PocketAlign A Novel Algorithm for Aligning Binding Sites in Protein Structures

A fundamental task in bioinformatics involves a transfer of knowledge from one protein molecule onto another by way of recognizing similarities. Such similarities are obtained at different levels, that of sequence, whole fold, or important substructures. Comparison of binding sites is important to understand functional similarities among the proteins and also to understand drug cross-reactivities. Current methods in literature have their own merits and demerits, warranting exploration of newer concepts and algorithms, especially for large-scale comparisons and for obtaining accurate residue-wise mappings. Here, we report the development of a new algorithm, PocketAlign, for obtaining structural superpositions of binding sites. The software is available as a web-service at http://proline.physicslisc.emetin/pocketalign/. The algorithm encodes shape descriptors in the form of geometric perspectives, supplemented by chemical group classification. The shape descriptor considers several perspectives with each residue as the focus and captures relative distribution of residues around it in a given site. Residue-wise pairings are computed by comparing the set of perspectives of the first site with that of the second, followed by a greedy approach that incrementally combines residue pairings into a mapping. The mappings in different frames are then evaluated by different metrics encoding the extent of alignment of individual geometric perspectives. Different initial seed alignments are computed, each subsequently extended by detecting consequential atomic alignments in a three-dimensional grid, and the best 500 stored in a database. Alignments are then ranked, and the top scoring alignments reported, which are then streamed into Pymol for visualization and analyses. The method is validated for accuracy and sensitivity and benchmarked against existing methods. An advantage of PocketAlign, as compared to some of the existing tools available for binding site comparison in literature, is that it explores different schemes for identifying an alignment thus has a better potential to capture similarities in ligand recognition abilities. PocketAlign, by finding a detailed alignment of a pair of sites, provides insights as to why two sites are similar and which set of residues and atoms contribute to the similarity.

The effect of environmental coupling on tunneling of quasiparticles in Josephson junctions

We study quasiparticle tunneling in Josephson tunnel junctions embedded in an electromagnetic environment. We identify tunneling processes that transfer electrical charge and couple to the environment in a way similar to that of normal electrons, and processes that mix electrons and holes and are thus creating charge superpositions. The latter are sensitive to the phase difference between the superconductors and are thus limited by phase diffusion even at zero temperature. We show that the environmental coupling is suppressed in many environments, thus leading to lower quasiparticle decay rates and better superconductor qubit coherence than previously expected. Our approach is nonperturbative in the environmental coupling strength.

No limiar da mora: por uma aferição objetiva da utilidade da prestação

O adimplemento contratual é o caminho ideal para a extinção das obrigações. O ordenamento, assim, volta-se a privilegiá-lo, constituindo o direito do credor à resolução contratual uma saída excepcional, apenas admissível quando perdido, no caso concreto, seu interesse no cumprimento da prestação. O exercício da resolução deve submeter-se a um controle de merecimento de tutela, a partir dos parâmetros que o próprio Código Civil elegeu para a verificação do inadimplemento absoluto: tempo, lugar e forma da prestação. Esse controle, porém, não deve privilegiar qualquer desses critérios sobre os demais (afigurando-se, assim, o lugar e a forma parâmetros plenamente independentes do aspecto temporal), nem deve, por outro lado, limitar-se à previsão legislativa. Importará para a aferição do interesse do credor na prestação todo o histórico da relação contratual e da atividade negocial entre as partes, as legítimas expectativas geradas no curso dessa interação e os demais fatores que influenciem no equilíbrio do regulamento contratual, consubstanciado no sinalagma funcional. De posse de tais elementos, deve o julgador exercer um adequado juízo de merecimento de tutela sobre a pretensão resolutória, averiguando se não constitui exercício abusivo (contrário à função negocial) e se corresponde a um interesse merecedor de tutela.

