Centre d’Expérimentation du Calcul Intensif en Chimie: CECIC

1. Responsable scientifique : Serge Pérez Responsable technique : Pierre Vatton Centre d’Expérimentation du Calcul Intensif en Chimie: CECIC

2. Pôle de Chimie Calculatoire CECIC Spectrométrie de Masse Chimie Quantique Méca/Dynamique Moléculaire QSAR/QSPR Matériaux Bio Informatique ........... RMN Rayons X Besoins Hardware Besoins Software Infra Rouge/Raman Besoins Connectiques Besoins Humains Enseignement/DEA RPE, µscopie, Champs proches... Méso informatique

3. PÔLE DE CHIMIE CALCULATOIRE CECIC Laboratoire d’Etudes Dynamiques et Structurales de la Sélectivité (LEDSS, UMR 5616) Laboratoire d’Electro- chimie Organique et de Photochimie Redox (LEOPR, UMR 5630) Laboratoire de Cristallographie (UPR 5031) LES PARTENAIRES Département de Pharmacologie Moléculaire (DPM, EP 811) de l ’UFR de Pharmacie Centre de Recherches sur les Macromolécules Végétales (CERMAV, UPR 5301)

4. PÔLE DE CHIMIE CALCULATOIRE CECIC Chimie Quantique (Cristallographie, LEDSS) Mécanique-dynamique moléculaire (CERMAV, DPM, LEDSS) Matériaux (CERMAV, Cristallographie) AXES DE RECHERCHE ET LABORATOIRES IMPLIQUES Conformations bio-actives (CERMAV, DPM, LEDSS) Bio-Informatique (CERMAV, DPM, LEDSS)

5. PÔLE DE CHIMIE CALCULATOIRE CECIC Chimie Quantique Dalton, Dmol3, Gaussian (94/98) Molcas, Mopac, Saptx Mécanique-dynamique moléculaire Amber, Cerius, Charmm Insight/Discover, Jumna MM2/3, Sybyl Matériaux Cerius, CCP4/CCP3 O, Turbo Frodo LES LOGICIELS Conformations bio-actives Sans connaissance structurale du récepteur (Cerius, Insight/Discover, Sybyl) Avec connaissance structurale du récepteur (Grid) • Bio-Informatique • bases de données commerciales (RMN) • bibliographiques (Medline) • et génomiques (GenBank, SwissProt…)

6. PÔLE DE CHIMIE CALCULATOIRE CECIC LES BESOINS Calculs intensifs Utilisation de logiciels professionnels (Environnement SGI) SOLUTION MIXTE IBM/SGI

7. PÔLE DE CHIMIE CALCULATOIRE CECIC Mésoinformatique = Serveurs de Calculs Création des données Stockage et visualisation des résultats restent à la charges des participants

8. PÔLE DE CHIMIE CALCULATOIRE CECIC Matériels SGI IBM SGI IBM SGI IBM SGI Logiciels Sybyl In/Di Gaussian Cerius Existant Préservation de l ’existant + performances 2 types de machines: SGI et IBM

9. CECIC : ORGANISATION • Exploitation pour 5 partenaires • Statuts de fonctionnement • respect de la charte CIMENT • souplesse de gestion • actions concertées • ouverture

10. CECIC : ORGANISATION • organisé autour • Directeur • Conseil de gestion • Conseil des utilisateurs • Règlement intérieur

11. CECIC : FINANCEMENT • CIMENT 1500 KF • Partenaires • CERMAV 82 KF • Cristallo 82 KF • LEDSS 82 KF • LEDSS 61 KF • Total 1807 KF • Matériels 1746 KF • Infrastructure 61 KF • Total 1807 KF

12. CECIC : FINANCEMENT • SGI Origin 200 • Quadripro R1200-360 MHz • 4 Go de RAM • 2x18Go de disques • IBM SP 9076-500 • 3 nœuds quadripro Power3-375MHz • 8 Go de RAM par nœud • 2x18Go de disques par nœud

13. CECIC : APPLICATIFS • Mutualisation des licences pour : • Modélisation Moléculaire • Cerius • Discover • Sybyl • Chimie Quantique • Gaussian98

14. CECIC : APPLICATIFS • Mutualisation des applicatifs pour : • Modélisation Moléculaire • Amber • Charmm • Jumna • MM3, …. • Chimie Quantique • Dmol • Saptx • etc.

15. CECIC : Les premiers projets Parallélisation et du code DeMON: Programme DFT (pptés électriques matériaux ….caractérisation de leurs états exictés) (Marc Casida, LEDSS) Implémentation d ’AMBER: Programme de dynamique moléculaire bio(macro)molécules. collaboration Claude.Lemarechal@inriaalpes.fr Implémentation de CHARMM Programme de dynamique moléculaire bio(macro)molécules. collaboration Martin.Field@ibs.fr

16. CECIC : Les premiers projets Etude du mécanisme catalytique d’une N-acétylglucosaminyltransférase dont le site actif comprend in ion Mn2+: Collaboration : Anne Imberty (CERMAV) - Anne Milet (LEDSS)

17. Les GlycosylTransférases Mn1 Accepteur-OH + XDP-sucre Accepteur-O-sucre + XDP GT Au moins 500 gènes (0.5 - 1% du génome humain traduit ) participeraient à l ’expression structurale et fonctionnelle d ’oligosaccharides

18. Structure cristallographique d’une glycosyltransférase complexé avec le substrat donneur (UDP-GlcNAc) et un ion Mn++

19. Détail du site les phosphates sont eclipsés et le cycle glucidique adopte une conformation inhabituelle pour la torsion F F Hypothése : la première étape de la catalyse est une déformation du nucléotide-sucre par l’enzyme et le manganese.

20. F Pour les calculs ab initio Système modèle 1 : Mn++, eau, et tetrahydropyrane avec un pyrophosphate Système modèle 2 : on a dû ajouter 2 acides aminés pour stabiliser les molécules d’eau. Gaussian 98: DFT B3LYP 5 électrons célibataires 54 atomes, dont Mn++. Optimisation d ’une géomètrie 4 jours CPU, 4 processeurs espace disque 150 Mo. En prévision: MM / QM But: analyser l’élongation de la liaison C1-O1 et des angles de valence dans cette conformation particulière. Calculer la barrière de torsion conformation inhabituelle pour la torsion F

21. CECIC : Conclusions,... • IBM SP 9076-500 / SGI Origin 200 / Connectique • Partage des ressources ‘ logiciels ’ / Mutualisation des licences • Réalisation structurante ( 5 Unités de Recherche) • Premières réalisations communes d ’envergure • Ouverture vers les autres communautés (IBS, INRIA,…) • ….