Мастер-классы (Биофизика сложных систем)

E1 Питон для решения биологических задач: базовые сведения о языке Python

Ведущие: Иван Озеров, Филипп Орехов, Владимир Фёдоров

начало в 13⁰⁰, аудитория ...

Мастер-класс по практическому освоению языка программирования Python. Базовые знания по Питону желательны для участия в мастер-классах, проводимых в рамках Конференции.

• Подробнее об установке и настройке Python

начало в 15⁰⁰, аудитория ...

E5 Расчет и анализ нормальных мод белковых структур

Ведущий: Филипп Орехов

Анализ нормальных мод является перспективным и очень эффективным компьютерным методом предсказания масштабных структурных перестроек в биомакромолекулах, исследование которых с применением других методов молекулярного моделирования затруднено. На практическом занятии будут показаны возможности пакета ProDy для расчета, анализа и визуализации нормальных мод белковых молекул.

E6 Анализ консервативности и коэволюции аминокислотных позиций в белках

Ведущий: Филипп Орехов

Передача сигнала между удаленными сайтами в белках (явление аллостерии) происходит по цепочкам (аллостерическим путям) аминокислотных остатков, которые, как показывают исследования, испытывают ряд эволюционных ограничений, как на общую консервативность такого пути, так и на взаимную коэволюцию аминокислотных остатков, составляющих аллостерический путь. На занятии будет показано, как сгенерировать множественное выравнивание для белка и его гомологов, проанализировать коэволюцию аминокислотных позиций и визуализировать результаты.

E2 Интегрирование уравнений в частных производных типа реакция-диффузия при помощи python/numpy

Ведущий: Алексей Нестеренко

начало в 10⁰⁰, аудитория ...

Уравнения типа реакция-диффузия относятся к классу краевых задач и для их интегрирования используются нетривиальные алгоритмы. Алгоритмы интегрирования систем дифференциальных уравнений в частных производных хорошо разработаны и изложены в различных статьях и монографиях по вычислительной математике. В настоящем практическом занятии мы последовательно реализуем несколько вариантов метода конечных разностей различной сложности. Все алгоритмы мы будем реализовывать исключительно в матричной форме, поэтому одновременно участники смогут научиться работать с инструментарием линейной алгебры, предоставляемым пакетами numpy/scipy.

• Программа мастер-класса

E3 Алгоритмы кластеризации сложных данных на примере анализа биологических изображений

Ведущий: Иван Озеров

начало в 15⁰⁰, аудитория ...

В последнее время ученые все чаще сталкиваются с задачами, требующими обработки мало структурированных данных большого объема. Для решения подобных задач, как правило, необходимо найти подходящую систему координат с небольшим числом измерений, позволяющую представить такие данные в наиболее наглядном для исследователя виде. В ходе данного мастеркласса слушатели познакомятся с некоторыми алгоритмами, позволяющими совершать оптимальные преобразования координат с целью распознавания и кластеризации объектов на микроскопических изображениях, используя возможности популярных модулей языка Python.

E4 Основные приемы работы с пакетом PyMOL (обработка результатов молекулярно-динамических и квантово-химических расчетов)

Ведущий: Дмитрий Зленко

начало в 10⁰⁰, аудитория ...

В рамках мастер класса будут продемонстрированы приемы работы с пакетом PyMol: Отображение структур, работа с мышью, выделение, способы отрисовки готовых сцен. Работа со встроенным билдером. Визуализация кристаллографической информации и периодических граничных условий. Модификация исходных сцен: смещение, совмещение, переименования, повороты вокруг двугранных углов, sculpting и др. Написание скриптов, предназначенных для выполнения в среде PyMOL. Для выполнения работы необходимы PyMOL и python. Также необходимо в дополнение ко встроенному в ноутбук тачпаду или стику иметь обычную мышь (с третьей кнопкой-колёсиком)!

E7 Моделирование пространственной структуры белка по гомологии

Ведущий: Дмитрий Зленко

начало в 15⁰⁰, аудитория ...

Задача посвящена моделированию пространственной структуры белков по гомологии на примере белков светособирающего аппарата цианобактерий. На первом этапе будет решена задача моделирования укладки белка, в разрешенной кристаллической структуре которого недостает нескольких аминокислотных остатков, с использованием в качестве шаблона самого неполного кристалла или одного из вариантов более полных структур родственных белков (на примере белка ОСР бактерии Synechocystis sp). На втором этапе будет проведено моделирование пространстыенной структуры аллофикоцианинов А и В (из Synechocystis sp), с использованием в качестве шаблона набора структур аллофикоцианинов из других бактерий и красных водорослей. Затем будет проведена сборка нативного гетерогаксамера аллофикоцианина Synechocystis sp с использованием пакета PyMOL. Для выполнения работы необходимы пакеты python, PyMol и MODELLER.

E8 Расчет парциальных зарядов и валентных взаимодействий для конструирование механических моделей

Ведущий: Алексей Нестеренко

начало в 10⁰⁰, аудитория ...

Проблема построения молекулярно-динамической модели для соединения de novo встает перед всяким исследователем, который намеревается провести молекулярно-динамическое исследование нового, ранее не моделировавшегося, соединения. Приходится создавать силовое поле, обосновывать методы его создания и следить за тем, чтобы новое силовое поле не входило в конфликт со старым. Главными параметрами, определение которых влияет на конформационную динамику молекулы, являются потенциал двугранных углов, парциальные заряды и параметры Леннард-Джонсовских взаимодействий.

• Программа мастер-класса