Attracting cavities for docking. Replacing the rough energy landscape of the protein by a smooth attracting landscape.

Molecular docking is a computational approach for predicting the most probable position of ligands in the binding sites of macromolecules and constitutes the cornerstone of structure-based computer-aided drug design. Here, we present a new algorithm called Attracting Cavities that allows molecular docking to be performed by simple energy minimizations only. The approach consists in transiently replacing the rough potential energy hypersurface of the protein by a smooth attracting potential driving the ligands into protein cavities. The actual protein energy landscape is reintroduced in a second step to refine the ligand position. The scoring function of Attracting Cavities is based on the CHARMM force field and the FACTS solvation model. The approach was tested on the 85 experimental ligand-protein structures included in the Astex diverse set and achieved a success rate of 80% in reproducing the experimental binding mode starting from a completely randomized ligand conformer. The algorithm thus compares favorably with current state-of-the-art docking programs. © 2015 The Authors. Journal of Computational Chemistry Published by Wiley Periodicals, Inc.

Comparing assays for the measurement of AhR ligand activity

In this thesis (TFG) the results of the comparison of three assays for the measurement of AhR ligand activity are exposed. This study was part of a collaborative project aiming at the characterization of the AhR signaling activities of known naturally occurring compounds to explore the potential of using non-toxic compounds to treat inflammatory diseases via oral administration. The first goal of this project was to find an assay able to measure AhR-activity, so the comparison of different assays has been done in order to find the most convenient one according to the efficiency, sensitivity and precision. Moreover, other elements with operational nature such as price, toxicity of components or ease of use has been considered. From the use of compounds known from the literature to be AhR ligands, three assays have been tested: (1) P450-GloTM CYP1A2 Induction/Inhibition assay, (2) quantitative Polymerase Chain Reaction (qPCR) and (3) DR. CALUX® Bioassay. Moreover, a different experiment using the last assay was performed for the study in vivo of the transport of the compounds tested. The results of the TFG suggested the DR. CALUX® Bioassay as the most promising assay to be used for the screening of samples as AhR-ligands because it is quicker, easier to handle and less expensive than qPCR and more reproducible than the CYP1A2 Induction/Inhibition assay. Moreover, the use of this assay allowed having a first idea of which compounds are uptaken by the epithelial barrier and in with direction the transport happens.

