Do we see what we should see? Describing non-covalent interactions in protein structures including precision

The power of X-ray crystal structure analysis as a technique is to `see where the atoms are'. The results are extensively used by a wide variety of research communities. However, this `seeing where the atoms are' can give a false sense of security unless the precision of the placement of the atoms has been taken into account. Indeed, the presentation of bond distances and angles to a false precision (i.e. to too many decimal places) is commonplace. This article has three themes. Firstly, a basis for a proper representation of protein crystal structure results is detailed and demonstrated with respect to analyses of Protein Data Bank entries. The basis for establishing the precision of placement of each atom in a protein crystal structure is non-trivial. Secondly, a knowledge base harnessing such a descriptor of precision is presented. It is applied here to the case of salt bridges, i.e. ion pairs, in protein structures; this is the most fundamental place to start with such structure-precision representations since salt bridges are one of the tenets of protein structure stability. Ion pairs also play a central role in protein oligomerization, molecular recognition of ligands and substrates, allosteric regulation, domain motion and alpha-helix capping. A new knowledge base, SBPS (Salt Bridges in Protein Structures), takes these structural precisions into account and is the first of its kind. The third theme of the article is to indicate natural extensions of the need for such a description of precision, such as those involving metalloproteins and the determination of the protonation states of ionizable amino acids. Overall, it is also noted that this work and these examples are also relevant to protein three-dimensional structure molecular graphics software.

Retrieval and Multi-scale Validation of Soil Moisture from Multi-temporal SAR Data in a Semi-Arid Tropical Region

The current study presents an algorithm to retrieve surface Soil Moisture (SM) from multi-temporal Synthetic Aperture Radar (SAR) data. The developed algorithm is based on the Cumulative Density Function (CDF) transformation of multi-temporal RADARSAT-2 backscatter coefficient (BC) to obtain relative SM values, and then converts relative SM values into absolute SM values using soil information. The algorithm is tested in a semi-arid tropical region in South India using 30 satellite images of RADARSAT-2, SMOS L2 SM products, and 1262 SM field measurements in 50 plots spanning over 4 years. The validation with the field data showed the ability of the developed algorithm to retrieve SM with RMSE ranging from 0.02 to 0.06 m(3)/m(3) for the majority of plots. Comparison with the SMOS SM showed a good temporal behaviour with RMSE of approximately 0.05 m(3)/m(3) and a correlation coefficient of approximately 0.9. The developed model is compared and found to be better than the change detection and delta index model. The approach does not require calibration of any parameter to obtain relative SM and hence can easily be extended to any region having time series of SAR data available.

DETERMINATION OF THE MASS OF IGR J17091-3624 FROM ``SPECTRO-TEMPORAL'' VARIATIONS DURING THE ONSET PHASE OF THE 2011 OUTBURST

The 2011 outburst of the black hole candidate IGR J17091-3624 followed the canonical track of state transitions along with the evolution of quasi-periodic oscillation (QPO) frequencies before it began exhibiting various variability classes similar to GRS 1915+105. We use this canonical evolution of spectral and temporal properties to determine the mass of IGR J17091-3624, using three different methods: photon index (Gamma)-QPO frequency (nu) correlation, QPO frequency (nu)-time (day) evolution, and broadband spectral modeling based on two-component advective flow (TCAF). We provide a combined mass estimate for the source using a naive Bayes based joint likelihood approach. This gives a probable mass range of 11.8 M-circle dot-13.7 M-circle dot. Considering each individual estimate and taking the lowermost and uppermost bounds among all three methods, we get a mass range of 8.7 M-circle dot-15.6 M-circle dot with 90% confidence. We discuss the possible implications of our findings in the context of two-component accretion flow.

Dynamics of history-dependent epidemics in temporal networks

The structural properties of temporal networks often influence the dynamical processes that occur on these networks, e.g., bursty interaction patterns have been shown to slow down epidemics. In this paper, we investigate the effect of link lifetimes on the spread of history-dependent epidemics. We formulate an analytically tractable activity-driven temporal network model that explicitly incorporates link lifetimes. For Markovian link lifetimes, we use mean-field analysis for computing the epidemic threshold, while the effect of non-Markovian link lifetimes is studied using simulations. Furthermore, we also study the effect of negative correlation between the number of links spawned by an individual and the lifetimes of those links. Such negative correlations may arise due to the finite cognitive capacity of the individuals. Our investigations reveal that heavy-tailed link lifetimes slow down the epidemic, while negative correlations can reduce epidemic prevalence. We believe that our results help shed light on the role of link lifetimes in modulating diffusion processes on temporal networks.

