Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Przegląd ostatnich badań naukowych

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Przegląd ostatnich badań naukowych"— Zapis prezentacji:

1 Przegląd ostatnich badań naukowych
oraz prac na rzecz centrów doskonałości europejskiego „MAMBA” i krajowego „BioExploratorium” Bogdan Lesyng ICM and Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski (http://www.icm.edu.pl/~lesyng/)

2 Koordynowane przeze mnie gridowe programy
europejskie: - EUROGRID, - GRIP. Prace przygotowawcze w celu możliwie najbardziej efektywnego wykorzystania w ICM nowych platform obliczeniowych. Centra doskonałości. Przegląd głównego nurtu badań realizowanego W ICM („z lotu ptaka”). Edukacja.

3 Uwaga dotycząca pewnej wizji rozwoju u nas technologii gridowych
Obecnie mamy kilka środowisk gridowych, m.in..: świat środowiska gridowego GLOBUS (USA i inne kraje) - na tym środowisku bazuje m.in. projekt europejski EGEE świat środowiska gridowego UNICORE (głównie Europa)- na tym środowisku bazuje m.in. projekt europejski UNIGRIDS Słabość wielu projektów: brak ważnych z naukowego punktu widzenia aplikacji oraz trudność w tworzeniu własnego, zindywidualizowanego środowiska pracy („prawdziwy e-science”) Wolfram Research (Mathematica) proponuje pewne rozwiązanie tworząc środowisko Grid-Mathematica. Cel: „interoperability” Grid-Mathematica z innymi środowiskami gridowymi, w tym bazującymi i/lub wykorzystującymi GLOBUSa oraz UNICOREa. Realna możliwość włączenia się nas do tego potencjalnie strategicznego projektu.

4 Instalacja i optymalizacja kodu kwantowej dynamiki Cara-Parrinello
na klastrze Halo oraz Cray X1e – prace na rzecz KDM oraz własnego zespołu Ł.Walewski, M.Łopuszyński,...P.Bała,B.Lesyng

5

6 3D & electronic structure
Strategia badań w obszarach wieloskalowanego modelowania i bioinformatyki Sequences at the protein & nucleic acids levels 3D & electronic structure Function Dynamics, classical and/or quantum one in the real molecular environment 1 RPDFCLEPPY TGPCKARIIR YFYNAKAGLC QTFVYGGCRA KRNNFKSAED CMRTCGGA 58 Cell(s), structure(s) & functions Metabolic pathways & signalling Sub-cellular structures & processes

7 Konferencje i warsztaty 2004/05 w ramach europejskiego CD MAMBA
Osoba organizująca Konferencja (K) Workshop (W) Miejsce i data P.Zielenkiewicz Bioinformatics, Metabolic Pathways and Structural Biology (W) Warszawa maj 13-16, 2004 M.Niezgódka Computational Approaches to Prediction of Structure Formation Phenomena (W) wrzesień 6-10, 2004 Complex Processes: Modelling, Simulation and Optimisation (W) Będlewo listopad 4-7, 2004 P.Bała Advanced Course in Grid Technologies and Biomolecular/ Bioinformatics Applications (W) Kraków grudzień 12, 2004 A.Jerzmanowski Gene expression and silencing in plants – from model to crop (W) Radzików marzec 9-13, 2005 J.Leluk Proteins: Sequence-Structure-Function Relations; Theoretical and Experiment Approach (K) kwiecień 6-10, 2005 B.Lesyng The 4th International Conference on Inhibitors of Protein Kinases (K) czerwiec 25-29, 2005 Microscopic and Mesoscopic Modelling of Specific Molecular Recognition Processes (W) czerwiec 29, 2005

