196,310 research outputs found
FAMUSAMM: An algorithm for rapid evaluation of electrostatic interactions in molecular dynamics simulations
No full textWithin molecular dynamics simulations of protein–solvent systems the exact evaluation of long‐range Coulomb interactions is computationally demanding and becomes prohibitive for large systems. Conventional truncation methods circumvent that computational problem, but are hampered by serious artifacts concerning structure and dynamics of the simulated systems. To avoid these artifacts we have developed an efficient and yet sufficiently accurate approximation scheme which combines the structure‐adapted multipole method (SAMM) [C. Niedermeier and P. Tavan, J. Chem. Phys., 101, 734 (1994)] with a multiple‐time‐step method. The computational effort for MD simulations required within our fast multiple‐time‐step structure‐adapted multipole method (FAMUSAMM) scales linearly with the number of particles. For a system with 36,000 atoms we achieve a computational speed‐up by a factor of 60 as compared with the exact evaluation of the Coulomb forces. Extended test simulations show that the applied approximations do not seriously affect structural or dynamical properties of the simulated systems
Tavan Eğiminin Işık Raflarının Performansına Etkilerinin İncelenmesi
No full textGerekli miktarda günışığının, insan sağlığı, üretkenliği, mekan algısı, ısıtma-soğutma ve yapay aydınlatma yüklerini düşürmesi açısından önemi büyüktür. Ancak, yapı yönü, çevresel engeller gibi faktörler yüzünden kimi durumda günışığı sistemlerinden yararlanmak gerekir. Işık raflarının da bir parçası olduğu bu sistemlerin başlıca hedefleri aşağıdaki gibi sıralanabilir:• gün ışığının hacmin derinliklerine yönlendirilmesi,• görsel konforun iyileştirilmesi ve kamaşma kontrolü,• elektrik enerjisi kullanımının azaltılması,• ısıtma-soğutma yüklerinin azaltılması.Bir ışık rafı sistemi, pencere, ışık rafı ve tavan olmak üzere üç elemandan oluşur. Gün ışığından yararlanma ve amaçlanan verimin elde edilebilmesi bakımından, pencere özellikleri (boyut, konum, cam tipi), ışık rafı özellikleri (konum, boyut, eğim, yüzey özellikleri) ve tavan özellikleri (yükseklik, eğim ve yüzey özellikleri) önemli değişkenlerdir. Yapılan literatür araştırmasında, ışık raflarına yönelik yapılan çalışmalarda, genellikle, incelemelerin ışık rafı konumu, boyutu ve eğimine yönelik olduğu belirlenmiştir. Ancak, tavan özelliklerine yönelik çalışmalar çok sınırlıdır. Bir ışık rafı sisteminin çalışması, ışık rafı yüzeyine ulaşan gün ışığının tavan yüzeyinden hacim içine yansıtılması prensibine dayandığı için, verimin yükseltilebilmesi için tavan özelliklerinin de göz önünde tutulması gerekmektedir. Bu çalışmada, farklı tavan yükseklik ve eğiminin ışık raflarının performansları üzerindeki etkisi incelenmiştir. Araştırma sırasında günışığı benzetimleri iklim tabanlı günışığı modellemesi ile yapılmıştır. Yapılan literatür araştırmasında, ışık rafı ile ilgili çalışmaların çoğunda iklim tabanlı modellemelerin kullanılmadığı, incelemelerin CIE kapalı gök modeline göre yapıldığı ve günışığı çarpanının hesaplandığı belirlenmiştir. İklim tabanlı modellemeler, diğer modellemelerden farklı olarak, enleme bağlı iklim dosyaları yardımı ile bütün bir yıl için benzetim yapmakta ve 100-2000 lux arası olan yararlı günışığı miktarını belirlemektedir. Bu sayede, tüm hava koşulları değerlendirilerek güneş performansı (günışığı, ısıtma-soğutma yüküne katkı) değerlendirilebilmektedir. Modellemeler için 5.0x5.0 m ve 7.0x5.0 m boyutlarında iki hacim alınarak, tavan yüksekliği için 3.0 m ve 4.0 m seçilmiştir. Pencerenin güneyde yer aldığı ve saydamlık oranının %40 olduğu varsayılmıştır. Işık raflarının eğimlerinin -30, 0, 