Pracownia informatyczna - klaster komputerowy

 

Instytut Fizyki Polskiej Akademii Nauk
Al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa
tel. 22 116 3365; e-mail: mc@ifpan.edu.pl
Kierownik: Marek Cieplak

 

templates/nanofun/photo/Laboratoria/NanoFun_klaster.jpgPracownia Informatyczna działa przy wykorzystaniu zintegrowanego klastra komputerowego z około 200 rdzeniami. 72 z nich, wraz z wyposażeniem klastra, zostało ufundowanych w ramach projektu NanoFun.

Działalność naukowa jest zogniskowana na modelowaniu układów biologicznych i układów związanych z nanotechnologią. Znaczna część badań dotyczy symulacji typu dynamiki molekularnej: albo w ramach modeli pełnoatomowych, albo modeli gruboziarnistych. Pierwsze z nich są przez nas wykorzystywane głownie w kontekście oddziaływań białek i aminokwasów z powierzchniami ciał stałych, takich jak złoto, mika, ZnO i ZnS. Wyznaczamy potencjały siły średniej dla aminokwasów i określamy charakter deformacji strukturalnych białek zaadsorbowanych do ciała stałego. Modele gruboziarniste są używane do badań dużych zmian konformacyjnych w biomolekułach, takich jakie zachodzą podczas zwijania i rozwijania białek oraz ich rozciągania. Takie procesy znacznie przekraczają możliwości obliczeniowe w modelach pełnoatomowych Naszą najsilniejszą stroną jest umiejetność wyjaśniania mechanizmów występujących podczas rozciągania białek, realizowanych doświadczalnie, np. za pomocą ostrza mikroskopu siły atomowej. Dokonaliśmy przeglądu niemal 20 000 białek i odkryliśmy nowe mechanizmy pojawiania się oporu na rozciąganie. Zidentyfikowaliśmy białka o szczególnie wysokiej stabilności mechanicznej – większej niż w białku mięśniowym tytynie, czy też w białkach występujących w niciach pajęczych.

 

Opis klastra komputerowego NanoFun:

6 serwerów DELL PowerEdge R610 o konfiguracji:

- 2 procesory sześciordzeniowe X5650, 2.66/GHz, 12MB, Xeon Westmere Efficient Performance,

- 12 GB DDR3 DIMM, 1333 MHz, ECC

- 2 x 146 GB HDD SAS, 15k RPM

- system operacyjny CentOS release 5.10 (Final) 

 

Publikacje, które ukazały się w oparciu o wyniki uzyskane w Pracowni Informatycznej:


  1. Mateusz Chwastyk, Mariusz Jaskolski, and Marek Cieplak, The volume of cavities in proteins and virus capsids, Proteins 2016; 84:1275–1286, link
  2. Mateusz Chwastyk et al. Theoretical tests of the mechanical protection strategy in protein nanomechanics, Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics, 19 Feb 2014, link
  3. Marek Cieplak, Mechanostability of virus capsids and their proteins in structure-based Models, Computational methods to study the structure and dynamics of biomolecules and biomolecular processes - from bioinformatics to molecular quantum mechanics - Spriger, link
  4. Mateusz Chwastyk, Mariusz Jaskolski, Marek Cieplak, Structure-based analysis of thermodynamic and mechanical properties of cavity-containing proteins – case study of plant pathogenesis-related proteins of class 10, FEBS Journal, 2013, 281, 1, 416–429, link
  5. Marek Cieplak, Jayanth R. Banavar, Energy landscape and dynamics of an HP lattice model of proteins – the role of anisotropy, Europhysics Letters, 104 (2013) 58001, link
  6. Marek Cieplak, Jayanth R. Banavar, Energy landscape and dynamics of proteins: An exact analysis of a simplified lattice model, Physical Review E, 88, 040702(R) –22 Oct 2013, link
  7. Grzegorz Nawrocki, Marek Cieplak, Amino acids and proteins at ZnO–water interfaces in molecular dynamics simulations, Physical Chemistry Chemical Physics, 14 Jun 2013, 15, 8132-8143, link
  8. Marek Cieplak, Mark O. Robbins, Nanoindentation of 35 virus capsids in a molecular model: Relating mechanical properties to structure, PLOS ONE, 13 June 2013, link
  9. Damien Thompson et al. A multi-scale molecular dynamics study of micron-size supraparticle assembly from alkyl-coated 30 nm nanoparticles, Physical Chemistry Chemical Physics, 2013 Jun 7;15(21):8132-43, link
  10. M. Sikora, M. Cieplak, Formation of cystine slipknots in dimeric proteins, PLOS ONE, 2013, link
  11. Mateusz Sikora, Marek Cieplak, Cystine plug and other novel mechanisms of large mechanical stability in dimeric proteins, Physical Review Letters, 109, 208101, 13 Nov 2012, link
  12. Mateusz Sikora et al., Geometrical and electrical properties of indium tin oxide clusters in ink dispersions, Langmuir, 2012, 28 (2), pp 1523–1530, link
 
 

Prace doktorskie powstałe z wykorzystaniem sprzętu zakupionego w ramach projektu NanoFun:

1. Mateusz Sikora, praca doktorska obroniona we wrzesieniu 2012 r. pt. „Stabilność mechaniczna białek i agregaty sfunkcjonalizowanych cząstek w modelach gruboziarnistych”. Praca wykonana pod kierunkiem prof. dr. hab. Marka Cieplaka.

 

2. Anna Starzyk, praca doktorska obroniona w maju 2014 r. pt. „Białka w pobliżu powierzchni naładowanych i w warunkach tłoku molekularnego”. Praca wykonana pod kierunkiem prof. dr. hab. Marka Cieplaka.

 

3. Grzegorz Nawrocki, przewidywany termin obrony pracy doktorskiej na wrzesień 2014 r. - „Oddziaływania biomolekuł z powierzchniami ciał stałych w symulacjach dynamiki molekularnej”. Promotorem pracy jest prof. dr. hab. Marka Cieplaka.
Wróć