Sua solução visa permitir uma maior compreensão sobre doenças como Alzheimer e Parkinson, além de auxiliar no desenvolvimento de novos medicamentos. Com isso, o presente relatório descreve o desenvolvimento e discute os resultados obtidos com a ferramenta computacional, pela qual é possível visualizar e manipular a estrutura de uma proteína utilizando um modelo coarse-grained, através de uma interface de realidade virtual num ambiente gamificado. A finalidade desta ferramenta e permitir que sejam feitos ajustes pontuais em estruturas previamente processadas por algoritmos de simulação de dobramento de proteínas (disponibilizadas pelo LABIC - Laboratório de Bioinformática e Inteligência Computacional - da UTFPR Curitiba), objetivando encontrar um melhor resultado do ponto de vista da energia interna da estrutura. No desenvolvimento do sistema, foi utilizada a plataforma de desenvolvimento de jogos Unity - inclusive em Realidade Virtual (RV). Também foram incorporados princípios de gamificação, como a interatividade do usuário com o problema e a obtenção de uma recompensa (pontuação). O resultado obtido é um aplicativo para smartphones com o sistema operacional Android e compatíveis com a aplicação Google Cardboard, sendo também necessários óculos de RV (para acomodar o smartphone) e um controle bluetooth. Assim, espera-se que a aplicação desperte o interesse pelo estudo do PFP e também auxilie no ensino do processo de dobramento de proteínas com modelos coarse-grained. 2022-06-24T14:34:39Z 2022-06-24T14:34:39Z 2021-06-25 bachelorThesis FABRI, Lucas Destefani. Protein Fold VR: ferramenta computacional para visualização e manipulação de proteínas utilizando um modelo coarse-grained e realidade virtual em ambiente gamificado. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia da Computação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28909 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Bacharelado em Engenharia de Computação UTFPR
institution	Universidade Tecnológica Federal do Paraná
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description	Proteins are fundamental organic structures to the existence of life. Protein folding is the physicochemical process in which a chain of amino acids takes on its final shape, known as native structure. Since the function of a protein is directly related to its three-dimensional structure, it’s in the native conformation that the protein exerts its biological function. In the search for methods to study and simulate how this process occurs, the Protein Folding Problem (PFP) is understood, one of the most explored areas of computational biology today. Its solution aims to allow a greater understanding of disorders such as Alzheimer’s and Parkinson’s disease, in addition to assisting in the development of new drugs. With this, the present report describes the development and discusses the results obtained with the computational tool, through which it is possible to visualize and manipulate the structure of a protein using a coarse-grained model, through a virtual reality interface in a gamified environment. The purpose of this tool is to allow specific adjustments to be made in structures previously processed by protein folding simulation algorithms (made available by LABIC - Laboratory of Bioinformatics and Computational Intelligence - from UTFPR Curitiba), aiming to obtain a better result, from the point of view of internal energy of the structure. In the system creation, the Unity game development platform was used - also in Virtual Reality (VR). Gamification principles have also been incorporated, such as user interactivity with the problem and achievement of a reward (score). The result obtained is an application for smartphones with the Android operating system and compatible with the Google Cardboard application, requiring VR glasses (to accommodate the smartphone) and Bluetooth control. Thus, it is expected that the application will arouse interest in the study of PFP and also assist in teaching the protein folding \ process, with coarse-grained models.
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Protein Fold VR: ferramenta computacional para visualização e manipulação de proteínas utilizando um modelo coarse-grained e realidade virtual em ambiente gamificado

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