The role of raptor in cell death

Selon les statistiques, les maladies cancéreuses sont en augmentation dans les pays en développement ainsi que dans les pays industrialisés. Ceci peut s'expliquer largement par les habitudes alimentaires, le tabagisme, les infections, le manque d'activité physique, la pollution et le stress, entre autres. Ainsi, l'Organisation Mondiale de la Santé (OMS) prévoit une augmentation de la fréquence des cancers avec 15 millions de nouveaux cas par an en 2020. La transformation d'une cellule normale en une cellule cancéreuse se déroule en plusieurs étapes avec, au niveau moléculaire, différentes mutations ciblant des protéines régulant la croissance cellulaire. Un des exemples de protéines qui participent au contrôle des voies cellulaires impliquées lors de la prolifération des cellules sont les complexes de protéines mTORCl et mTORC2 (« mammalian target of rapamycin complex 1 and 2 »). Ces complexes mTORCl et mTORC2 activent des processus anaboliques (la synthèse de protéines et de lipides, le métabolisme énergétique, entre autres) et inhibent en même temps des voies de catabolismes cellulaires (autophagie et synthèse de lysosomes). Ils sont souvent mutés dans de nombreux cas de cancers, c'est pourquoi ils sont la cible de nombreux traitements anti-cancéreux. Pour ces raisons, nous nous sommes intéressés aux mécanismes d'actions moléculaires des drogues qui ciblent les complexes mTORCl et mTORC2. Nous avons ainsi découvert qu'une molécule présente uniquement dans le complexe mTORCl, raptor, était clivée en un fragment plus petit lors du traitement de cellules cancéreuses avec des drogues. Des molécules activées durant la mort cellulaire programmée par apoptose, les caspases, se sont révélées responsables du clivage de raptor. Nous avons ensuite décrit de façon précise les sites de clivage de raptor par les caspases durant la mort cellulaire. Il s'est avéré que le clivage de raptor affaiblissait son interaction avec mTOR au sein du complexe mTORCl, ce qui participe à l'inactivation de mTORCl lors de traitements avec des molécules anti-cancéreuses. Ces résultats nous ont permis de mieux comprendre les mécanismes d'actions de différentes drogues anti-cancéreuses au niveau du complexe mTORCl, ce qui peut être utile pour la synthèse de nouvelles molécules ciblant mTORCl ainsi que pour lutter contre les mécanismes de résistance chimiothérapeutiques. -- La protéine « mammalian target of rapamycin » (mTOR) est une sérine/thréonine kinase qui est hautement conservée des protistes à l'être humain. Deux complexes mTOR existent : le complexe 1 mTOR (mTORCl) et le complexe 2 mTOR (mTORC2). Ils régulent positivement des processus anaboliques (synthèse de protéines et de lipides, le métabolisme énergétique, l'organisation du cytosquelette, la survie cellulaire) et négativement des voies cataboliques (autophagic, biogenèse de lysosomes). Les complexes mTORCl et mTORC2 sont sensibles aux signaux mitogéniques tels que les acides aminés, le glucose, les facteurs de croissance, l'état énergétique (ATP) et les niveaux d'oxygène et induisent des voies de croissance cellulaire essentielles. La voie cellulaire regulée par mTORCl peut être hyperactivée dans de nombreux cancers humains. Puisque plusieurs voies cellulaires convergent et régulent les complexes mTORCl et mTORC2, des mutations dans les kinases en amont peuvent mener à une dérégulation de l'activation de mTOR. Des stratégies thérapeutiques ont été développées pour cibler les complexes mTORCl et mTORC2, ainsi que les kinases en amont qui régulent mTOR. Plusieurs drogues ciblant mTORCl, telles que la rapamycine et la curcumine, affectent l'interaction entre mTOR et un composant spécifique de mTORCl, raptor. Dans cette étude, nous nous sommes intéressés aux mécanismes moléculaires des drogues qui ciblent mTORCl, ainsi que leur effet déstabilisant sur l'interaction entre mTOR et raptor dans des lignées cellulaires de lymphomes. Nous avons démontré que raptor était clivé en un fragment de lOOkDa après traitement avec la rapamycine, la curcumine, l'étoposide, la cisplatine, la staurosporine et le ligand Fas (FasL). Etant donné que ces drogues ont été décrites comme induisant I'apoptose, l'utilisation d'un inhibiteur de caspases (z- VAD-fmk) a révélé que le clivage de raptor, lors de la mort cellulaire, était dépendant des caspases. Des essais caspases in vitro ont permis d'identifier la caspase-6 (ainsi que probablement d'autres caspases) comme étant une protéase impliquée dans le clivage de raptor. La séquence protéique de raptor a montré potentiellement plusieurs sites de clivage de caspases aux extrémités amino-terminale et carboxy-terminale. La mutagénèse a permis d'identifier les sites de clivages de raptor par les caspases comme étant DEAD LTD (acides aminés 17-23) et DDADD (acides aminés 939¬943). De plus, le clivage de raptor corrèle avec l'inhibition de l'activité de mTORCl envers ces substrats (S6K et 4E-BP1). Nous avons aussi observé que le clivage de raptor affaiblissait l'interaction entre mTOR et raptor, ce qui indique que ce clivage est une étape critique dans l'inhibition de mTORCl durant I'apoptose. Pour terminer, la mutagénèse du site de clivage de raptor DDADD a montré une résistance à la mort cellulaire de cellules cancéreuses. Notre travail de recherche a révélé un nouveau mécanisme moléculaire qui module l'organisation et l'activité de mTORCl, ce qui peut être d'un grand intérêt pour les recherches dans le domaine de mTOR ainsi que pour la découverte de molécules ciblant mTORCl. -- The mammalian target of rapamycin (mTOR) is a serine/threonine protein kinase, which is highly conserved from yeast to humans. Two different mTOR complexes exist: the mTOR complex 1 (mTORCl) and the mTOR complex 2 (mTORC2). They positively regulate anabolic processes (protein and lipid synthesis, energy metabolism, cytoskeleton organization, cell survival) and negatively regulate catabolic pathways (autophagy, lysosome biogenesis). The mTORCl and mTORC2 respond to mitogenic stimuli such as amino acids, glucose, growth factors, energy levels (ATP) and oxygen levels and drive essential cellular growth pathways. The mTORCl pathway can be found hyperactivated in numerous human cancers. As various cellular pathways converge and regulate mTORCl and mTORC2, mutations in upstream protein kinases can lead to a deregulated mTOR activation. Different therapeutic strategies have been developped to target mTORCl, mTORC2, as well as upstream protein kinases regulating mTOR pathways. Various drugs targeting mTORCl, such as rapamycin and curcumin, affect the interaction between mTOR and a specific mTORCl component, raptor. In this study, we investigated the molecular mechanisms of drugs targeting mTORCl, as well as their destabilizing effect on the mTOR-raptor interaction in lymphoma cell lines. We demonstrated that raptor was processed into a lOOkDa fragment after treatment with rapamycin, curcumin, etoposide, cisplatin, staurosporine and FasL. As these drugs were reported to induce apoptosis, the use of a pan-caspase inhibitor (z-VAD-fmk) revealed that the cleavage of raptor under cell death was caspase-dependent. In vitro caspase assays were performed to identify caspases-6 (and probably other caspases) as an important cysteine protease implicated in the cleavage of raptor. Analysis of raptor protein sequence showed several putative caspase-specific cleavage sites at the N-terminal and the C-terminal ends. Mutagenesis studies allowed us to identify the DEADLTD (amino acids 17-23) and the DDADD (amino acids 939-943) as the caspase-dependent cleavage residues of raptor. Furthermore, the cleavage of raptor correlated with inhibition of mTORCl activity towards its specific targets (4E-BP1 and S6K). We also highlighted that raptor processing weakened the interaction between mTOR and raptor, indicating that raptor cleavage is a critical step in the mTORCl inhibition process during apoptosis. Finally, mutagenesis of raptor C-terminal cleavage site (DDADD) conferred resistance to the chemotherapeutic-mediated cell death cascade of cancer cell. Our research work highlighted a new molecular mechanism modulating mTORCl organization and activity, which can be of great interest in the mTOR field research and for designing drugs trageting mTORCl.