Competências estratégicas de negociação em gestão comercial

Dissertação de Mestrado apresentada à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Ciências Empresariais

Resonant and Secular Orbital Interations

In stable solar systems, planets remain in nearly elliptical orbits around their stars. Over longer timescales, however, their orbital shapes and sizes change due to mutual gravitational perturbations. Orbits of satellites around a planet vary for the same reason. Because of their interactions, the orbits of planets and satellites today are different from what they were earlier. In order to determine their original orbits, which are critical constraints on formation theories, it is crucial to understand how orbits evolve over the age of the Solar System. Depending on their timescale, we classify orbital interactions as either short-term (orbital resonances) or long-term (secular evolution). My work involves examples of both interaction types. Resonant history of the small Neptunian satellites In satellite systems, tidal migration brings satellite orbits in and out of resonances. During a resonance passage, satellite orbits change dramatically in a very short period of time. We investigate the resonant history of the six small Neptunian moons. In this unique system, the exotic orbit of the large captured Triton (with a circular, retrograde, and highly tilted orbit) influences the resonances among the small satellites very strongly. We derive an analytical framework which can be applied to Neptune's satellites and to similar systems. Our numerical simulations explain the current orbital tilts of the small satellites as well as constrain key physical parameters of both Neptune and its moons. Secular orbital interactions during eccentricity damping Long-term periodic changes of orbital shape and orientation occur when two or more planets orbit the same star. The variations of orbital elements are superpositions of the same number of fundamental modes as the number of planets in the system. We investigate how this effect interacts with other perturbations imposed by external disturbances, such as the tides and relativistic effects. Through analytical studies of a system consisting of two planets, we find that an external perturbation exerted on one planet affects the other indirectly. We formulate a general theory for how both orbits evolve in response to an arbitrary externally-imposed slow change in eccentricity.

The C2H2-Ar van der Waals complex

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Quantitative analysis of proton imaging measurements of laser-induced plasmas

A method for obtaining quantitative information about electric field and charge distributions from proton imaging measurements of laser-induced plasmas is presented. A parameterised charge distribution is used as target plasma. The deflection of a proton beam by the electric field of such a plasma is simulated numerically as well as the resulting proton density, which will be obtained on a screen behind the plasma according to the proton imaging technique. The parameters of the specific charge distributions are delivered by a combination of linear regression and nonlinear fitting of the calculated proton density distribution to the measured optical density of a radiochromic film screen changed by proton exposure. It is shown that superpositions of spherical Gaussian charge distributions as target plasma are sufficient to simulate various structures in proton imaging measurements, which makes this method very flexible.

Electron recombination, photoionization, and scattering via many-electron compound resonances

Highly excited eigenstates of atoms and ions with open f shell are chaotic superpositions of thousands, or even millions, of Hartree-Fock determinant states. The interaction between dielectronic and multielectronic configurations leads to the broadening of dielectronic recombination resonances and relative enhancement of photon emission due to opening of thousands of radiative decay channels. The radiative yield is close to 100% for electron energy <1 eV and rapidly decreases for higher energies due to opening of many autoionization channels. The same mechanism predicts suppression of photoionization and relative enhancement of the Raman scattering. Results of our calculations of the recombination rate are in agreement with the experimental data for W20+ and Au25+.

Proposal for a Noninterferometric Test of Collapse Models in Optomechanical Systems

The test of modifications to quantum mechanics aimed at identifying the fundamental reasons behind the unobservability of quantum mechanical superpositions at the macroscale is a crucial goal of modern quantum mechanics. Within the context of collapse models, current proposals based on interferometric techniques for their falsification are far from the experimental state of the art. Here we discuss an alternative approach to the testing of quantum collapse models that, by bypassing the need for the preparation of quantum superposition states might help us addressing nonlinear stochastic mechanisms such as the one at the basis of the continuous spontaneous localization model. 

Macroscopicity in an optomechanical matter-wave interferometer

We analyse a proposal that we have recently put forward for an interface between matter-wave and optomechanical technologies from the perspective of macroscopic quantumness. In particular, by making use of a measure of macroscopicity in quantum superpositions that is particularly well suited for continuous variables systems, we demonstrate the existence of working points for our interface at which a quantum mechanical superposition of genuinely mesoscopic states is achieved. Our proposal thus holds the potential to affirm itself as a viable atom-to-mechanics transducer of quantum coherences.

