Entropic Barriers, Frustration and Order: Basic Ingredients in Protein Folding

We solve a model that takes into account entropic barriers, frustration, and the organization of a protein-like molecule. For a chain of size $M$, there is an effective folding transition to an ordered structure. Without frustration, this state is reached in a time that scales as $M^{\lambda}$, with $\lambda\simeq 3$. This scaling is limited by the amount of frustration which leads to the dynamical selectivity of proteins: foldable proteins are limited to $\sim 300$ monomers; and they are stable in {\it one} range of temperatures, independent of size and structure. These predictions explain generic properties of {\it in vivo} proteins.Comment: 4 pages, 4 Figures appended as postscript fil

A possible mechanism for cold denaturation of proteins at high pressure

We study cold denaturation of proteins at high pressures. Using multicanonical Monte Carlo simulations of a model protein in a water bath, we investigate the effect of water density fluctuations on protein stability. We find that above the pressure where water freezes to the dense ice phase ($\approx2$ kbar), the mechanism for cold denaturation with decreasing temperature is the loss of local low-density water structure. We find our results in agreement with data of bovine pancreatic ribonuclease A.Comment: 4 pages for double column and single space. 3 figures Added references Changed conten

О ПРИБЛИЖЕНИИ ПОТОКА СОБЫТИЙ К ПУАССОНОВСКОМУ

When modeling an extensive class of technical systems, the mathematical apparatus of queuing systems (QMS) is widely used. An example of such a system is the computer network, where computer applications are generated and executed. Applications are generated usually not regularly, but by accident, forming the so-called random order of applications (requirements). Service requests, it also continues some random time. One of the central issues in the organization of mass-service systems is the elucidation of the regularities that subordinate the moments when system requirements for service are submitted.The article explores the flow of events in technical systems of various purposes. On the basis of the fact that under the Poisson character of the flow mathematical modeling of the systems is greatly simplified, the problem of obtaining a simple criterion for determining the degree of approximation of the flow of events to a Poisson one is posed. Pearson’s criterion, regression, correlation and parametric criteria were investigated. A criterion based on the calculation of the waiting function was obtained again. On the example of the study of the system with "competitions"it is shown that the flow of events generated by the system tends to Poisson with an infinite increase in the number of "competing"subjects. При моделировании обширного класса технических систем широко применяется математический аппарат систем массового обслуживания (СМО). Примером такой системы является вычислительная сеть, где генерируются и выполняются заявки на выполнение вычислительных работ. Заявки генерируются обычно не регулярно, а случайно, образуя так называемый случайный поток заявок (требований). Обслуживание заявок, также продолжается какое-то случайное время. Одним из центральных вопросов организации систем массового обслуживания является выяснение закономерностей, которым подчиняются моменты поступления в систему требований на обслуживание.В статье исследуются потоки событий в технических системах различного назначения. На основании того факта, что при пуассоновском характере потока математическое моделирование систем существенно упрощается, поставлена задача получения простого критерия для определения степени приближения потока событий к пуассоновскому. Исследованы критерий Пирсона, регрессионный, корреляционный и параметрический критерии. Вновь получен критерий, основанный на расчете функции ожидания. На примере исследования системы с «соревнованиями» показано, что поток событий генерируемых системой, стремится к пуассоновскому при бесконечном увеличении количества «соревнующихся» субъектов

Radiological assessment of the Belarusian nuclear power plant site in the pre-operational period

Field studies on the pre-operational period of a Belarusian NPP have allowed us to determine the “background” level of gamma-emitting radionuclides in individual components of the environment. The results of measuring the dose rate at the NPP construction site are from 0.048 to 0.089 μSv/h. External radiation in the surveyed area is at 96% due to 40K, 226Ra and 232Th. The radionuclides in the surface soil layer are: 40K - from 530 to 700 Bq/kg; 226Ra - from 30 to 55 Bq/kg; and 232Th - from 17 to 35 Bq/kg; 137Cs from 2 to 13 Bq/kg. The dose rate in the floodplain of the Viliya River from 0.033 to 0.082 μSv/h. The activity concentrations of the radionuclides in the surface soil layer of the floodplain of the Viliya River are: 40K - from 390 to 690 Bq/kg; 226Ra - from 33 to 50 Bq/kg; 232Th - from 15 to 50 Bq/kg; 137Cs - from 3 to 12 Bq/kg. The activity concentration of carbon-14 and tritium in the dominant vegetation species were determined to be: from 74.4 to 111.5 pMC and less than lower range limit, respectively. © 2020 RAD Conference Proceedings

