www.wikidata.uk-ua.nina.az

Клаус Шультен нім Klaus Schulten 12 січня 1947 31 жовтня 2016 німецько американський біофізик Використовував суперобчисл

Клаус Шультен

Клаус Шультен (нім. Klaus Schulten; 12 січня 1947 — 31 жовтня 2016) — німецько-американський біофізик. Використовував суперобчислювальні методи для застосування теоретичної фізики в галузі біомедицини та біоінженерії та динамічного моделювання живих систем. Його робота зробила можливим динамічне моделювання діяльності тисяч білків, що працюють разом на високомолекулярному рівні. За допомогою софту для обчислювальної структурної біології Шультен зробив ряд значущих відкриттів. Пакет молекулярної динаміки NAMD[en] та програмне забезпечення для візуалізації VMD[en] використовують щонайменше 300 000 дослідників у всьому світі. Шультен був членом Американського фізичного товариства.

Клаус Шультен
Народився 12 січня 1947(1947-01-12)
Реклінґгаузен, Мюнстер, Північний Рейн-Вестфалія, Бізонія, окупована союзниками Німеччина, Німеччина
Помер 31 жовтня 2016(2016-10-31) (69 років)
Урбана, Іллінойс, США
Діяльність біофізик
Alma mater Гарвардський університет
Вестфальський університет імені Вільгельма
Галузь фізика і біофізика
Заклад Університет Іллінойсу в Урбана-Шампейн
Мюнхенський технічний університет
Науковий керівник Мартін Карплус
Аспіранти, докторанти Thomas Martinetzd
Joachim Buhmannd
Юрген Шмідгубер
Klaus Obermayerd
Членство Американське фізичне товариство
Нагороди

Sidney Fernbach Awardd (2012)

член Американського фізичного товариства[d]

Особ. сторінка ks.uiuc.edu/~kschulte

Життєпис Редагувати

Шультен навчався в Мюнстерському університеті. Здобув ступінь доктора хімічної фізики у Мартіна Карплуса в Гарвардському університеті в 1974 р. Захистив дисертацію на тему електронних механізмів у зорових пігментах. Згодом на її основі розробив модель можливого збудження білків криптохрому [en] в фоторецепторах в сітківці ока.

1974—1980 Редагувати

З 1974 він був керівником групи Альберта Веллера в Інституті біофізичної хімії Макса Планка до 1980 року. Займався вивченням реакцій перенесення електронів у фотосинтезі (швидкими триплетами, збудженими станами молекул з парою електронів з паралельними спінами) і показав, що магнітні поля можуть впливати на біологічно відповідні реакції. Шультен досліджував подібне припущення щодо магніторецепції — навігації птахів у магнітному полі Землі.

1980—1988 Редагувати

З 1980 року Шультен професор теоретичної фізики в Мюнхенському технічному університеті. Там він вперше спробував моделювати реакції фотосинтезу, але незабаром зрозумів, що для цього необхідні високопродуктивні комп'ютери. Разом зі студентами Шультен побудував паралельний комп'ютер (перетворювач із 60 вузлами, що називається Т 60) спеціально для моделювання молекулярної динаміки. Шультен використовував міждисциплінарні дослідження Мартін Карплус, що охоплювали такі розділи науки, як фізична хімія, ЯМР-спектроскопія, хімічна кінетика, квантова хімія і насамперед метод класичної молекулярної динаміки щодо моделювання біологічних макромолекула. Крім цього Карплус проводив різні дослідження спін-спінової взаємодії та ЕПР. На честь Карплуса названо рівняння[en], що описує кореляцію між константою взаємодії та двогранним кутом в ЯМР-спектроскопії білків.

Нині Карплус займається дослідженнями властивостей молекул біологічних об'єктів. Його група займається розробкою програми CHARMM[en], пов'язаної з методом класичної молекулярної динаміки, розробленою в Гарварді. Схожа за назвою мова програмування Charm++ була створена в Іллінойсі.