Limitations of a measurement-assisted optomechanical route to quantum macroscopicity of superposition states

Optomechanics is currently believed to provide a promising route towards the achievement of genuine quantum effects at the large, massive-system scale. By using a recently proposed figure of merit that is well suited to address continuous-variable systems, in this paper we analyze the requirements needed for the state of a mechanical mode (embodied by an end-cavity cantilever or a membrane placed within an optical cavity) to be qualified as macroscopic. We show that, according to the phase space-based criterion that we have chosen for our quantitative analysis, the state achieved through strong single-photon radiation-pressure coupling to a quantized field of light and conditioned by measurements operated on the latter might be interpreted as macroscopically quantum. In general, though, genuine macroscopic quantum superpositions appear to be possible only under quite demanding experimental conditions

Educar (para) o pensar : desenvolvimento de competências reflexíveis em professores e alunos do 1º CEB : contributos da "Filosofia para Crianças"

O presente estudo inscreve-se na área científica da Formação de Professores, incidindo, particularmente, na compreensão do processo de desenvolvimento das competências reflexivas percebidas como factor de promoção do seu próprio desenvolvimento profissional e pessoal, do desenvolvimento da capacidade de pensar dos seus alunos, da revalorização dos processos curriculares de ensino-aprendizagem e de inovação dos contextos educacionais. Num contexto de complexidade, incerteza e mudança, importa repensar estratégias de formação de professores e de alunos para que possam constituir-se como fatores potenciadores do desenvolvimento da competência reflexiva. Estratégias que convocam, quer o professor, quer o aluno, para um tipo de questionamento de maior exigência reflexiva e consideradas potenciadoras do pensamento crítico, criativo e de cuidado com o outro, numa perspetiva educativa centrada no cuidar, que valoriza a dimensão humana, a atuação responsável, ética e solidária, em todos os planos da vida. Neste estudo propomo-nos retomar algumas das estratégias de formação já configuradas no movimento Filosofia para Crianças e que se constituíram como um programa de formação em contexto, no qual se procurou aprofundar e compreender as múltiplas dimensões e modos como interatuam os diferentes participantes da relação educativa em práticas curriculares reconfiguradas à luz dos pressupostos que sustentam este estudo. Do ponto de vista metodológico, a investigação inscreve-se num paradigma de natureza qualitativa e interpretativa, de matriz hermenêutica e ecológica, configurando uma abordagem de tipo complexo, e com características de estudo de caso, que considera indispensável a participação ativa do sujeito na construção do conhecimento próprio, bem como o carácter de imprevisibilidade e de recursividade das condições e subsistemas em que tal ocorre. No sentido de construir uma visão integrada do objeto em estudo, foram desenvolvidos procedimentos específicos (mixed-methods), nomeadamente análise documental, entrevista semiestruturada, observação participante e inquirição por questionário. O estudo, que decorreu na região centro do país, envolveu 5 professoras do 1.º Ciclo do Ensino Básico, 100 alunos do mesmo nível de ensino e os seus pais/encarregados de educação, inquiridos através de questionário e desenvolveu-se em duas fases. A primeira destinou-se à formação teórico-prática das professoras e, na segunda, foram desenvolvidas sessões práticas de Filosofia para Crianças com os alunos. Os portfolios reflexivos construídos pelos participantes e pela investigadora principal constituíram outra fonte da informação recolhida no estudo empírico. Os resultados do estudo situam-se a quatro níveis: no que respeita aos saberes básicos, ao perfil de competência dos professores, à sua formação e às estratégias e recursos considerados como potenciadores de um pensar de mais elevada qualidade. Quanto ao primeiro nível, o presente estudo releva o carácter estruturante e epistémico de aprender a pensar (bem), salientando que este se processa numa maior amplitude e profundidade dos conteúdos da própria reflexão, às quais subjaz uma visão ampla de cidadania planetária e socialmente comprometida, evidenciando uma ampliação do quadro referencial dos saberes básicos e considerados imprescindíveis para a educação dos cidadãos. A um segundo nível, salienta-se a exigência de um perfil de