8 BioExploratorium - drugie w ICM oprócz MAMBy centrum doskonałości,
pozytywna decyzja KBN z 16/09/2004 W skład CD wchodzą zespoły badawcze kierowane przez: prof. dr hab. Bogdan Lesyng, ICM oraz Wydział Fizyki UW – kierownik dr hab. Jan Antosiewicz, Wydział Fizyki UW dr hab. Piotr Bała, Instytut Informatyki UMK oraz ICM UW prof. dr hab. Katarzyna Blinowska, Wydział Fizyki UW prof. dr hab. Andrzej Jerzmanowski, Wydział Biologii UW oraz IBB PAN doc. dr hab. Andrzej Kawczyński, IChF PAN dr hab. Jacek Leluk, ICM UW prof. dr hab. Piotr Stępnień, Wydział Biologii UW oraz IBB PAN prof. dr hab. Jerzy Tiuryn, Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki UW prof. dr hab. Piotr Zielenkiewicz, IBB PAN oraz Wydział Biologii UW Podjęte działania: złożenie w MNiI wniosku inwestycyjnego z wykorzystaniem funduszy strukturalnych, pt. „Budowa Laboratorium Projektowania Molekularnego oraz Zastosowań Genomiki i Proteomiki” zawierającego m.in. serwery obliczeniowo – bazodanowe oraz system wirtualnej rzeczywistości, na łączną kwotę PLN. Wniosek spełnił wymagania formalne i jest w trakcie oceny. r – złożenie oferty na wykonanie projektu badawczego-zamawianego: „Inhibitory kinaz białkowych jako potencjalne leki przeciwnowotworowe i przeciwwirusowe”, na łączną kwotę PLN.

9 New initiative BioExploratorium New research groups joined us:
2003 2004 2005 2006 BioExploratorium New research groups joined us: Prof. J.Tiuryn basic studies in bioinformatics, Prof. K. Blinowska - detection of signals, including weak signals, and processing them. Prof. A. Kawczynski - simulations of chemical kinetics and metabolic pathways. We have already got a grant (2 mln PLN) : virtual laboratory for molecular design, workstations, PCRs, specrofotometers. We have also submitted other applications.

10 Przykłady ważniejszych kierunków badań
1. Konstrukcja szybkich kwantowych generatorów energii potencjalnej dla układów (bio)molekularnych oraz rozwijanie metod klasycznej, kwantowej i kwantowo-klasycznej dynamiki molekularnej. W szczególności, konstrukcja i zastosowania symplektycznych algorytmów dynamiki molekularnej. - L.Walewski, P. Bala, M. Elstner, Th. Frauenheim, B. Lesyng, Fast QM/MM Method and Its Application to Molecular Systems, Chem. Phys. Lett, 397, 2004, P.Grochowski & B.Lesyng, Extended Hellmann-Feynman Forces, Canonical Representations, and Exponential Propagators in the Mixed Quantum-Classical Molecular Dynamics, J. Chem. Phys., 119, 2003, Stabilność symplektycznych algorytmów MD pozwala na realizację bardzo długich symulacji pozwalających nawet na zwijanie białek w skali mikrosekund ! - M.Khalili, A.Liwo, F.Rakowski, P.Grochowski & H.Scheraga, Molecular Dynamics with the UNRES Model of Polypeptide Chains. Lagrange Equations of Motion and Tests of Numerical Stabilityin the Microcanonical Mode, J. Phys. Chem., in press

11 Microscopic generators of the potential energy function
AVB – (quantum) AVB/GROMOS (quantum-classical) SCC-DFTB (quantum) SCC-DFTB/GROMOS - (quantum-classical) SCC-DFTB/CHARMM - (quantum -classical) .... Dynamics MD (classical) QD (quantum) QCMD (quantum-classical) Dynamika Cara-Parrinello Mesoscopic potential energy functions Poisson-Boltzmann (PB) Generalized Born (GB) ....