30, derinliklerinin 0.5, 1.0, 1.5 m ve pencereden yüksekliklerinin 1 ve 1.5 m olduğu durumlarda 0, 15, 30, 45 derecelik tavan eğimlerinin gün ışığından yararlanma ve enerji performans (ısıtma-soğutma) üzerindeki etkileri incelenmiştir. Günışığı benzetimleri için Radiance, enerji benzetimleri için ise EnergyPlus benzetim motorları kullanılmıştır. Sonuç olarak, tavan eğimlerinin etkisi ışık rafının yüksekliği, derinliği ve eğimine göre farklı olmuştur. Ele alınan bazı durumlarda, günışığını, hacmin derinliklerine göndererek yararlı günışığı miktarını arttırmış, bazı durumlarda ise pencerenin önünde kamaşmaya ve ısı kazançlarına neden olacak şekilde arttırmıştır.</p
Molekulardynamik-Simulationen von amyloidogenen Proteinen in Lösung: Stabilitätsuntersuchungen und Weiterentwicklung einer Kontinuumsmethode
No full textViele neurodegenerative Erkrankungen, wie die transmissiblen spongiformen Enzephalopathien (TSE), die Alzheimer- und die Huntington-Krankheit, sind durch charakteristische Ablagerungen im Gehirn, sogenannte Amyloide, gekennzeichnet. Amyloide sind oftmals fibrilläre Aggregate von normalerweise löslichen Proteinen, deren dreidimensionale Strukturen sich bei der Aggregation verändern. Bedauerlicherweise waren hochauflösende Methoden biophysikalischer Strukturaufklärung bislang auf Amyloide nicht anwendbar. Dagegen können Molekulardynamik (MD)-Simulationen amyloidogener Proteine und Peptide in ihrer Lösungsmittelumgebung dazu beitragen, die Mechanismen der auftretenden Konformationsänderungen zu verstehen und die Strukturen amyloider Fasern aufzuklären. Die korrekte und effiziente Beschreibung der Lösungsmittelumgebung spielt dabei eine entscheidende Rolle. Im ersten Teil dieser Arbeit wird die Konformationsdynamik Amyloid bildender Peptide und Proteine in expliziter wässriger Umgebung untersucht. In MD-Simulationen des zellulären Prion Proteins (PrPC) werden durch Einführung der Punktmutationen M205S und M205R entscheidende Faktoren für die korrekte Faltung und strukturelle Stabilität des Proteins identifiziert. Ferner wird für die Grundstruktur der bei TSE auftretenden pathogenen Isoform PrPSc ein Modell basierend auf dem Strukturmotiv einer parallelen beta-Helix entwickelt. Analog dazu werden Peptide aus poly-Glutamin, die den mutmaßlichen Aggregationskeim bei der Huntington-Krankheit darstellen, als parallele beta-Helizes unterschiedlicher Formen und Größen modelliert. In MD-Simulationen ermitteln wir aus diesen Strukturen thermodynamisch stabile monomere und dimere Aggregationskeime. Da die erreichbaren Simulationszeiten in expliziten Lösungsmitteln verglichen mit den Zeitskalen der Proteindynamik zu kurz sind, wird im zweiten Teil dieser Arbeit eine effiziente Kontinuumsmethode für Proteine in polaren Lösungsmitteln weiterentwickelt. In dieser Methode wird das durch die Polarisation des Lösungsmittels hervorgerufene Reaktionsfeld (RF) durch normalverteilte RF-Dipoldichten an den Orten der Proteinatome beschrieben. Die sich daraus ergebenden RF-Kräfte auf die Proteinatome berücksichtigen aber nicht den Druck an den dielektrischen Grenzflächen, der vom Kontinuum auf das Protein ausgeübt wird, und verletzen damit das 3. Newtonsche Gesetz. Dies führt in MD-Simulationen zu erheblichen Artefakten. In dieser Arbeit wird diese Kontinuumsmethode so umformuliert und erweitert, dass die resultierenden RF-Kräfte dem Prinzip Actio=Reactio gehorchen. Die modifizierte Kontinuumsmethode wird in ein MD-Programm implementiert und an Hand geeigneter Systeme parametrisiert. In ausgedehnten MD-Simulationen des Alanin-Dipeptids wird die Korrektheit und Effizienz der Methode demonstriert
BR at work: a computeranimation for the 13-14-cis-model of the photochemical cycle of bacter10rhodopsin
