Study of ligand-based virtual screening tools in computer-aided drug design

Virtual screening is a central technique in drug discovery today. Millions of molecules can be tested in silico with the aim to only select the most promising and test them experimentally. The topic of this thesis is ligand-based virtual screening tools which take existing active molecules as starting point for finding new drug candidates. One goal of this thesis was to build a model that gives the probability that two molecules are biologically similar as function of one or more chemical similarity scores. Another important goal was to evaluate how well different ligand-based virtual screening tools are able to distinguish active molecules from inactives. One more criterion set for the virtual screening tools was their applicability in scaffold-hopping, i.e. finding new active chemotypes. In the first part of the work, a link was defined between the abstract chemical similarity score given by a screening tool and the probability that the two molecules are biologically similar. These results help to decide objectively which virtual screening hits to test experimentally. The work also resulted in a new type of data fusion method when using two or more tools. In the second part, five ligand-based virtual screening tools were evaluated and their performance was found to be generally poor. Three reasons for this were proposed: false negatives in the benchmark sets, active molecules that do not share the binding mode, and activity cliffs. In the third part of the study, a novel visualization and quantification method is presented for evaluation of the scaffold-hopping ability of virtual screening tools.

DECISION TREE CLASSIFIERS FOR STAR/GALAXY SEPARATION

We study the star/galaxy classification efficiency of 13 different decision tree algorithms applied to photometric objects in the Sloan Digital Sky Survey Data Release Seven (SDSS-DR7). Each algorithm is defined by a set of parameters which, when varied, produce different final classification trees. We extensively explore the parameter space of each algorithm, using the set of 884,126 SDSS objects with spectroscopic data as the training set. The efficiency of star-galaxy separation is measured using the completeness function. We find that the Functional Tree algorithm (FT) yields the best results as measured by the mean completeness in two magnitude intervals: 14 <= r <= 21 (85.2%) and r >= 19 (82.1%). We compare the performance of the tree generated with the optimal FT configuration to the classifications provided by the SDSS parametric classifier, 2DPHOT, and Ball et al. We find that our FT classifier is comparable to or better in completeness over the full magnitude range 15 <= r <= 21, with much lower contamination than all but the Ball et al. classifier. At the faintest magnitudes (r > 19), our classifier is the only one that maintains high completeness (> 80%) while simultaneously achieving low contamination (similar to 2.5%). We also examine the SDSS parametric classifier (psfMag - modelMag) to see if the dividing line between stars and galaxies can be adjusted to improve the classifier. We find that currently stars in close pairs are often misclassified as galaxies, and suggest a new cut to improve the classifier. Finally, we apply our FT classifier to separate stars from galaxies in the full set of 69,545,326 SDSS photometric objects in the magnitude range 14 <= r <= 21.

Infrared identification of 2XMM J191043.4+091629.4

Context. We report the infrared identification of the X-ray source 2XMM J191043.4+091629.4, which was detected by XMM-Newton/EPIC in the vicinity of the Galactic supernova remnant W49B. Aims. The aim of this work is to establish the nature of the X-ray source 2XMM J191043.4+091629.4 studying both the infrared photometry and spectroscopy of the companion. Methods. We analysed UKIDSS images around the best position of the X-ray source and obtained spectra of the best candidate using NICS in the Telescopio Nazionale Galileo (TNG) 3.5-m telescope. We present photometric and spectroscopic TNG analyses of the infrared counterpart of the X-ray source, identifying emission lines in the K-band. The H-band spectra does not present any significant feature. Results. We have shown that the Brackett γ H i at 2.165 μm, and He i at 2.184 μm and at 2.058 μm are significantly present in the infrared spectrum. The CO bands are also absent from our spectrum. Based on these results and the X-ray characteristics of the source, we conclude that the infrared counterpart is an early B-type supergiant star with an E(B − V) = 7.6 ± 0.3 at a distance of 16.0 ± 0.5 kpc. This would be, therefore, the first high-mass X-ray binary in the Outer Arm at galactic longitudes of between 30° and 60°.