1988—2000 Редагувати

1988 року він став професором університеті Іллінойсу в Урбан-Шампейн, а з 1989 року працював в інституті Бекмана, де заснував теоретичну та обчислювальну групу біофізики. Співпрацював разом з програмістами Робертом Скілом і Лакшмікант В. Кале.

За допомогою цього програмного забезпечення NAMD та VMD вчений змоделював частину (LH2, сімейство білків фотосинтетичного реакційного центру[en]) фотосинтетичного реакційного центру бактерії Rhodospirillium На додаток до її спектроскопічних властивостей, вчені досліджували реакції передачі енергії при фотосинтетичному збиранні світла.

У 2006 році з'явилася модель ікосаедричного вірусу супутника тютюнової мозаїки (STMV). Вперше було створено повну модель, яка вимагала ресурсів Національного центру суперкомп'ютерних додатків в Урбані (розмір: 1 млн атомів, час моделювання: 50 нс, програма: NAMD). Моделювання забезпечило нове уявлення про механізми збірки вірусу. Вся частинка STMV складається з 60 однакових копій одного білка, з яких складається капсиди (оболонки), і 1063 нуклеотидного одноланцюгового РНК геному. Одним із ключових висновків те, що капсид дуже нестабільний, коли всередині немає РНК, тобто вірус, який виглядає симетрично на нерухомих зображеннях, насправді імпульсує та асиметричний. Капсида залежить від генетичного матеріалу в РНК-ядрі частинки та руйнується без нього. Це засвідчило, що перш ніж вірус зможе побудувати свою оболонку при розмноженні, повинен бути присутнім генетичний матеріал.

У 2013 році змоделював капсид ВІЛ (з 64 мільйонів атомів) за допомогою суперкомп'ютера Blue Waters [Архівовано 26 Січня 2021 у Wayback Machine.].

У 2015 році з'явилась модель світловідбивальної клітини хроматофор пурпурової фотосинтезувальної бактерії Purpurbakterie (близько 100 мільйонів атомів) за допомогою суперкомп'ютера Титан в Національній лабораторії Oak Ridge. У моделюванні процесів перетворення сонячного світла в хімічну енергію брали участь 100 мільйонів атомів, 16000 ліпідів і 101 білок, хоча вміст крихітної органели займає лише один відсоток від загального обсягу клітини.

Шультен планував більш масштабні моделювання на суперкомп'ютері SUMMIT.

Він також розглядав нейронні мережі з програмами для побудови мозку.

Премії Редагувати

  • 1981 — премія Нернста
  • 2004 — наукова премія імені Гумбольдта
  • 2012 — премія Сіднея Фернбаха[en]
  • 2013 — відзнака за особливу службу Біофізичного товариства, лектором якого він був у 2015 році.