12 Symplektyczne algorytmy dynamiki molekularnej

13

14

15

16 2. Elektrostatyczne pola w mezoskopowych układach biomolekularnych i wynikające z nich właściwości fizykochemiczne M.Wojciechowski & B.Lesyng, Generalized Born model: Analysis, Refinement and Applications to Proteins, J. Phys. Chem. B, 108, 2004, Potencjalnie możliwość wykorzystania wyników badań również w nanoukładach 3. Udokładnianie eksperymentalnych struktur układów biomolekularnych z wykorzystaniem metod równania Poissona-Boltzmanna oraz analiza mechanizmów ich działania P.Setny & M.Geller, Refinement of X-ray data on dual co-substrate specificity of the CK2 kinase by free energy calculations based on molecular dynamics simulation, Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics 58 (2005) 511–517

17 J.A.McCammon i współpracownicy

18 Protonation equilibria in proteins

19 Ratio of the GB solvation enery to the Kirkwood solvation energy

20 5. Bioinformatyka. NeoLinneuszowskie modele w zastosto-
4. Mechanika i dynamika molekularna bardzo dużych układow biomolekularncyh m.in. rybosoów (kilkadziesiąt tysięcy atomów). Większość prac Joanny Trylskiej zrealizowana została na stażu u prof. J.A. McCammona na UCSD i kontynuowana jest w Warszawie. 5. Bioinformatyka. NeoLinneuszowskie modele w zastosto- sowaniu do klasyfikacji białek Przykład: A. Meglicz, J.Leluk, B.Lesyng, Protein Inhibitors of Kinases-Homology Analysis, Mechanisms of Differentiation and Correlated Mutations, Eur. J. Biochem, 271, 30, 2004 (XXIX FEBS Congress) oraz wykład dr hab. Jacka Leluka na IPK2005.

21

22 Multiple alignment of the cAMP inhibitor family

23 Multiple alignment of the Cip inhibitor family

24 Multiple alignment of the Ink4 inhibitor family

25 Multiple alignment of the KCIP-1 inhibitor family (part 1/3)

26 Multiple alignment of the HIT family

27 Phylograms Phylograms Cip inhibitor family KCIP inhibitor family

28 Ink4 inhibitor family cAMP inhibitor family

29 HIT inhibitor family

30 cAMP (PKA) inhibitor family (PKI5-24)
Tertiary structures and correlated mutations within the inhibitor families cAMP (PKA) inhibitor family (PKI5-24) KCIP inhibitor family Ink4 inhibitor family HIT family Cip inhibitor family

31 Recent invited talks B.Lesyng, CM3/SCC-DFTB Charges, Generalized Born and Hydrophobic Models in Description of Hydration Free Energies, Conference on "Protein Structure Prediction and Protein Folding: Past, Present, and Perspectives”, Gdansk, Poland, 1-2 Sept., 2004 B.Lesyng, Coupling of SCC-DFTB, Generalized Born and Hydrophobic Models in Description of Hydration Free Energies, Algoritms for Macromolecular Modeling, University of Leicester, England, Aug.18-21, 2004. B.Lesyng, Selected Microscopic and Mesoscopic Modelling Tools and Models - an Overview, Conference on "Modelling and Design of Molecular Materials", Wroclaw, Poland, Sept.16-20, 2004. B.Lesyng, From Crystallography of Biomolecules to More Detailed Understanding of their Structure and Function, Symposium on "Crystallography of Biomolecules" to celebrate prof. Alexander Wlodawer as Doctor Honoris Causa, Lodz, Poland, Oct.4, 2004 B.Lesyng, Modelling and Understanding Complex Biomolecular Systems and Processes: Applications in Nanosciences, Biotechnology and Biomedicine, Conference on "Converging Sciences", Dec.16-17, Trento, Italy, 2004 6. B.Lesyng, Overview of Selected Microscopic and Mesoscopic Biomolecular Modeling Models and Theories or From Physics and Bioinformaticsto Molecular Biology and Biotechnology, XXXII Winter School of Faculty of Biotechnology, Jagiellonian University, Zakopane, Poland, March, 3-7, 2005 7. B.Lesyng, (in Polish) Jak lepiej zrozumieć strukturę i funkcje złożonych układów biomolekularnych ? Bioinformatics Workshop, SGGW, Warsaw, June 3, 2005


Pobierz ppt "Przegląd ostatnich badań naukowych"

Podobne prezentacje


Reklamy Google