No full textG.L.İ. Ömerler Yeraltı İşletmesinde tavan-taban ayak uygulamasında optimum ayaklar arası mesafenin belirlenmesi
No full textTez (yüksek lisans) - Anadolu ÜniversitesiAnadolu Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Maden Mühendisliği Anabilim DalıKayıt no: 12383G.L.İ. Tunçbilek Bölgesi Yeraltı İşletmelerinde kömür üretimi, simültane çalışan tavan ve taban ayaklardan sağlanmaktadır. Tavan ayak ve yapay tavan uygulaması, üretilen kömürün kalitesini arttırmaktadır. Ayrıca, göçüğe terk edilen kömür miktarı azaldığından üretilemeyen kömürün göçükte kendi kendine yanma riski azalmaktadır. Tavan ayakların taban ayaklardan 25-30 m. önde gitmesi, taban ayak galerilerinde deformasyonlara ve ısınmalara neden olmaktadır. Bu çalışmada, 'G.L.İ. Ömerler Yeraltı İşletmesi'nde tavan-taban uygulamasında optimum ayaklar arası mesafenin belirlenmesi' araştırılmıştır
Conformational dynamics of proteins: beyond the nanosecond time scale
No full textProtein motions and functional processes in proteins occur on a wide range of time scales. The fastest atomic motions take place on a femtosecond time scale. Fast biochemical reactions like the primary steps in photosynthesis last few picoseconds. Most biochemical reactions like enzymatic processes take much longer — microseconds or even few milliseconds. They are often accompanied by larger structural rearrangements in the protein, called conformational transitions[l], which are characterized by transition times of nanoseconds or much longer. A prominent example for an extremely slow conformational transition, with a transition time of many years, is the one which is believed to be responsible for the pathogenic effect of prions[2]. Often, conformational transitions constitute functional important motions, as for the gating of channel proteins or in protein folding
Rechnergestützte Beschreibung der Struktur und Dynamik von Peptiden und ihren Bausteinen
No full textInduced polyploidy and broad variation in phytochemical traits and altered gene expression in Salvia multicaulis
No full textInduced polyploidy is nowadays an important strategy in plant breeding and for the development of new crops. Salvia multicaulis Vahl is a valuable medicinal plant that produce precious bioactive metabolites including triterpenic acids (TAs) and phenolic compounds. Hence, at first, for selecting elite lines, both HPLC and GC-MC analyses were performed on fourteen S. multicaulis lines. Then, seeds of selected lines of S. multicaulis were exposed to different concentrations (0.00, 0.05, 0.1, and 0.2 %) of colchicine for 24 or 48 h. The flow cytometric analysis and chromosome counting were used to confirm ploidy level of tetraploid control (2n = 4x = 28, 2C DNA = 1.36 pg) and hexaploid (2n = 6x = 42, 2C DNA = 1.97 pg) plants after seven-month. For the first time, the effects of in vitro polyploidization on morphological characteristics, TAs and phenolic acid contents as well as on the expression of six TAs biosynthesis related genes were investigated. The highest efficiency of hexaploidy (12.76 %) was achieved 48 h after exposure to 0.1 % colchicine concentration. The hexaploid plants showed different growth traits compared with those of tetraploid control plant; indeed, hexaploid plants had leaves with a darker green color, a lower trichome density, and lower plant height and root length. Moreover, there was a significant increase in rosmarinic acid and caffeic acid content in hexaploid plants compared with tetraploid control plants. Also, the increase of oleanolic acid (1.33 fold) content in hexaploids was associated with a significant increased expression of squalene synthase (SQS) and β-amyrin synthase (BAS) genes in hexaploid plants. Nevertheless, a significant decreased expression of squalene epoxidase (SQE), mixed-function amyrin synthase (MFAS), and lupeol synthase (LUS) was observed in hexaploid plants, that led to a reduced content of ursolic acid and betulinic acid compared with tetraploid control plants. These results confirmed that polyploidization is a breeding method with stochastic results in secondary metabolites production and gene expression related to biosynthetic pathways