Див. також Редагувати

Примітки Редагувати

  1. ↑ Математичний генеалогічний проєкт — 1997.
    d:Track:Q829984
  2. (амер.). Архів оригіналу за 22 Березня 2016. Процитовано 1 травня 2021. 
  3. . www.ks.uiuc.edu. Архів оригіналу за 29 Березня 2019. Процитовано 1 травня 2021. 
  4. . www.ks.uiuc.edu. Архів оригіналу за 1 Травня 2021. Процитовано 1 травня 2021. 
  5. . Wired (амер.). ISSN 1059-1028. Архів оригіналу за 1 Травня 2021. Процитовано 1 травня 2021. 
  6. ↑ (амер.). Архів оригіналу за 30 Квітня 2021. Процитовано 1 травня 2021. 
  7. ↑ . WikiGenes - Collaborative Publishing. Архів оригіналу за 13 Вересня 2018. Процитовано 1 травня 2021. 
  8. Govindjee; Beatty, J. T.; Gest, H.; Allen, J. F. (15 липня 2006). (англ.). Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-4020-3324-7. Архів оригіналу за 1 Травня 2021. Процитовано 1 Травня 2021. 
  9. ↑ Koepke, Juergen; Hu, Xiche; Muenke, Cornelia; Schulten, Klaus; Michel, Hartmut (1 травня 1996). . Structure (English) 4 (5). с. 581–597. ISSN 0969-2126. PMID 8736556. doi:10.1016/S0969-2126(96)00063-9. Архів оригіналу за 30 Червня 2013. Процитовано 1 травня 2021. 
  10. . www.ks.uiuc.edu. Архів оригіналу за 21 Жовтня 2021. Процитовано 1 травня 2021. 
  11. http://www.bio-itworld.com/2012/10/29/tennessee-titan-oak-ridge-cray-nvidia-create-new-open-science-supercomputer.html [ 20 Липня 2014 у Wayback Machine.]"
  12. . cplc.illinois.edu. Архів оригіналу за 1 Травня 2021. Процитовано 1 травня 2021. 
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Klaus Shulten nim Klaus Schulten 12 sichnya 1947 31 zhovtnya 2016 nimecko amerikanskij biofizik Vikoristovuvav superobchislyuvalni metodi dlya zastosuvannya teoretichnoyi fiziki v galuzi biomedicini ta bioinzheneriyi ta dinamichnogo modelyuvannya zhivih sistem 2 Jogo robota zrobila mozhlivim dinamichne modelyuvannya diyalnosti tisyach bilkiv sho pracyuyut razom na visokomolekulyarnomu rivni Za dopomogoyu softu dlya obchislyuvalnoyi strukturnoyi biologiyi Shulten zrobiv ryad znachushih vidkrittiv Paket molekulyarnoyi dinamiki NAMD en ta programne zabezpechennya dlya vizualizaciyi VMD en vikoristovuyut shonajmenshe 300 000 doslidnikiv u vsomu sviti Shulten buv chlenom Amerikanskogo fizichnogo tovaristva Klaus ShultenNarodivsya 12 sichnya 1947 1947 01 12 Reklinggauzen Myunster Pivnichnij Rejn Vestfaliya Bizoniya okupovana soyuznikami Nimechchina NimechchinaPomer 31 zhovtnya 2016 2016 10 31 69 rokiv Urbana Illinojs SShADiyalnist biofizikAlma mater Garvardskij universitet Vestfalskij universitet imeni VilgelmaGaluz fizika i biofizikaZaklad Universitet Illinojsu v Urbana Shampejn Myunhenskij tehnichnij universitetNaukovij kerivnik Martin KarplusAspiranti doktoranti Thomas Martinetzd Joachim Buhmannd 1 Yurgen Shmidguber 1 Klaus Obermayerd 1 Chlenstvo Amerikanske fizichne tovaristvoNagorodi Sidney Fernbach Awardd 2012 chlen Amerikanskogo fizichnogo tovaristva d Osob storinka ks uiuc edu kschulte Zmist 1 Zhittyepis 1 1 1974 1980 1 2 1980 1988 1 3 1988 2000 2 Premiyi 3 Div takozh 4 PrimitkiZhittyepis RedaguvatiShulten navchavsya v Myunsterskomu universiteti Zdobuv stupin doktora himichnoyi fiziki u Martina Karplusa v Garvardskomu universiteti v 1974 r Zahistiv disertaciyu na temu elektronnih mehanizmiv