Calculation of Force Field Grids for Molecular Docking Using Graphics Processing Unit

Abstract

The vast majority of problems faced by bioinformatics are very complex and time consuming. They require the use of modern high-performance computational systems and the development of algorithms for such system. Heterogeneous computing systems which include graphics processing unit (GPU) occupy a separate niche. Such systems allow to accelerate solving of some task significantly. The task performing molecular docking namely accelerating the calculation of force field grids for fast ligandprotein molecular docking is studied in this work. Algorithms for fast calculation of the large number of force field grids which are scaled to all GPUs available in the system were developed. Extensive testing on different platforms was performed

Подавляющее большинство задач, с которыми приходится сталкиваться биоинформатике, чрезвычайно сложны и времязатратны. Для их успешного решения требуется использовать современные высокопроизводительные вычислительные системы, для которых необходимо разрабатывать новые, специфичные алгоритмы. Среди таких систем отдельную нишу занимают гетерогенные вычислительные системы, в состав которых входят графические процессоры. Подобные системы позволяют существенно ускорить вычисления некоторых задач. В работе представлены алгоритмы, использующие возможности графических процессоров для ускорения молекулярно докинга, а именно для построения сеток силовых полей для ускорения молекулярного лиганд-белкового докинга. Предложенные алгоритмы ориентированы на быстрое вычисление большого количества сеток силовых полей и масштабируются на любое доступное компьютеру количество графических процессоров