Первый опыт использования на Урале двухэтапной методики резекции печени (Split in situ) при обширном метастатическом поражении

The first experience of using the technique of two-stage resection of the liver (split in situ) in patients with extensive metastasis has been presented. This technique allows the surgeon to perform operation in cases with extensive metastasis reducing the incidence of postoperative hepatic failure, which is one of the main limited factors when choosing the extent of the liver resection.Представлен первый опыт использования на Урале методики двухэтапной резекции печени split in situ при лечении пациен- тов с обширным ее поражением. Данная методика позволяет проводить хирургическую процедуру при обширном опухолевом распространении, снижая риск развития послеоперационной печеночной недостаточности, которая является одним из основных лимитирующих факторов при выборе объема резекции печени

Современные подходы к лечению распространенных форм рака яичников с применением гипертермической химиоперфузии под контролем ПЭТ-КТ. Собственный опыт

Background. Ovarian malignancies constitute the 8th most common cancer in women with regard to morbidity and the 6th most common with regard to mortality. Survival of patients with ovarian cancer depends on the type of surgery and the size of the residual tumour. An «aggressive» surgical approach is currently adopted in the treatment of ovarian malignancies, which is aimed at removing all visible tumour lesions and subsequent regional chemotherapy. However, outcomes of treatment remain unsatisfactory, which indicates a need for a search for new, alternative treatment methods. Intraperitoneal hyperthermic chemoperfusion is one of such methods being introduced into clinical practice.Purpose. To evaluate the effectiveness of hyperthermic chemoperfusion in complex therapy regimens for patients with advanced ovarian cancer after optimal interval surgery.Materials and methods. A retrospective, single-centre, non-randomized study was conducted at the State Budgetary Institution of Health Care Chelyabinsk Regional Clinical Centre of Oncology and Nuclear Medicine from January 2014 to February 2019. The study material included data from an observation of 61 patients diagnosed with ovarian cancer stage IIIA-C. Tumours were staged according to the FIGO / TNM classification (2009). Prior to initiation of therapy, all patients underwent an examination that included PET / CT and BRCA mutation testing. At the first stage, all subjects received 3 cycles of neoadjuvant combination chemotherapy (NACCT) according to the following regimen: paclitaxel 175 mg/m2 and carboplatin AUC 5-6 every 3 weeks.At the second stage, all patients had cytoreductive surgery and then were divided into 3 groups. Study enrollment was sequential: Group 1 consisted of 15 subjects (24.6%) who were treated with hyperthermic intraperitoneal chemoperfusion (HIPEC) with paclitaxel 100 mg/m2, Group 2 included 20 patients (32.8%) receiving HIPEC with cisplatin 100 mg/m2, and Group 3 was composed of 26 control patients (42.6 %) who had no HIPEC. Progression-free survival, i. e., the time from the date of diagnosis to disease progression as established using objective methods, was used as the study endpoint.Study results. Treatment outcomes after first-line chemotherapy with interval surgery were analyzed. According to the RESIST 1.1 1 criteria, in Group 1 16 patients (45.7 %) had complete response, 12 subjects (34.2 %) had partial response, 4 patients (11.4%) had disease stabilization, while disease progression was observed in 3 cases (8.5%). In Group 2, complete response, partial response, disease stabilization, and progression were observed in 13 (50%), 7 (26.9%), 3 (11.5%), and 3 (11.5%) cases, respectively.