competência profissional que permita aos professores desenvolver nos seus alunos um pensar de qualidade e, simultaneamente, melhorar a sua própria competência reflexiva. Neste sentido, o estudo aponta para a continuidade das respostas que têm vindo a ser equacionadas por vários autores nacionais e internacionais que, ao abordarem a problemática da formação, do conhecimento profissional e do desenvolvimento identitário dos professores, têm acentuado a importância dos modelos crítico-reflexivos da formação e de uma supervisão ecológica, integradora, não standard e humanizada, no desenvolvimento das sociedades contemporâneas. Conforme os dados sugerem, admite-se que a formação integral dos cidadãos passa pela inclusão e interligação de diferentes áreas do conhecimento que, concertada e complementarmente, possam contribuir para o desenvolvimento da sensibilidade, do pensamento crítico e criativo, de uma cultura da responsabilidade e de uma atitude ética mais ativa e interventiva. Neste sentido, reafirma-se a importância de um trajeto formativo que promova a efetiva articulação entre teoria e a prática, o diálogo crítico-reflexivo entre saberes científicos e experiência, que focalize o profissional na sua praxis e saliente a sua conexão com o saber situado em contexto vivencial e didático- -pedagógico. Realça-se a pertinência de dinâmicas formativas que, a exemplo de “comunidades de investigação/aprendizagem”, na sua aceção de redes de formação que, na prossecução de projetos e propósitos comuns, incentivam a construção de itinerários próprios e de aprendizagens individuais, mobilizando processos investigativos pessoais e grupais. Evidencia-se a valorização de práticas promotoras da reflexão, do questionamento, da flexibilidade cognitiva como eixos estruturadores do pensamento e da ação profissional e como suporte do desenvolvimento profissional e pessoal, corroborando a importância dos processos transformadores decorrentes da experiência, da ação e da reflexão sobre ela. Finalmente, no que respeita às estratégias e recursos, os dados permitem corroborar a riqueza e o potencial do uso de portfolios reflexivos no desenvolvimento de competências linguísticas, comunicacionais, reflexivas e meta-reflexivas e o entendimento de que o processo de construção da identidade profissional ocorre e desenha-se numa dinâmica reflexiva- -prospetiva (re)confirmadora ou (re)configuradora de ideias, convicções, saberes e práticas, ou seja, identitária. De igual modo, a investigação releva a importância da construção de portfolios, por parte dos alunos, para o desenvolvimento da qualidade do seu pensamento, sublinhando-se o seu carácter inovador nesta área. Evidencia-se, ainda, a diversidade de estratégias que respeitem os interesses, necessidades e expectativas dos alunos e o seu contexto de vida, tal como o recurso a materiais diversificados que, atentos ao conteúdo da mensagem, possibilitem a autonomia do pensamento, o exercício efetivo da reflexão crítica e do questionamento, na sua articulação com as grandes questões que sempre despertaram a curiosidade humana e cuja atualidade permanece. Materiais e recursos que estabeleçam o diálogo entre razão e imaginação, entre saber e sensibilidade, que estimulem o envolvimento dos alunos na resolução de problemas e na procura conjunta de soluções e na construção de projetos individuais na malha dos projetos comuns. Reafirma-se, pois, a importância da humanização do saber, a educação pensada como vivência solidária de direitos e deveres. Uma perspetiva educacional humanista que assenta nas trajetórias de vida, na recuperação de experiências pessoais e singulares, que procura compreender a identidade como um processo em (re)elaboração permanente. O presente estudo integra-se na rede de cooperação científica Novos saberes básicos dos alunos no século XXI, novos desafios à formação de professores sendo que, e na linha das investigações produzidas neste âmbito, destaca que o alargamento das funções do professor do 1.º Ciclo do Ensino Básico, que colocando a tónica da ação pedagógica no como se aprende e para quê e na possibilidade de aprender e incorporar o imprevisível, incide no desenvolvimento de um conjunto de capacidades que vão para além das tradicionalmente associadas ao ensinar a ler, escrever e contar. Releva-se, pois, a pertinência da criação de ambientes educativos nos quais professores e alunos entreteçam, conjunta e coerentemente, conhecer, compreender, fazer, sentir, dizer, ver, ouvir e (con)viver em prol de uma reflexão que nos encaminhe no sentido de ser(mos) consciência.

