POEM@home
POEM@HOME (Protein Optimization with Energy Methods, Proteinoptimierung mit Energiemethoden) war ein Volunteer-Computing-Projekt des Karlsruher Instituts für Technologie, das mittels der Technik des verteilten Rechnens versucht, Proteinstrukturen zu optimieren.
Hierzu verwendet es ein atomares Modell für die freie Energie der Proteine, daher funktioniert POEM@HOME sowohl bei neuen Proteinfaltungen als auch bei Anwendungen in der Nanobiotechnologie, für die keine experimentellen Daten vorliegen. Das Projekt wurde offiziell im Oktober 2007 gestartet. Die Basis der Berechnungen bildet die Software BOINC von der University of California, Berkeley. Derzeit liegt die Rechenleistung des Projekts bei ungefähr 739 TeraFLOPS (Stand: Oktober 2016),[1] die je nach Tagesleistung schwanken kann.
Wissenschaftliche Relevanz
Es wird ein anderer wissenschaftlicher Ansatz zur Proteinfaltung als bei ähnlichen Projekten benutzt. Hierzu wird Christian B. Anfinsens nobelpreisgekrönte thermodynamische Hypothese verwendet, die besagt, dass Proteine in ihrem biologisch aktiven Zustand eine minimale freie Energie haben. Die ansonsten üblichen, an Rechenzeit aufwändigen Simulationsprozesse wurden so durch viel schnellere Optimierungsprozesse ersetzt.[2]
Obwohl POEM@HOME erst vor kurzer Zeit ins Leben gerufen wurde, konnten schon erste Resultate vorgewiesen werden.[3] Mit diesen Resultaten nimmt das Projekt auch an dem alle zwei Jahre stattfindenden internationalen Forschungswettbewerb CASP teil.
Ziele
POEM@HOME verfolgt folgende Ziele:
- Vorhersage der biologisch aktiven Struktur von Proteinen
- Verständnis der signalverarbeitenden Mechanismen während der Interaktion verschiedener Proteine miteinander
- Verständnis von Krankheiten die auf Protein-Fehlfunktionen oder -Aggregationen beruhen
- Entwicklung neuer Medikamente auf der Basis dreidimensionaler Strukturen biologisch wichtiger Proteine