On the physical realizability of highly focused electromagnetic field distributions

A method to evaluate the physical realizability of an arbitrary three-dimensional vectorial field distribution in the focal area is proposed. A parameter that measures the similarity between the designed (target) field and the physically achievable beam is provided. This analysis is carried out within the framework of the closest electromagnetic field to a given vectorial function, and the procedure is applied to two illustrative cases.

The internal wave field in Sau reservoir : Observation and modeling of a third vertical mode

Water withdrawal from Mediterranean reservoirs in summer is usually very high. Because of this, stratification is often continuous and far from the typical two-layered structure, favoring the excitation of higher vertical modes. The analysis of wind, temperature, and current data from Sau reservoir (Spain) shows that the third vertical mode of the internal seiche (baroclinic mode) dominated the internal wave field at the beginning of September 2003. We used a continuous stratification two-dimensional model to calculate the period and velocity distribution of the various modes of the internal seiche, and we calculated that the period of the third vertical mode is ;24 h, which coincides with the period of the dominating winds. As a result of the resonance between the third mode and the wind, the other oscillation modes were not excited during this period

Where are women doing research in the field of ICTs?

Peer-reviewed

The ESRg matrix for strong field d5 systems

This review has tried to collect and correlate all the various equations for the g matrix of strong field d5 systems obtained from different basis sets using full electron and hole formalism calculations. It has corrected mistakes found in the literature and shown how the failure to properly take in symmetry boundary conditions has produced a variety of apparently inconsistent equations in the literature. The review has reexamined the problem of spin-orbit interaction with excited t4e states and finds that the earlier reports that it is zero in octahedral symmetry is not correct. It has shown how redefining what x, y, and z are in the principal coordinate system simplifies, compared to previous methods, the analysis of experimental g values with the equations.

Estimating the value of the metal-ligand bond dissociation enthalpy<D> (M-L) for adducts using empirical equations supported by TG data

In this work is presented and tested (for 106 adducts, mainly of the zinc group halides) two empirical equations supported in TG data to estimate the value of the metal-ligand bond dissociation enthalpy for adducts: <D> (M-O) = t i / g if t i < 420 K and <D> (M-O) = (t i / g ) - 7,75 . 10-2 . t i if t i > 420 K. In this empirical equations, t i is the thermodynamic temperature of the beginning of the thermal decomposition of the adduct, as determined by thermogravimetry, andg is a constant factor that is function of the metal halide considered and of the number of ligands, but is not dependant of the ligand itself. To half of the tested adducts the difference between experimental and calculated values was less than 5%. To about 80% of the tested adducts, the difference between the experimental (calorimetric) and the calculated (using the proposed equations) values are less than 15%.

The performance and the characteristic field of a centrifugal compressor

Tässä työssä tarkastellaan radiaalikompressorin puristusprosessiin liittyvä peruslaskenta. Ilmankosteuden vaikutukset laskentaan huomioidaan ja kompressorin tunnuskenttä esitellään tässä työssä. Esimerkkinä lasketaan pisteitä kompressorin tunnuskentästä.