u zorovih pigmentah Zgodom na yiyi osnovi rozrobiv model mozhlivogo zbudzhennya bilkiv kriptohromu en v fotoreceptorah v sitkivci oka 3 1974 1980 Redaguvati Z 1974 vin buv kerivnikom grupi Alberta Vellera v Instituti biofizichnoyi himiyi Maksa Planka do 1980 roku Zajmavsya vivchennyam reakcij perenesennya elektroniv u fotosintezi shvidkimi tripletami zbudzhenimi stanami molekul z paroyu elektroniv z paralelnimi spinami i pokazav sho magnitni polya mozhut vplivati na biologichno vidpovidni reakciyi Shulten doslidzhuvav podibne pripushennya shodo magnitorecepciyi navigaciyi ptahiv u magnitnomu poli Zemli 4 5 1980 1988 Redaguvati Z 1980 roku Shulten profesor teoretichnoyi fiziki v Myunhenskomu tehnichnomu universiteti Tam vin vpershe sprobuvav modelyuvati reakciyi fotosintezu ale nezabarom zrozumiv sho dlya cogo neobhidni visokoproduktivni komp yuteri Razom zi studentami Shulten pobuduvav paralelnij komp yuter peretvoryuvach iz 60 vuzlami sho nazivayetsya T 60 specialno dlya modelyuvannya molekulyarnoyi dinamiki Shulten vikoristovuvav mizhdisciplinarni doslidzhennya Martin Karplus sho ohoplyuvali taki rozdili nauki yak fizichna himiya YaMR spektroskopiya himichna kinetika kvantova himiya i nasampered metod klasichnoyi molekulyarnoyi dinamiki shodo modelyuvannya biologichnih makromolekula Krim cogo Karplus provodiv rizni doslidzhennya spin spinovoyi vzayemodiyi ta EPR Na chest Karplusa nazvano rivnyannya en sho opisuye korelyaciyu mizh konstantoyu vzayemodiyi ta dvogrannim kutom v YaMR spektroskopiyi bilkiv Nini Karplus zajmayetsya doslidzhennyami vlastivostej molekul biologichnih ob yektiv Jogo grupa zajmayetsya rozrobkoyu programi CHARMM en pov yazanoyi z metodom klasichnoyi molekulyarnoyi dinamiki rozroblenoyu v Garvardi Shozha za nazvoyu mova programuvannya Charm bula stvorena v Illinojsi 1988 2000 Redaguvati 1988 roku vin stav profesorom universiteti Illinojsu v Urban Shampejn a z 1989 roku pracyuvav v instituti Bekmana de zasnuvav teoretichnu ta obchislyuvalnu grupu biofiziki Spivpracyuvav razom z programistami Robertom Skilom i Lakshmikant V Kale 6 Za dopomogoyu cogo programnogo zabezpechennya NAMD ta VMD vchenij zmodelyuvav chastinu LH2 simejstvo bilkiv fotosintetichnogo reakcijnogo centru en fotosintetichnogo reakcijnogo centru bakteriyi Rhodospirillium 7 8 Na dodatok do yiyi spektroskopichnih vlastivostej vcheni doslidzhuvali reakciyi peredachi energiyi pri fotosintetichnomu zbiranni svitla 9 U 2006 roci z yavilasya model ikosaedrichnogo virusu suputnika tyutyunovoyi mozayiki STMV Vpershe bulo stvoreno povnu model yaka vimagala resursiv Nacionalnogo centru superkomp yuternih dodatkiv v Urbani 10 rozmir 1 mln atomiv chas modelyuvannya 50 ns programa NAMD Modelyuvannya zabezpechilo nove uyavlennya pro mehanizmi zbirki virusu Vsya chastinka STMV skladayetsya z 60 odnakovih kopij odnogo bilka z yakih skladayetsya kapsidi obolonki i 1063 nukleotidnogo odnolancyugovogo RNK genomu Odnim iz klyuchovih visnovkiv te sho kapsid duzhe nestabilnij koli vseredini nemaye RNK tobto virus yakij viglyadaye simetrichno na neruhomih zobrazhennyah naspravdi impulsuye ta asimetrichnij Kapsida zalezhit vid genetichnogo materialu v RNK yadri chastinki ta rujnuyetsya bez nogo Ce zasvidchilo sho persh