Spatio-temporal Map Formation Based on a Potential Function

We revisit the problem of temporal self organization using activity diffusion based on the neural gas (NGAS) algorithm. Using a potential function formulation motivated by a spatio-temporal metric, we derive an adaptation rule for dynamic vector quantization of data. Simulations results show that our algorithm learns the input distribution and time correlation much faster compared to the static neural gas method over the same data sequence under similar training conditions.

Bulk Randall-Sundrum models, electroweak precision tests, and the 125 GeV Higgs

We present up-to-date electroweak fits of various Randall-Sundrum (RS) models. We consider the bulk RS, deformed RS, and the custodial RS models. For the bulk RS case we find the lightest Kaluza-Klein (KK) mode of the gauge boson to be similar to 8 TeV, while for the custodial case it is similar to 3 TeV. The deformed model is the least fine-tuned of all which can give a good fit for KK masses < 2 TeV depending on the choice of the model parameters. We also comment on the fine-tuning in each case.

Hydrogen Bonds Computing Server (HBCS): an online web server to compute hydrogen-bond interactions and their precision

Hydrogen bonds in biological macromolecules play significant structural and functional roles. They are the key contributors to most of the interactions without which no living system exists. In view of this, a web-based computing server, the Hydrogen Bonds Computing Server (HBCS), has been developed to compute hydrogen-bond interactions and their standard deviations for any given macromolecular structure. The computing server is connected to a locally maintained Protein Data Bank (PDB) archive. Thus, the user can calculate the above parameters for any deposited structure, and options have also been provided for the user to upload a structure in PDB format from the client machine. In addition, the server has been interfaced with the molecular viewers Jmol and JSmol to visualize the hydrogen-bond interactions. The proposed server is freely available and accessible via the World Wide Web at http://bioserver1.physics.iisc.ernet.in/hbcs/.

Isotopes in cosmochemistry: recipe for a Solar System

Extreme isotopic variations among extraterrestrial materials provide great insights into the origin and evolution of the Solar System. In this tutorial review, we summarize how the measurement of isotope ratios can expand our knowledge of the processes that took place before and during the formation of our Solar System and its subsequent early evolution. The continuous improvement of mass spectrometers with high precision and increased spatial resolution, including secondary ion mass spectrometry (SIMS), thermal ionization mass spectrometry (TIMS) and multi collector-inductively coupled plasma-mass spectrometry (MC-ICP-MS), along with the ever growing amounts of available extraterrestrial samples have significantly increased the temporal and spatial constraints on the sequence of events that took place since and before the formation of the first Solar System condensates (i.e., Ca-Al-rich inclusions). Grains sampling distinct stellar environments with a wide range of isotopic compositions were admixed to, but possibly not fully homogenized in, the Sun's parent molecular cloud or the nascent Solar System. Before, during and after accretion of the nebula, as well as the formation and subsequent evolution of planetesimals and planets, chemical and physical fractionation processes irrevocably changed the chemical and isotopic compositions of all Solar System bodies. Since the formation of the first Solar System minerals and rocks 4.568 Gyr ago, short-and long-lived radioactive decay and cosmic ray interaction also contributed to the modification of the isotopic framework of the Solar System, and permit to trace the formation and evolution of directly accessible and inferred planetary and stellar isotopic reservoirs.

Evaluación temporal y espacial en el bosque de Pinus oocarpa Schiede y su impacto sobre la fijación de carbono en el municipio de Dipilto

