Evolutionary modes in protein observable space: the case of Thioredoxins

In this article, we investigated the structural and dynamical evolutionary behaviour of a set of ten thioredoxin proteins as formed by three extant forms and seven resurrected ones in laboratory. Starting from the crystallographic structures, we performed all-atom molecular dynamics simulations and compare the trajectories in terms of structural and dynamical properties. Interestingly, the structural properties related to the protein density (i.e. the number of residues divided by the excluded molecular volume) well describe the protein evolutionary behaviour. Our results also suggest that the changes in sequence as occurred during the evolution have affected the protein essential motions, allowing us to discriminate between ancient and extant proteins in terms of their dynamical behaviour. Such results are yet more evident when the bacterial, archaeal and eukaryotic thioredoxins are separately analysed

Analisi numerica dell'eutrofizzazione dei laghi Shichahai a Pechino

In Cina l’eutrofizzazione costituisce un problema rilevante e le sue conseguenze più invasive si manifestano nei numerosi laghi poco profondi, dove il fenomeno è più difficile da combattere. I laghi Shichahai rappresentano un sistema piccolo ma di grande interesse collettivo, costituito da tre laghetti poco profondi situati nel centro della città di Pechino, al confine con la Città Proibita. L’attuale stato trofico del sistema, compromettendone il cruciale ruolo ricreativo e paesaggistico, preoccupa le autorità locali. I laghi rappresentano oggi un sistema idraulico completamente artificiale, controllato attraverso paratoie di monte e di valle. Il limitato ricambio idrico e la cattiva qualità delle immissioni hanno gravemente compromesso la qualità del sistema acquatico. Il progetto di recupero dei tre laghi, sviluppato con la collaborazione del Ministero italiano dell’Ambiente e del Territorio, include un impianto di prelievo e trattamento delle acque del lago molto compatto, basato sul processo dell’osmosi inversa. In questo studio il Modello CE Qual W2 è stato utilizzato per analizzare lo stato eutrofico dei laghi. Il CE Qual W2 è un modello ecologico su base idrodinamica atto ad analizzare l’evoluzione dell’ecosistema acquatico ed è uno dei pochi collaudati per la simulazione di laghi con caratteristiche eutrofiche. Sono stati simulati 27 componenti chimici, tra cui azoto (nelle forme di azoto organico, nitriti, nitrati e azoto ammoniacale) e fosforo (nelle forme di fosforo organico e fosforo disciolto). Per quanto concerne l’ecosistema acquatico, sono state introdotte nel modello le microalghe, differenziate nei due gruppi di alghe verdi e cianobatteri. Le macrofite non sono state simulate; infatti il loro sviluppo è completamente impedito dalla presenza di sponde artificiali di altezza non inferiore ai 60 cm. Una simulazione dello stato attuale della qualità dei laghi è stata protratta per 20 anni e calibrata sulla base dei dati ottenuti da una campagna di monitoraggio negli anni 2006-2007. Inoltre sono stati simulati differenti scenari di intervento finalizzati alla valutazione dei tempi di recupero della limpidezza e della qualità dei laghi, mediante l’ottimizzazione del funzionamento dell’impianto di prelievo e trattamento. Sono stati analizzati la ottimale regolazione delle portate in ingresso ed in uscita, il numero e il posizionamento degli impianti di trattamento, il punto di prelievo della portata da trattare, la piantumazione del giacinto d’acqua, un tipo di macrofita galleggiante già in sperimentazione, la variazione della concentrazione dei costituenti lungo la verticale. I risultati forniti dal modello negli scenari di calibrazione e di intervento hanno rilevato aspetti interessanti del processo eutrofico e delle modalità con cui può essere contrastato. Si evidenzia una netta predominanza dei cianobatteri, più resistenti alle cattive condizioni ambientali, sulle alghe verdi. L’efficacia del processo di recupero della qualità dell’acqua aumenta con il numero di impianti installati e la sua ottimizzazione è raggiunta garantendo immissioni ed emissioni costanti e continue nei mesi estivi. La concentrazione di alcuni costituenti varia lungo la verticale: per le alghe la concentrazione maggiore è in superficie, per il fosforo negli strati profondi. Infine la piantumazione del giacinto d’acqua e il prelievo della portata da trattare dagli strati più profondi non producono risultati significativi in termini di accelerazione del processo di risanamento

Alien Registration- Amadei, Antonia (Portland, Cumberland County)

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