nizh virus zmozhe pobuduvati svoyu obolonku pri rozmnozhenni povinen buti prisutnim genetichnij material U 2013 roci zmodelyuvav kapsid VIL z 64 miljoniv atomiv za dopomogoyu superkomp yutera Blue Waters Arhivovano 26 Sichnya 2021 u Wayback Machine 7 U 2015 roci z yavilas model svitlovidbivalnoyi klitini hromatofor purpurovoyi fotosintezuvalnoyi bakteriyi Purpurbakterie blizko 100 miljoniv atomiv za dopomogoyu superkomp yutera Titan v Nacionalnij laboratoriyi Oak Ridge U modelyuvanni procesiv peretvorennya sonyachnogo svitla v himichnu energiyu brali uchast 100 miljoniv atomiv 16000 lipidiv i 101 bilok hocha vmist krihitnoyi organeli zajmaye lishe odin vidsotok vid zagalnogo obsyagu klitini 11 Shulten planuvav bilsh masshtabni modelyuvannya na superkomp yuteri SUMMIT 9 Vin takozh rozglyadav nejronni merezhi z programami dlya pobudovi mozku Premiyi Redaguvati1981 premiya Nernsta 2004 naukova premiya imeni Gumboldta 2012 premiya Sidneya Fernbaha en 6 2013 vidznaka za osoblivu sluzhbu Biofizichnogo tovaristva lektorom yakogo vin buv u 2015 roci 12 Div takozh RedaguvatiPorivnyannya programnogo zabezpechennya dlya modelyuvannya molekulyarnoyi mehaniki en Petaskalni obchislennya en Modelyuvannya biologichnih sistem Grubozerniste modelyuvannya en Model klitini en Molekulyarne modelyuvannya na grafichnih procesorah en Vizualizaciya biologichnih danih en Krejg Venter Sintetichna biologiya Sistemna biologiya Obchislyuvalna biologiyaPrimitki Redaguvati a b v Matematichnij genealogichnij proyekt 1997 d Track Q829984 Arhivovana kopiya amer Arhiv originalu za 22 Bereznya 2016 Procitovano 1 travnya 2021 Cryptochrome and Magnetic Sensing www ks uiuc edu Arhiv originalu za 29 Bereznya 2019 Procitovano 1 travnya 2021 TCB Publications Abstract www ks uiuc edu Arhiv originalu za 1 Travnya 2021 Procitovano 1 travnya 2021 Reverse Engineering the Quantum Compass of Birds Wired amer ISSN 1059 1028 Arhiv originalu za 1 Travnya 2021 Procitovano 1 travnya 2021 a b Klaus Schulten IEEE Computer Society amer Arhiv originalu za 30 Kvitnya 2021 Procitovano 1 travnya 2021 a b WikiGenes Collaborative Publishing WikiGenes Collaborative Publishing Arhiv originalu za 13 Veresnya 2018 Procitovano 1 travnya 2021 Govindjee Beatty J T Gest H Allen J F 15 lipnya 2006 Discoveries in Photosynthesis angl Springer Science amp Business Media ISBN 978 1 4020 3324 7 Arhiv originalu za 1 Travnya 2021 Procitovano 1 Travnya 2021 a b Koepke Juergen Hu Xiche Muenke Cornelia Schulten Klaus Michel Hartmut 1 travnya 1996 The crystal structure of the light harvesting complex II B800 850 from Rhodospirillum molischianum Structure English 4 5 s 581 597 ISSN 0969 2126 PMID 8736556 doi 10 1016 S0969 2126 96 00063 9 Arhiv originalu za 30 Chervnya 2013 Procitovano 1 travnya 2021 Molecular Dynamics of Viruses www ks uiuc edu Arhiv originalu za 21 Zhovtnya 2021 Procitovano 1 travnya 2021 http www bio itworld com 2012 10 29 tennessee titan oak ridge cray nvidia create new open science supercomputer html Arhivovano 20 Lipnya 2014 u Wayback Machine Center for the Physics of the Living Cell UIUC cplc illinois edu Arhiv originalu za 1 Travnya 2021 Procitovano 1 travnya 2021 Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Klaus Shulten amp oldid 39959835