Актуальность. Злокачественные опухоли яичников занимают 8 место в структуре заболеваемости и 6 место по смертности среди онкологических заболеваний у женщин. Выживаемость больных раком яичников зависит от объема хирургического вмешательства и величины остаточной опухоли. В настоящее время при лечении злокачественных опухолей яичников принята «агрессивная» хирургическая тактика, направленная на удаление всех макроскопически определяемых опухолевых очагов с последующей региональной химиотерапией. Однако результаты лечения остаются неудовлетворительными, что диктует необходимость поиска новых, альтернативных методов лечения. Одним из таких методов является внедрение в клиническую практику внутрибрюшной гипертермической химиотерапии.Цель исследования. Оценить эффективность гипертермической химиоперфузии в комплексном лечении больных распространенными формами рака яичников после интервальных оптимальных хирургических вмешательств.Материалы и методы. За период с января 2014 по февраль 2019 гг. проведено ретроспективное одноцентровое нерандомизированное исследование на базе ГБУЗ «Челябинский областной клинический центр онкологии и ядерной медицины». Материалом для исследования послужили результаты лечения и наблюдения 61 пациентки с местнораспространённым раком яичников ША-С стадии. Распространенность опухолевого процесса оценивалась согласно классификации FIGO и TNM (2009 г.). Перед началом лечения всем пациенткам проводилось обследование, включающее ПЭТ-КТ, определение BRCA мутации. На первом этапе всем больным проведено 3 цикла неоадьювант-ной химиотерапии (НАПХТ) по схеме: паклитаксел 175 мг/м2, карбоплатин AUC 5- 6 каждые 3 недели. На втором этапе была выполнена циторедуктивная операция, после чего все пациентки были разделены на 3 группы. Это был последовательный набор больных; в первую группу вошло 15 (24,6%) пациенток, которым проведена гипертермическая химиоперфузия (HIPEC) с препаратом паклитаксел 100 мг/ м2, во вторую — 20 (32,8%) больных с HIPEC препаратом цисплатин 100 мг/м2, тогда как еще 26 пациенток (42,6 %) оказались в группе контроля без проведения HIPEC. За конечную точку было взята выживаемость без прогрессирования как время от даты постановки диагноза до установления прогрессирования заболевания по данным объективных методов обследования.Результаты исследования. Проанализированы результаты лечения после химиотерапии 1 линии с интервальным хирургическим лечением. Согласно критериям RESIST 1.1, в первой группе зарегистрирован полный ответ у 16 больных (45,7 % случаев), частичный ответ у 12 (34,2 %), стабилизация заболевания у 4 (11,4%), прогрессирование у 3 пациенток (8,5% случаев). Во второй группе полный ответ зафиксирован у 13 больных (50% случаев), частичный ответ — у 7 (26,9 %), стабилизация — у 3 (11,5 %) и прогрессирование также в 11,5 % случаев.Заключение. В настоящее время основным прогностическим фактором, влияющим на продолжительность жизни больных распространенными формами рака яичников, является выполнение полных циторедуктивных операций. Однако HIPEC с препаратом цисплатин, как дополнительная опция к «агрессивному» хирургическому лечению, позволяет обеспечить тенденцию к увеличению медианы продолжительности жизни больных