El objetivo de este estudio fue a nalizar el cambio de uso de suelo durante un periodo de 18 años en las áreas de bosque de pino y su influencia en la fijación de bióxido de carbono en el Municipio de Dipilto, Nueva Segovia . Se seleccionaron 3 Fincas : San Martín, El Sarrete y Campofresco que presentaron estados de desarrollo: bosque maduro, bosque joven y bosque en regeneración. Se establecieron 9 parcelas temporales (con predominancia P. oocarpa ), utilizándose una parcela temporal para cada es tado d esarrollo. En cada estado de desarrollo se derribó un árbol tipo, se separó en tallo, ramas y follaje. La mayor par te de biomasa seca se encuentra en la finca San Martin con 99.12 Mg/ha estado en desarrollo maduro , estado en desarrollo joven con 77.70 Mg/ ha y estado en desarrollo regeneración 38.63 Mg/ha . El Factor de expansión de biomasa en San Martin 1.59 esta do en desarrollo regeneración, El Sarrete para el estado en desarrollo maduro 1 .40 y finca Campofresco 1.27 estado desarrollo joven . El total de ca rbono almacenado lo presentó San Martín para el estado en desarrollo maduro con 27.13 Mg/ha , joven 22.06 Mg/ha y estado en desarrollo regeneraci ón con 9.82 Mg/ha . El contenido de carbono en el suelo 826.89 Mg/ha regeneración, 503.96 Mg/ha Joven , 294.55 Mg/ ha maduro en San Martín de 0 a 20 cm de profundidad. En un 38.49 % de esa área se emitieron entre 0 - 15 Mg/ha . Emisiones de 26 - 30 Mg/ha se presentaron en un 17.8 1 % del área. Existe un 48.19 % del área total que fijo rangos de 26 - 30 Mg/ha y un 38. 49 % de las áreas fij aron entre 0 - 15 Mg /ha . Se encontró un balance neto positivo de 2925. 2 1 hectáreas, de las cuales 1981.25 hectáreas fijaron rangos de 26 - 30 Mg/ha, 606.06 hectáre as fijaron en un rango entre 0 - 15 Mg /ha y el rango 16 - 25 Mg/ha 337.89 hect áreas .

Numerical Investigation on Laser Transformation Hardening with Different Temporal Pulse Shapes

A 3-D numerical model for pulsed laser transformation hardening (LTH) is developed using the finite element method. In this model, laser spatial and temporal intensity distribution, temperature-dependent thermophysical properties of material, and multi-phase transformations are considered. The influence of laser temporal pulse shape on connectivity of hardened zone, maximum surface temperature of material and hardening depth is numerically investigated at different pulse energy levels. Results indicate that these hardening parameters are strongly dependent on the temporal pulse shape. For the rectangular temporal pulse shape, the temperature field obtained from this model is in excellent agreement with analytical solution, and the predicted hardening depth is favorably compared with experimental one. It should be pointed out that appropriate temporal pulse shape should be selected according to pulse energy level in order to achieve desirable hardening quality under certain laser spatial intensity distribution.

Biomasa y nutrientes de arboles de sombra temporal y permanente en sistemas agroforestales con Coffea arabiga L de cinco años en el Pacifico de Nicaragua

Chavarria, E; Hernández, J. 2,006. Biomasa y nutrientes de árboles de sombra temporal y permanente en sistemas agroforestales con Coffea arabiga L de 5 años en el pacífico de Nicaragua. La presente investigación se realizó en sistemas agroforestales con café (Coffea arábiga L.) en el Municipio de Masatepe, Nicaragua, determinando el aporte de biomasa y los contenidos de N, P, K, Ca y Mg. de la sombra temporal y permanente. Se evaluaron dos factores de estudio en un diseño de bloques completamente al azar con arreglo de parcelas subdivididas: A) Tipo de sombra: temporal estableciéndose de forma homogénea y mixtas, especies de leguminosas más no leguminosas para sombra de café como Cajanus cajan y Ricinus communis y en sombra permanente, especies de árboles leguminosas y/o maderables (Inga laurina, Simarouba glauca, Samanea saman, Tabebuia rosea) y una parcela de café a pleno sol, distribuidas en parcelas grandes; B) Los niveles de insumos: Convencional Intensivo (CI) y Convencional Extensivo (CE), Orgánico Intensivo (OI) y Orgánico Extensivo (OE); relativos a aportes de nutrientes, manejo de enfermedades, malezas e insectos dañinos. La biomasa de sombra temporal se cuantificó en 2,002 por podas y 2,003 por eliminación de la misma. También se cuantificó la biomasa en la sombra permanente por podas en 2,004 y de raleo 2,005. La biomasa total por especie y tratamientos en sombra temporal y permanente, se obtuvieron a partir de los componentes hojas, tallos menores a 2 cm, tallos mayores de 2 cm de diámetro y tronco. Se tomó una muestra de biomasa fresca por tratamiento, se secó al horno a temperaturas de 65 ºC, para obtener el contenido de materia seca. A este mismo material, se procedió a la determinación de las concentraciones de los elementos minerales anteriormente mencionados. Los resultados obtenidos mostraron que la especie de sombra temporal no leguminosa Higuera (Ricinus communis) presentó el mayor aporte de materia seca con 4,356 kg ha-1 en dos años (2,002 + 2,003), representando también los mayores contenidos de N, P, K, Ca y Mg con 82, 28, 165, 68 y 57 kg ha-1 respectivamente. Respecto a las especies de sombra permanente, sometidas al manejo de poda el nivel de sombra Il+Sg produce los mayores aportes de MS con 5,695.66 kg ha-1 a-1 de los cuales el 39 % se recicla en el sistema, este mismo tipo de sombra aporta al sistema los mayores contenidos de N, P, K, Ca y Mg con 64, 55, 55, 66 y 36 % respectivamente. En el manejo de raleo el tipo de sombra que produjo mayor cantidad de MS es Sg+Tr con 9,096.89 kg ha-1 a-1 aportando al sistema el 45 %, este mismo tipo de sombra aporta al sistema las mayores cantidades de N, P, K, Ca y Mg con 67, 54, 70, 80 y 44 % respectivamente. Los porcentaje restante de materia seca y nutrientes tanto en poda y raleo correspondiente a tallos mayores de 2 cm de diámetro, es extraído del sistema como leña y postes respectivamente.