Red supergiants around the obscured open cluster Stephenson 2

Context. Several clusters of red supergiants have been discovered in a small region of the Milky Way close to the base of the Scutum-Crux Arm and the tip of the Long Bar. Population synthesis models indicate that they must be very massive to harbour so many supergiants. Amongst these clusters, Stephenson 2, with a core grouping of 26 red supergiants, is a strong candidate to be the most massive young cluster in the Galaxy. Aims. Stephenson 2 is located close to a region where a strong over-density of red supergiants had been found. We explore the actual cluster size and its possible connection to this over-density. Methods. Taking advantage of Virtual Observatory tools, we have performed a cross-match between the DENIS, USNO-B1 and 2MASS catalogues to identify candidate obscured luminous red stars around Stephenson 2, and in a control nearby region. More than 600 infrared bright stars fulfill our colour criteria, with the vast majority having a counterpart in the I band and >400 being sufficiently bright in I to allow observation with a 4-m class telescope. We observed a subsample of ~250 stars, using the multi-object, wide-field, fibre spectrograph AF2 on the WHT telescope in La Palma, obtaining intermediate-resolution spectroscopy in the 7500–9000 Å range. We derived spectral types and luminosity classes for all these objects and measured their radial velocities. Results. Our targets turned out to be G and K supergiants, late (≥ M4) M giants, and M-type bright giants (luminosity class II) and supergiants. We found ~35 red supergiants with radial velocities similar to Stephenson 2 members, spread over the two areas surveyed. In addition, we found ~40 red supergiants with radial velocities incompatible in principle with a physical association. Conclusions. Our results show that Stephenson 2 is not an isolated cluster, but part of a huge structure likely containing hundreds of red supergiants, with radial velocities compatible with the terminal velocity at this Galactic longitude (and a distance ~6 kpc). In addition, we found evidence of several populations of massive stars at different distances along this line of sight.

Using Virtual Reality in the teaching of manufacturing processes with material removal in CNC Machine-Tools

This paper presents a methodology for the incorporation of a Virtual Reality development applied to the teaching of manufacturing processes, namely the group of machining processes in numerical control of machine tools. The paper shows how it is possible to supplement the teaching practice through virtual machine-tools whose operation is similar to the 'real' machines while eliminating the risks of use for both users and the machines.

Software Tools for Digitization of Astronomical Photographic Plates

ACM Computing Classification System (1998): J.2.

Integración del archivo de imágenes de un telescopio robótico al observatorio virtual

S’ha implementat un servei VO (Virtual Observatori) a les instal lacions del Telescopi TFRM, que permet distribuir les imatges preses amb el telescopi de manera remota i automàtica a qualsevol usuari del servei. El servei està format per un arxiu d’imatges, una aplicació que integra les imatges a l'arxiu y una aplicació que es comunica amb els clients d’VO, rebent peticions i responen segons s’especifica al protocol SIAP (Simple Image Access Protocol).

Moodleando en posgrado: uso del campus virtual y evaluación continuada

[spa] La adaptación al EEES ha implicado una reestructuración de los estudios universitarios promoviendo, entre otros, el uso de una evaluación continuada de los aprendizajes y de herramientas docentes virtuales en los nuevos grados. Estos cambios también pueden aplicarse en el posgrado, aunque hasta el momento, son pocas las experiencias al respecto. El presente trabajo muestra la opinión y los resultados obtenidos de los estudiantes de una asignatura de posgrado de un Máster Oficial Universitario URV-UB en el que se llevó a cabo evaluación continuada y se utilizó el Campus Virtual (CV) como herramienta de aprendizaje y participación activa. La aplicación del proyecto (2007PID/UB-14) se llevó a cabo en 4 fases: elaboración del aula, diseño de encuestas dirigidas a los estudiantes para obtener su opinión sobre la evaluación continuada y sus conocimientos en el uso de plataformas virtuales de forma previa al curso, gestión diaria del aula y seguimiento de las actividades propuestas y finalmente, evaluación del proyecto a través de indicadores cualitativos y cuantitativos derivados de las encuestas y de la propia aplicación virtual. Al inicio del curso la mayoría (93,75%) de los estudiantes prefería evaluación continuada y al final de éste el 100% estuvieron de acuerdo con el tipo de evaluación realizado. Respecto al CV, los estudiantes realizaron todas las actividades de autoevaluación voluntarias. La puntuación sobre la utilidad de todos los recursos del aula del CV fue muy elevada, siendo máxima la obtenida por los ejercicios de autoevaluación. En global, los estudiantes otorgaron al aula una puntuación de 8,1 sobre 10.

