SANA BOUGUEROUA

SANA BOUGUEROUA

Poste Actuel 

Ingénieur de Recherche (Experte en calculs scientifiques) LAMBE-UMR8587

    Thèse de doctorat (soutenue le 13 Décembre 2017) 

    Ma thèse* a combiné la théorie des graphes et la chimie théorique pour décrire les propriétés structurales des systèmes moléculaires.

    Nous avons proposé un algorithme qui permet de trouver d’une façon rapide et efficace les conformations d’un système moléculaire et les changements entre elles, au cours des trajectoires des simulations de dynamique moléculaire. La clé de l’algorithme est sa capacité à choisir les conformations les plus pertinentes à partir d'une trajectoire. En utilisant la théorie des graphes, nous modélisons la conformation d’une molécule et les propriétés inter et intra-moléculaires par un graphe mixte où les atomes sont les sommets du graphe et les liaisons entre eux représentent les arcs/arêtes. L’algorithme traduit les positions des atomes en graphes mixtes. Ensuite, il applique des techniques de la théorie des graphes (isomorphisme des graphes) pour retrouver les conformations du système moléculaire en question. Grâce aux optimisations effectuées [1],  l’analyse des trajectoires s’effectue d’une manière rapide (les résultats sont obtenus en quelques secondes). L’algorithme a été testé sur trois types de systèmes moléculaires en phase gazeuse à savoir des trajectoires de peptides isolés, des trajectoires de dissociation induite par collision, et des trajectoires de clusters. Le modèle proposé permet à  l’algorithme d’être facilement adaptable à d’autres types de systèmes plus complexes.  Un travail en cours consiste à appliquer l’algorithme à des trajectoires de systèmes moléculaires en phase condensée (interfaces Air-Eau, Graphene-Eau, Aluminium-Eau, etc.)[2].

    Cet algorithme était la brique de base pour construire le graphe des possibles. La construction de ce graphe est basée sur des règles topologiques locales et globales pour générer les graphes mixtes des conformations, sans faire appel à des calculs moléculaires (calcul explicite de l’énergie qui est coûteux en temps et en matériel). Grâce à ce graphe nous proposons une première approche pour prédire les conformations les plus stables et aussi prédire les chemins les plus probables entre ces conformations pour de petits peptides.

    *Thèse effectuée dans le cadre d’une collaboration entre  le laboratoire informatique DAVID de l’Université de Versailles et LAMBE de l’université d’Evry Val d’Essonne, et sous financement du LABEX CHARM3AT (2014-2017).

    Domaine de recherche

    • Théorie des graphes; chémoinformatique; bioinformatique  

    Collaboration scientifique au sein du LAMBE

    • Application de la théorie des graphes pour l’analyse et la caractérisation des systèmes moléculaires en phase gazeuse (peptides) et en phase condensée (interfaces liquide-liquide, liquide-solide), avec Simone Pezzotti (doctorant) et Daria Galimberti (Post-Doc)
    • Développement des outils d’analyse des trajectoires [3]

    Collaboration scientifique au sein du GENHOTEL

    • Application de la théorie des graphes pour la création et la comparaison des maps génétiques pour la polyarthrite rhumatoïde. 
    1. Barth, D.; Bougueroua, S.; Gaigeot, M.-P.; Quessette, F.; Spezia, R.; and Vial, S. A new graph algorithm for the analysis of conformational dynamics of molecules. In Information Sciences and Systems 2015, pages 319–326. Springer (2016).
      DOI:10.1007/978-3-319-22635429
    2. Serva A, Pezzotti S, Bougueroua S, Galimberti DR, Gaigeot M-P. Journal of Molecular Structure (2018).
      DOI: 10.1016/201803074
    3. Interface web pour l’analyse des trajectoires : http://hydrochronographe.prism.uvsq.fr 
    4. Bougueroua, S.; Barth, D.; Quessette, F.; Spezia, R.; Vial, S.; and Gaigeot, M.-P. Graph theory for automatic structural recognition in molecular dynamics simulations. J. Chem. Phys. (2018).
      DOI: 10.1063/1.5045818
    5. D. Ruth Galimberti, S. Bougueroua, J. Mahé, M. Tommasini, A. M. Rijs, and M.-P. Gaigeot. Conformational assignment of gas phase peptides and their H-Bonded complexes using far-IR/THz: IR-UV ion dip experiment, DFT-MD spectroscopy, and Graph Theory for modes assignment. Faraday Discussions ‘Advances in Ion Spectroscopy’ (2019).
      DOI:10.1039/C8FD00211H
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