Producción de microtubérculos de papa (Solanum tuberosum L.), cultivar Servane en biorreactores económicos de inmersion temporal

La presente investigación se realizó en el laboratorio de cultivo de tejidos de la Universidad Nacional Agraria de marzo a septiembre de 2015 . Se evaluaron las fases de multiplicación y formación de microtubérculos de papa cultivar Servane en Biorreactores Ec onómicos de Inmersión Temporal (BEIT). En cada fase de estudio se evaluaron 70 plantas inoculadas en cinco variantes de medios de cultivo. Se utilizó un diseño de bloques completos al a zar (BCA) con arreglo unifactorial, y tres réplicas conformada por 3 BEIT, para determinar las diferencias estadísticas entre las medias de los tratamientos se realizó la prueba de medias de diferencia mínima significativa (LSD) ( α= 0.05) . En el medio de cultivo con 0.10 mg l - 1 de GA3 y 1.00 mg l - 1 de BAP la longitud de planta, núme ro de entrenudos, número de hojas y número de brotes axilares registraron diferencias estadísticas significativas. E l medio con 80 g l - 1 de sacarosa indujo el mayor promedio de microtubér culos por planta (1.30). En el medio con 90 g l - 1 de sacarosa se obtu vo los mejores promedios diámetro y longitud de los microtubérculos con promedios respectivos de 0.57 y 0.83 cm. En los medios con concentraciones de sacarosa de 80, 90, 100 y 110 g l - 1 se obtuvo un mayor el porcentaje de m icrotubérculos con peso fre sco me nores de 0.4 g con promedios respectivos de 68, 70, 70 y 68%. Mientras que el peso fresco de 0. 4 a 0. 6 g se presentó el mayor porcentaje (43%) cuando se adicionó 1 20 g l - 1 de sacarosa. En todas las variantes de medios de cultivo la formación de microtubérc ulos con peso fresco mayor es a los 0.6 g fue mínima

Micropropagación tradicional y en biorreactores económicos de inmersión temporal del cultivar de plátano (Musa spp.) CEMSA 3/4

El estudio se realizó en el laboratorio de cultivo de tejidos de la Universidad Nacional Agraria de marzo 2014 - j unio de 2015 . Se evaluó el efecto del AIA y del BAP en el establecimient o d el plátano cv CEMSA ¾ , l a respuesta de los tejidos a los medios de cultivo de consistencia semi - sólida en tres subcultivos sucesivos en la multiplicación y la producción de brotes axilares por efecto de la siembra de 30, 35, 40, 45 y 50 tejidos por BEIT . S e evaluó el efecto del AIA y de los BEIT en la inducción de raíces . Los datos de establecimiento se analizaron en tablas porcentuales, en las fases de multiplicación y enraizamiento el diseño bloques completos al azar y se determinaron los mejores trata mientos mediante el comportamiento estadístico de las medias mediante el análisis de Duncan y Waller. Los ápices respondieron favorablemente cuando se adicionaron concentraciones entre 0.50 y 1 mg l - 1 de AIA o el suministro de 1 mg l - 1 de BAP, la producció n de fenoles se relacionó con el genotipo . Las ma y ores medias de brot ación axilar en el terce r subcultivo cuando se agregó 3 mg l - 1 de BAP con o sin adición de AIA . Con densidades de siembra de 30, 40, 45 y 50 yemas axilares por BEIT no se registraron dife rencias significativas en el número de brotes axilares. La longitud del pseudotallo, el número de hojas y el número de raíces respondieron favorablemente a las sales de MS enriquecidas con concentraciones de 0.25, 0.50 ó 0.75 mg l - 1 de AIA