Energetic Components of Cooperative Protein Folding

A new lattice protein model with a four-helix bundle ground state is analyzed by a parameter-space Monte Carlo histogram technique to evaluate the effects of an extensive variety of model potentials on folding thermodynamics. Cooperative helical formation and contact energies based on a 5-letter alphabet are found to be insufficient to satisfy calorimetric and other experimental criteria for two-state folding. Such proteinlike behaviors are predicted, however, by models with polypeptide-like local conformational restrictions and environment-dependent hydrogen bonding-like interactions.Comment: 11 pages, 4 postscripts figures, Phys. Rev. Lett. (in press

Laser osteoperforation for the treatment of acute osteomyelitis. 10 years experience

Results of the treatment of acute osteomyelitis in 237 patients in the two groups were studied. In the main (144 children) used the method of laser osteoperforation by diode laser with a wavelength of 0.8; 1.641.9 microns. In the comparison group (93 children) were carried out mechanical osteperfora-tion an electric drill. Laser osteoperforation performed percutaneously with perforations both medul-lary canal walls. The affected metaepiphysis and the adjacent part of the diaphysis was formed from 8 to 20 through-holes. When extramedullary phase in addition of small incisions lanced and drained purulent streaks. The proposed method reduced the incidence of complications in children with CSOs from 16.1% to 7.0%. Sustained remission after surgery with the use of laser technology was observed in 96.3% of children, and after conventional surgery in 91.4%. Going into the chronic stage of the disease in the study group of children was observed in 2 times less than after traditional operations. The advantages of the method of laser osteoperforation are fewer complications, faster recovery peri-od, good tolerance and good functional and long-term the results.Изучены результаты лечения острого гематогенного остеомиелита (ОГО) 237 больных в двух группах. В основной (144 ребенка) использовали метод лазерной остеоперфорации диодными лазерами с длинной волны 0,8; 1,64;1,9 мкм. В группе сравнения (93 ребенка) проводили механическую остеперфорацию сверлом электродрели. Лазерная остеоперфорация выполнялась чрескожно с перфорацией обеих стенок костномозгового канала. В пораженном метаэпифизе и прилегающей к нему части диафиза формировалось от 8 до 20 сквозных отверстий. При экстрамедулярной фазе дополнительно из небольших разрезов вскрывались и дренировались гнойные затеки. Предлагаемый метод позволил сократить частоту осложнений у детей с ОГО с 16,1 % до 7,0 %. Стойкая ремиссия после операций с использованием лазерных технологий отмечена у 96,3 % детей, а после традиционных операций у 91,4 %. Переход в хроническую стадию заболевания в основной группе детей отмечался в 2 раза реже, чем после традиционных операций. Преимуществами метода лазерных остеоперфораций являются меньшее количество осложнений, быстрый период выздоровления, хорошая переносимость и хорошие функциональные и отдаленные результаты

Evaluation of the efficiency of perioperative chemotherapy in the complex treatment of gastric cancer

The aim of the study is to study the effectiveness of perioperative chemotherapy in the treatment of gastric cancer and its direct effect on the results of surgical treatmentЦелью исследования является изучение эффективности периоперационной химиотерапии при раке желудка и ее непосредственного влияния на результаты хирургического лечени

Risk Factors of Portal Vein Thrombosis in Patients with Different Child-Pugh Classes Liver Cirrhosis

Aim: to evaluate the frequency of portal vein thrombosis (PVT) and build predictive models of the development of PVT for patients with liver cirrhosis (LC) of A and B/C classes by Child-Pugh.Materials and methods. Research design is a case-control. The Case group included 130 patients with newly diagnosed PVT not caused by invasive hepatocellular carcinoma (HCC); 29 patients were assigned to class A, 101 patients were assigned to class B/C. From the database of cirrhotic patients without PVT 60 Controls for class A and 205 for B/C were selected using sratified randomization by sex, age and etiology of cirrhosis. The Mann-Whitney U-test and Pearson's chi-squared test were used to compare the groups. Odds ratios (OR) and 95 % confidence intervals (95 % CI) were calculated. Logistic regression models are constructed with the separation of the sample into training and test (0.7; 0.3). The operational characteristics of the models were calculated on the test sample; ROC analysis was carried out, the area under the ROC curve (AUC) was calculated.Results. The overall frequency of PVT was 4.1 % (95 % CI 2.7-5.8 %) in class A and 10.4 % (95 % CI 8.5-12.5 %) class B/C. Patients with class A and B/C PVT differed from the corresponding controls by more severe portal hypertension: the frequency of bleeding / number of interventions on varices compared with the control were 41/45 % vs. 7/8 % (p < 0.001) for class A and 25.7/30.7 % vs. 16.1/16.1 % (p < 0.05) for class B/C, ascites frequency was 24 % vs. 8 % (p < 0.05) for class A and 89.1 % vs. 68.3 % (p < 0.001) for class B/C. The cutoff by the portal vein diameter was the same for both classes — 13.4 mm; the spleen length was similar and amounted 17.5 mm for class A, 17.1 mm for class B/C. Patients with PVT differed from the corresponding controls by neutrophil-to-lymphocyte ratio: class A 2.33 (1.82; 3.61) vs. 1.76 (1.37; 2.20), p < 0.01, class B/C 2.49 (1.93; 3.34) vs. 2.15 (1.49; 3.26), p < 0.05. Patients of class B/C had a higher incidence of newly diagnosed malignant tumors - 23.8% (primarily HCC that does not invade the portal vein), compared with control and cases of class A - 6.3 % and 3 % (p < 0.05), respectively. The best model for class A included variceal bleeding, ascites, portal vein diameter, absolute number of neutrophils, for class B — ascites, spleen length, portal vein diameter, malignant tumors / local factors; sensitivity, specificity, accuracy and AUC were 79.3 %, 90 %, 86.5 %, 0.897 and 73.3 %, 68.3 %, 69.9 %, 0.789, respectively.Conclusion. Independently of the Child-Pugh class of LC, the main risk factor for PVT is severe portal hypertension