П'ята міжнародна наукова-практична конференція «Комп’ютерне моделювання в хімії і технологіях та системах сталого розвитку»

Проведено дослідження методів багатовимірної інтерполяції для відновлення теплового поля по експериментальним даним. Порівняння вихідної та отриманих моделей показує, що метод кригінгу дозволяє отримати порівняно задовільні результати при достатній кількості вихідних значень. Отримані результати показують перспективу подальших досліджень.A study of multivariate interpolation method for the recovery of the thermal field on experimental data. Comparison of the original and the obtained models showed that kriging method gives relatively satisfactory results with a sufficient number of initial values. The results show the prospect offurther research.Проведено исследование методов многомерной интерполяций для восстановления теплового поля по экспериментальным данным. Сравнения исходной и полученных моделей показывает, что метод кригинга позволяет получить сравнительно удовлетворительные результаты при достаточном количестве исходных значений. Полученные результаты показывают перспективу дальнейших исследований

Identifying Ligand Binding Conformations of the β2-Adrenergic Receptor by Using Its Agonists as Computational Probes

Recently available G-protein coupled receptor (GPCR) structures and biophysical studies suggest that the difference between the effects of various agonists and antagonists cannot be explained by single structures alone, but rather that the conformational ensembles of the proteins need to be considered. Here we use an elastic network model-guided molecular dynamics simulation protocol to generate an ensemble of conformers of a prototypical GPCR, β2-adrenergic receptor (β2AR). The resulting conformers are clustered into groups based on the conformations of the ligand binding site, and distinct conformers from each group are assessed for their binding to known agonists of β2AR. We show that the select ligands bind preferentially to different predicted conformers of β2AR, and identify a role of β2AR extracellular region as an allosteric binding site for larger drugs such as salmeterol. Thus, drugs and ligands can be used as "computational probes" to systematically identify protein conformers with likely biological significance. © 2012 Isin et al

АНАЛІЗ ПРОБЛЕМ ТА МОЖЛИВОСТЕЙ ВІДТВОРЕННЯ АРТИКУЛЯЦІНИХ РУХІВ ЩЕЛЕПИ У ЦИФРОВОМУ СЕРЕДОВИЩІ

Introduction. The use of virtual articulators, which are essentially software, greatly enhances the effectiveness of planning and implementing stages of complex dental rehabilitation with the ability to completely translate patient data (not only anatomical but also functional) into a digital format.The aim of study. Carry out an analysis of design and simulation systems for jaw kinematic parameters reproduction, basic principles of the architecture of existing software aimed at reproducing articulation components and constructing individualized occlusion patterns during patient-oriented prosthetic treatment.Materials and methods. The search for publications in electronic databases (PubMedCentral (PMC), BioMed Central, InTech, MEDLINE / PubMed, the Public Library of Science One (PloS)) was carried out in accordance with the Medical Subject Headings (MeSH) descriptors, which are peculiar headings categorized by the hierarchy system. Additionally, the analysis of references in already pre-made system reviews related to the objectives of this study and other review publications adjacent to them was provided.Results. The systematic review of the principles of digital modeling of articulation schemes with different initial conditions confirmed the possibility of their practical application during the manufacture of prosthetic elements with individualized occlusive surfaces, thus ensuring the achievement of the best results of dental rehabilitation.Conclusions. A systematic review of the main possibilities for reproduction jaw articulation movements in the digital environment is the primary stage in the development of an own model of a digital atticulator to address specific clinical problems associated with prosthetic retreatment of patients with present occlusive dysfunctions.Введение. Использование виртуальных артикуляторов, которые по сути представляют собой программное обеспечение, значительно повышает эффективность планирования и реализация этапов комплексной стоматологической реабилитации с возможностью полного перевода данных пациента (не только анатомических, но и функциональных) в цифровой формат.Цель исследования. Провести анализ систем дизайна и имитации кинематических параметров челюсти, основных принципов архитектуры имеющегося программного обеспечения направленного на воспроизводство артикуляционных составляющих и построение индивидуализированных окклюзионных схем в ходе пациент-ориентированного ортопедического лечения.Материалы и методы. Поиск публикаций в электронных базах данных (PubMedCentral (PMC), BioMed Central, InTech, MEDLINE / PubMed, Public Library of Science One (PloS)) осуществлялся согласно дескрипторов Medical Subject Headings (MeSH), представляющих собой своеобразные заголовки, категоризированных по системе иерархии. Дополнительно проводился анализ ссылок в уже предварительно проведенных системных обзорах, касающихся цели данного исследования, и других обзорных публикациях, смежных с ними.Результаты исследования. Проведенный системный обзор принципов цифрового моделирования артикуляционных схем с различными исходными условиями подтвердил возможность их практического применения при изготовлении протетических элементов с индивидуализированными окклюзионными поверхностями, обеспечивая таким образом достижение наиболее оптимальных результатов стоматологической реабилитации.Выводы. Системный обзор основных возможностей воспроизведения артикуляционных движений челюсти в цифровой среде является первичным этапом разработки собственной модели цифрового атикулятора для решения конкретных клинических проблем, связанных с повторным протезированием пациентов с имеющимися окклюзионными дисфункциями.Вступ. Використання віртуальних артикуляторів, що по суті представляють собою програмне забезпечення, значно підвищує ефективність планування та реалізація етапів комплексної стоматологічної реабілітації з можливістю повного переведення даних пацієнта (не тільки анатомічних, а й функціональних) у цифровий формат.Мета дослідження. Провести аналіз систем дизайну та імітації кінематичних параметрів щелепи, основних принципів архітектури наявного програмного забезпечення спрямованого на відтворення артикуляційних складових та побудову індивідуалізованих оклюзійних схем в ході пацієнт-орієнтованого ортопедичного лікування.Матеріали та методи. Пошук публікацій у електронних базах даних (PubMedCentral (PMC), BioMed Central, InTech, MEDLINE/ PubMed, Public Library of Science One (PloS)) здійснювався згідно дескрипторів Medical Subject Headings (MeSH), що становлять собою своєрідні заголовки, категоризовані за системою ієрархії. Додатково проводився аналіз посилань в уже попередньо проведених системних оглядах, що стосувалися мети даного дослідження, та інших оглядових публікаціях, суміжних із ними.Результати дослідження. Проведений системний огляд принципів цифрового моделювання артикуляційних схем з різними вихідними умовами підтвердив можливість їх практичного застосування під час виготовлення протетичних елементів з індивідуалізованими оклюзійними поверхнями, забезпечуючи таким чином досягнення найбільш оптимальних результатів стоматологічної реабілітації.Висновки. Системний огляд основних можливостей відтворення артикуляційних рухів щелепи в цифровому середовищі є первинним етапом розробки власної моделі цифрового атикулятора для вирішення конкретних клінічних проблем пов’язаних із повторним протезуванням пацієнтів із наявними оклюзійними дисфункціями

