Docking Inter/Intra-Molecular Mediante Metaheurísticas Multi-objetivo

Abstract

El Acoplamiento Molecular (Molecular Docking) es un problema de optimización de gran complejidad que consiste en predecir la orientación de dos moléculas: el ligando y el receptor, de manera que formen un complejo molecular energéticamente estable. El docking molecular es un problema tradicionalmente tratado con éxito mediante metaheurísticas para la optimización de un objetivo: la mínima energía libre de unión. Sin embargo, en la literatura actual no se encuentran muchos trabajos que traten este problema desde el punto de vista multiobjetivo. En este sentido, todavía no existen estudios comparativos con el fin de dilucidar qué técnica (o qué tipo de ellas) ofrece un mejor rendimiento en general. En este estudio realizamos una comparativa experimental de una serie de algoritmos multiobjetivo representativos del estado del arte actual, para la resolución de instancias complejas de docking molecular. En concreto, los algoritmos evaluados son: NSGA-II, ssNSGA-II, SMPSO, GDE3, MOEA/D y SMS-EMOA. Para ello, hemos seguido un enfoque de optimización basado en las energías inter- e intra-molecular, siendo éstos los dos objetivos a minimizar. En la evaluación de los al- goritmos hemos aplicado métricas de rendimiento para medir la convergencia y la diversidad de los frentes de Pareto resultantes, respecto a frentes de referencia calculados. Además, en comparación con soluciones mono-objetivo obtenidas por técnicas de referencia en el problema (LGA), comprobamos cómo los algoritmos multi-objetivo evaluados son capaces de obtener conformaciones moleculares de mínima energía de acoplamiento.