Phenolics diversity among wild populations of Salvia multicaulis: as a precious source for antimicrobial and antioxidant applications
No full textThe genus Salvia L. belongs to the Lamiaceae family including several known species rich in natural compounds that are extensively used in pharmaceutical, food, and cosmetic industries. Salvia multicaulis populations contain a broad diversity of flavonoids and phenolic acids. The present study aimed to explore biological and pharmacological effects including antimicrobial and antioxidant activities of nineteen S. multicaulis populations (SMPs) grown in Iran for the first time. High content of rosmarinic acid (RA) in SMP12 (Gazan) (5.65 ± 0.33 mg/g DW) caused high antimicrobial activity against two bacteria (Staphylococcus aureus, Escherichia coli) and the fungus Candida albicans, while methanolic extract of SMP1 (Taleghan) showed high antioxidant activity due to high content of salvianolic acid A (SAA) and quercetin (0.53 ± 0.04 and 0.49 ± 0.12 mg/g DW, respectively). Altogether these results can be considered for further commercial exploitations to meet the demands of the food and pharmaceutical industries
Triterpenic and phenolic acids production changed in Salvia officinalis via in vitro and in vivo polyploidization: A consequence of altered genes expression
No full textThe induction of polyploidy is an efficient technique for creating a diversity of genetic, phenotypic, and phytochemical novelties in plant taxa. Sage (Salvia officinalis L.) is a well-known medicinal plant rich of valuable bioactive molecules such as triterpenic and phenolic acids. In the present study, the effect of in vitro and in vivo polyploidization on morphological characteristics, anatomical structures, phytochemical traits, and expression level of the genes involved in the biosynthesis of major triterpenic acids (ursolic, betulinic, and oleanolic acids) of the plant was studied. The sterile seeds treated with different concentrations (0, 0.05, 0.1, and 0.2%) of colchicine for 24 and 48 h were considered for polyploidy induction. Flow cytometry and chromosome counting were used to confirm the ploidy level of diploid (2n = 2x = 14, 2C DNA = 1.10 pg) and tetraploid (2n = 4x = 28, 2C DNA = 2.12 pg) plants after seven months. The highest polyploidy induction was obtained by applying 0.1% (w/v) colchicine for 48 h with an efficiency of 19.05% in vitro tetraploidy. Polyploids showed differences in leaf shape and color, leaf and stem thickness, trichrome density, root length, plant height, and number of leaves compared to diploid plants. There was also a significant decrease in rosmarinic acid content in polyploid (plants) as compared to diploid plants. Although a significant decrease in ursolic acid content was observed in polyploids, betulinic acid content associated with the expression levels of genes encoding enzymes being active in triterpene biosynthesis such as squalene epoxidase (SQE) and lupeol synthase (LUS). The expression of SQE and LUS was significantly increased in in vitro tertaploids (2.9-fold) and in vivo mixoploids (2.4-fold). The results confirm the idea that induced polyploidy can randomly alter breeding traits of plants as well as the content of bioactive compounds
- …