Vascular disrupting action of electroporation and electrochemotherapy with bleomycin in murine sarcoma

Electrochemotherapy has a direct cytotoxic effect on tumour cells, and presumably, a vascular disrupting effect. In this study, on the basis of the prediction of the mathematical model, histological evaluation and physiological measurements of the tumours were carried out to confirm that electroporation and electrochemotherapy of tumours have a vascular disrupting action. In the study, SA-1 solid subcutaneous sarcoma tumours in A/J mice were treated by bleomycin (BLM) given intravenously (1 mg kg−1), application of electric pulses (8 pulses, 1040 V, 100 μs, 1 Hz) or a combination of both – electrochemotherapy. The vascular effect was determined by laser Doppler flowmetry, power Doppler ultrasonographic imaging and Patent blue staining. The extent of tumour hypoxia was determined immunohistochemically by hypoxia marker pimonidazole and partial pressure of oxygen (pO2) in tumours by electron paramagnetic resonance oximetry. Electrochemotherapy with BLM induced good antitumour effect with 22 days, tumour growth delay and 38% tumour cures. The application of electric pulses to the tumours induced instant but transient tumour blood flow reduction (for 70%) that was recovered in 24 h. During this tumour blood flow reduction, we determined an increase in hypoxic tumour area for up to 30%, which was also reflected in reduced tumour oxygenation (for 70%). According to the described mathematical model, endothelial cells lining in tumour blood vessels are exposed to a ∼40% higher electric field than the surrounding tumour cells, and therefore easily electroporated, allowing access of high BLM concentration to the cytosol. Consequently, electrochemotherapy has, besides the immediate vascular disrupting action, also a delayed one (after 24 h), as a consequence of endothelial cell swelling and apoptosis demonstrated by extensive tumour necrosis, tumour hypoxia, prolonged reduction of tumour blood flow and significant tumour growth delay, and tumour cures. Our results demonstrate that in addition to the well-established direct cytotoxic effect on tumour cells, electrochemotherapy also has an indirect vascular disrupting action resulting altogether in extensive tumour cell necrosis leading to complete regression of tumours

A RAC/CDC-42–Independent GIT/PIX/PAK Signaling Pathway Mediates Cell Migration in C. elegans

P21 activated kinase (PAK), PAK interacting exchange factor (PIX), and G protein coupled receptor kinase interactor (GIT) compose a highly conserved signaling module controlling cell migrations, immune system signaling, and the formation of the mammalian nervous system. Traditionally, this signaling module is thought to facilitate the function of RAC and CDC-42 GTPases by allowing for the recruitment of a GTPase effector (PAK), a GTPase activator (PIX), and a scaffolding protein (GIT) as a regulated signaling unit to specific subcellular locations. Instead, we report here that this signaling module functions independently of RAC/CDC-42 GTPases in vivo to control the cell shape and migration of the distal tip cells (DTCs) during morphogenesis of the Caenorhabditis elegans gonad. In addition, this RAC/CDC-42–independent PAK pathway functions in parallel to a classical GTPase/PAK pathway to control the guidance aspect of DTC migration. Among the C. elegans PAKs, only PAK-1 functions in the GIT/PIX/PAK pathway independently of RAC/CDC42 GTPases, while both PAK-1 and MAX-2 are redundantly utilized in the GTPase/PAK pathway. Both RAC/CDC42–dependent and –independent PAK pathways function with the integrin receptors, suggesting that signaling through integrins can control the morphology, movement, and guidance of DTC through discrete pathways. Collectively, our results define a new signaling capacity for the GIT/PIX/PAK module that is likely to be conserved in vertebrates and demonstrate that PAK family members, which are redundantly utilized as GTPase effectors, can act non-redundantly in pathways independent of these GTPases