Moodleando en posgrado: uso del campus virtual y evaluación continuada

[spa] La adaptación al EEES ha implicado una reestructuración de los estudios universitarios promoviendo, entre otros, el uso de una evaluación continuada de los aprendizajes y de herramientas docentes virtuales en los nuevos grados. Estos cambios también pueden aplicarse en el posgrado, aunque hasta el momento, son pocas las experiencias al respecto. El presente trabajo muestra la opinión y los resultados obtenidos de los estudiantes de una asignatura de posgrado de un Máster Oficial Universitario URV-UB en el que se llevó a cabo evaluación continuada y se utilizó el Campus Virtual (CV) como herramienta de aprendizaje y participación activa. La aplicación del proyecto (2007PID/UB-14) se llevó a cabo en 4 fases: elaboración del aula, diseño de encuestas dirigidas a los estudiantes para obtener su opinión sobre la evaluación continuada y sus conocimientos en el uso de plataformas virtuales de forma previa al curso, gestión diaria del aula y seguimiento de las actividades propuestas y finalmente, evaluación del proyecto a través de indicadores cualitativos y cuantitativos derivados de las encuestas y de la propia aplicación virtual. Al inicio del curso la mayoría (93,75%) de los estudiantes prefería evaluación continuada y al final de éste el 100% estuvieron de acuerdo con el tipo de evaluación realizado. Respecto al CV, los estudiantes realizaron todas las actividades de autoevaluación voluntarias. La puntuación sobre la utilidad de todos los recursos del aula del CV fue muy elevada, siendo máxima la obtenida por los ejercicios de autoevaluación. En global, los estudiantes otorgaron al aula una puntuación de 8,1 sobre 10.

Estimating Local Part Thickness in Midplane Meshes for Finite Element Analysis

Within the development of motor vehicles, crash safety (e.g. occupant protection, pedestrian protection, low speed damageability), is one of the most important attributes. In order to be able to fulfill the increased requirements in the framework of shorter cycle times and rising pressure to reduce costs, car manufacturers keep intensifying the use of virtual development tools such as those in the domain of Computer Aided Engineering (CAE). For crash simulations, the explicit finite element method (FEM) is applied. The accuracy of the simulation process is highly dependent on the accuracy of the simulation model, including the midplane mesh. One of the roughest approximations typically made is the actual part thickness which, in reality, can vary locally. However, almost always a constant thickness value is defined throughout the entire part due to complexity reasons. On the other hand, for precise fracture analysis within FEM, the correct thickness consideration is one key enabler. Thus, availability of per element thickness information, which does not exist explicitly in the FEM model, can significantly contribute to an improved crash simulation quality, especially regarding fracture prediction. Even though the thickness is not explicitly available from the FEM model, it can be inferred from the original CAD geometric model through geometric calculations. This paper proposes and compares two thickness estimation algorithms based on ray tracing and nearest neighbour 3D range searches. A systematic quantitative analysis of the accuracy of both algorithms is presented, as well as a thorough identification of particular geometric arrangements under which their accuracy can be compared. These results enable the identification of each technique’s weaknesses and hint towards a new, integrated, approach to the problem that linearly combines the estimates produced by each algorithm.