Développement et expérimentation d'un cours en formation continue auprès de conseillers agricoles selon l'approche par problèmes

Cette étude fut entreprise afin de répondre à un problème réel rencontré par les enseignants des disciplines agronomiques, en formation continue. En effet, alors que le nouveau concept de fertilisation intégrée (PGFI) faisait l'objet d'une formation destinée à des conseillers agricoles, des difficultés d'ordre pédagogique (acquisition de nouvelles connaissances et compréhensions de la résolution de problèmes), d'assiduité et d'intérêt sont apparues. Il a alors semblé important de rechercher une méthode d'enseignement capable de répondre aux besoins des adultes professionnels qui doivent être à la fine pointe des connaissances dans leur domaine d'activité. Ainsi, après avoir cerné les différents éléments de la problématique et décrit le cadre conceptuel de la recherche, la méthode pédagogique appelée Approche Par Problèmes (APP) fit l'objet de l'expérimentation. Les sessions de formation se sont adressées à des conseillers agricoles et à des technologistes de trois niveaux de compétence en fertilisation intégrée, soit des experts, des intermédiaires et des novices. Trois types d'instruments de recueil de données, à savoir un questionnaire d'évaluation du cours, des tests de connaissances et des commentaires généraux des participants, ont permis l'évaluation qualitative et quantitative des résultats.--Résumé abrégé par UMI.

Environnements technologiques et développement de compétences en arts appliqués étude des représentations d'enseignantes et d'enseignants du collégial

La réforme de l'enseignement au collégial se traduit par l'implantation de nouveaux programmes développés par compétences et par l'intégration des TIC aux activités pédagogiques. Les programmes en arts appliqués comprennent des compétences en résolution de problèmes et en créativité. Cette recherche s'est intéressée aux représentations d'enseignantes et d'enseignants relatives au développement de ces compétences par les TIC. La recension des écrits a permis d'étudier différents concepts de compétence, de résolution de problèmes et de créativité et de colliger des résultats d'études faites sur les effets pédagogiques de l'utilisation des TIC. Le protocole des entrevues portait sur les différences entre nouveaux et anciens programmes, sur la résolution de problèmes et la créativité, sur les TIC, leur utilisation et leur incidence sur le développement de ces compétences. L'interprétation des données fut l'occasion d'exposer des réflexions au niveau pédagogique, au niveau de la conception des environnements technologiques et au niveau du profil enseignant.

Les effets du travail en équipe dans l'apprentissage par projets sur la motivation des étudiantes et des étudiants en formation des ingénieurs

Les représentants des secteurs industriels et les milieux professionnels en Amérique du Nord reprochaient aux universités de former des ingénieurs avec peu d'expérience pratique en résolution de problèmes et en conception. Quelques programmes de génie ont alors mis en place le travail en équipe dans l'apprentissage par projets. Beaucoup d'écrits font valoir les bénéfices de l'apprentissage par projets sur la motivation des étudiants. Or, ces bénéfices commencent à peine à faire l'objet de recherches visant à produire des données probantes à ce sujet.Les travaux sur la motivation en contexte d'apprentissage et les modèles théoriques développés sont issus d'environnements d'apprentissage marqués par l'enseignement magistral. Le modèle de la valeur attendue de la tâche (Eccles et Wigfield, 1995; Neuville, 2004) et le modèle du système-groupe (St-Arnaud, 2008) ont été retenus pour mesurer les effets du travail en équipe dans l'apprentissage par projets sur la motivation. La recherche visait aussi à approfondir et à nuancer la compréhension de la motivation des étudiants universitaires apprenant en contexte innovant.Les sujets constituent une cohorte (n=100) travaillant sur des projets d'intégration au cours des trois sessions initiales du programme de génie mécanique d'une université canadienne. L'analyse de régression multiple révèle que les construits de la motivation expliquent un tiers de la variance de l'engagement académique dans la réalisation du projet d'intégration.Les perceptions de l'"expectancy", de la valeur intrinsèque et utilitaire sont les déterminants principaux de l'engagement des étudiants. L'analyse de variance multivariée à mesures répétées indique que la motivation des étudiants pour le travail sur les projets d'intégration a augmenté au cours des trois sessions initiales du parcours de formation. Finalement, malgré l'absence d'interaction significative entre les variables de motivation et de l'équipe, les réponses des sujets indiquent une amélioration du travail en équipe au terme des trois sessions.