Virtuaaliorganisaation toiminta innovaationäkökulmasta: kommunikaatio, tietojärjestelmät ja työkalut

Tutkimuksessa perehdytään virtuaaliorganisaatioiden ja virtuaalitiimien toimintaan sekä etsitään työkaluja, joilla maantieteellisesti hajallaan olevat ryhmät pystyvät kommunikoimaan ja jakamaan tietoa keskenään. Työssä käsitellään myös ympäristöjä, jotka tukevat virtuaaliyhteistyön syntyä. Lisäksi työssä etsitään keinoja, joilla yhteistyötä tekevät yritykset pystyvät yhdistämään tietojärjestelmiään ja luomaan niistä läpinäkyviä koko yhteistyöverkostossa. Tavoitteena on luoda laaja-alainen johdatuspaketti yhteistyötä aloittaville yrityksille ja esitellä keskeisiä virtuaalityöskentelyyn liittyviä elementtejä, kutenryhmädynamiikkaa, kollektiivista muistia, tiedon läpinäkyvyyttä, yhteistyöohjelmistoja ja yhteistyön syntyyn vaikuttavia tekijöitä. Työ on suurelta osin teoriapohjaista, mutta sen tukemiseksi on liitetty työtä varten hankittua empiiristä aineistoa. Empiria on koottu haastattelemalla yrityksiä ja asiantuntijoita. Työn tuloksena saatiin seuraavanlaisia johtopäätöksiä: virtuaalityöskentely eroaa perinteisestä tiimitoiminnasta siten, että suurin osa kommunikoinnista tapahtuu sähköisesti. Tähän tarvitaan työkaluja, joissa kuitenkin on vielä kehitettävää esimerkiksi standardoinnin suhteen. Yhteistyöohjelmistojen kehityksessä ja tietojärjestelmien yhdistämisessä on keskitytty vain sähköiseen tietoon, eikä olla kiinnitetty huomiota ihmisten osaamisen ja tietämyksen jakamiseen. Tätä varten viimeaikoina onkin alettu kehittämään erilaisia innovaatioympäristöjä, joista yksi on esitelty työssä. Virtuaalisesti toteutettavan yhteistyön keskeisenä elementtinä on luottamus kumppaneiden välillä ja tähän tulee kiinnittää erityistä huomiota. Innovaatioprosessin ja virtuaaliorganisaation tehokkuuden kannalta on tärkeää, että osapuolet ovat halukkaita jakamaan tietoa ja osaamista yhteisen päämäärän saavuttamiseksi. Tutkimus antaa viitteitä siitä, että pienet yritykset ovat halukkaampia jakamaan osaamistaan kuin suuret.

Virtuaalisuus esimiesviestinnässä

Pro gradu tutkielman tavoitteena on kuvata virtuaalisten viestintätyökalujen käyttöä osana esimiesviestintää. Erityisesti työssä käsitellään esimiesviestintää tehostavia keinoja sekä kriteereitä, joiden mukaan virtuaalinen viestintätyökalu voidaan valita eri viestintätilannetta kohden. Tarkoituksena oli myös empiirisen tutkimuksen avulla kartoittaa suomalaisten esimiesten virtuaalisten viestintätyökalujen käyttöä osana heidän esimiestyötään. Tutkielman empiiristä osiota varten haastateltiin kymmentä esimiestä eri yrityksistä ja toimi-aloilta. Tutkimuksen analyysi tehtiin käyttäen kvalitatiivisia tutkimusmenetelmiä. Virtuaaliset viestintätyökalut nähtiin erittäin tärkeäksi osaksi esimiesten arkipäiväisiä toimia. Niiden valinnassa käytettiin erilaisia kriteereitä, joista tärkeimmät perustuivat rationaaliseen valintaan. Erilaisia esimiesviestinnällisiä keinoja viestinnän tehostamiseksi käytettiin vähän. Tutkimuksen perusteella voitiin myös tehdä johtopäätös, että virtuaalisten viestintätyökalujen luokittelussa oli ristiriitoja haastateltavien kokemuksiin peilattuna.

Análisis herramientas comerciales y comunicacionales para la internacionalización de PYMES bogotanas

El desarrollo de las empresas se basan en sus herramientas de promoción y publicidad, lo cual refleja la estructura de organización en los aspectos de ventas y posicionamiento; se analizaran estas herramientas, lo que hoy se conoce como plan integrado de comunicación, en las empresas bogotanas. Se evidenciará la estructura que desarrollan las compañías y su apoyo en el proceso internacional.