A detailed binding free energy study of 2 : 1 ligand–DNA complex formation by experiment and simulation

In 2004, we used NMR to solve the structure of the minor groove binder thiazotropsin A bound in a 2 : 1 complex to the DNA duplex, d(CGACTAGTCG)2. In this current work, we have combined theory and experiment to confirm the binding thermodynamics of this system. Molecular dynamics simulations that use polarizable or non-polarizable force fields with single and separate trajectory approaches have been used to explore complexation at the molecular level. We have shown that the binding process invokes large conformational changes in both the receptor and ligand, which is reflected by large adaptation energies. This is compensated for by the net binding free energy, which is enthalpy driven and entropically opposed. Such a conformational change upon binding directly impacts on how the process must be simulated in order to yield accurate results. Our MM-PBSA binding calculations from snapshots obtained from MD simulations of the polarizable force field using separate trajectories yield an absolute binding free energy (-15.4 kcal mol-1) very close to that determined by isothermal titration calorimetry (-10.2 kcal mol-1). Analysis of the major energy components reveals that favorable non-bonded van der Waals and electrostatic interactions contribute predominantly to the enthalpy term, whilst the unfavorable entropy appears to be driven by stabilization of the complex and the associated loss of conformational freedom. Our results have led to a deeper understanding of the nature of side-by-side minor groove ligand binding, which has significant implications for structure-based ligand development

Rationalising sequence selection by ligand assemblies in the DNA minor groove : the case for thiazotropsin A

DNA-sequence and structure dependence on the formation of minor groove complexes at 5′-XCTAGY-3′ by the short lexitropsin thiazotropsin A are explored based on NMR spectroscopy, isothermal titration calorimetry (ITC), circular dichroism (CD) and qualitative molecular modeling. The structure and solution behaviour of the complexes are similar whether X = A, T, C or G and Z = T, A, I or C, CCTAGI being thermodynamically the most favoured (ΔG = -11.1 ± 0.1 kcal.mol-1). Binding site selectivity observed by NMR for ACTAGT in the presence of TCTAGA when both accessible sequences are concatenated in a 15-mer DNA duplex construct is consistent with thermodynamic parameters (ΙΔGΙACTAGT > ΙΔGΙTCTAGA) measured separately for the binding sites and with predictions from modeling studies. Steric bulk in the minor groove for Y = G causes unfavourable ligand-DNA interactions reflected in lower Gibbs free energy of binding (ΔG = -8.5 ± 0.01 kcal.mol-1). ITC and CD data establish that thiazotropsin A binds the ODNs with binding constants between 106 and 108 M-1 and reveal that binding is driven enthalpically through hydrogen bond formation and van der Waals interactions. The consequences of these findings are considered with respect to ligand self-association and the energetics responsible for driving DNA recognition by small molecule DNA minor groove binder

The Response of Various Soil Strength Indices to Changing Water Content and Bulk Density

Various soil strength parameters were measured in the laboratory using a bevameter and a recording soil cone penetrometer. Measurements were made at various levels of soil bulk density and water content. Results were discussed in terms of similar published analyses. Two dissimilar methods of predicting vehicular tractive performance were compared and evaluated in terms of potential utility with respect to prediction of soil trafficability

Ranking ligand affinity for the DNA minor groove by experiment and simulation

The structural and thermodynamic basis for the strength and selectivity of the interactions of minor-groove binders (MGBs) with DNA is not fully understood. In 2003 we reported the first example of a thiazole containing MGB that bound in a phase shifted pattern that spanned 6 base-pairs rather than the usual 4 (for tricyclic distamycin-like compounds). Since then, using DNA footprinting, nuclear magnetic resonance spectroscopy, isothermal titration calorimetry and molecular dynamics, we have established that the flanking bases around the central 4 being read by the ligand have subtle effects on recognition. We have investigated the effect of these flanking sequences on binding and the reasons for the differences and established a computational method to rank ligand affinity against varying DNA sequences

Unprocessed Viral DNA Could Be the Primary Target of the HIV-1 Integrase Inhibitor Raltegravir

Integration of HIV DNA into host chromosome requires a 3′-processing (3′-P) and a strand transfer (ST) reactions catalyzed by virus integrase (IN). Raltegravir (RAL), commonly used in AIDS therapy, belongs to the family of IN ST inhibitors (INSTIs) acting on IN-viral DNA complexes (intasomes). However, studies show that RAL fails to bind IN alone, but nothing has been reported on the behaviour of RAL toward free viral DNA. Here, we assessed whether free viral DNA could be a primary target for RAL, assuming that the DNA molecule is a receptor for a huge number of pharmacological agents. Optical spectroscopy, molecular dynamics and free energy calculations, showed that RAL is a tight binder of both processed and unprocessed LTR (long terminal repeat) ends. Complex formation involved mainly van der Waals forces and was enthalpy driven. Dissociation constants (Kds) revealed that RAL affinity for unbound LTRs was stronger than for bound LTRs. Moreover, Kd value for binding of RAL to LTRs and IC50 value (half concentration for inhibition) were in same range, suggesting that RAL binding to DNA and ST inhibition are correlated events. Accommodation of RAL into terminal base-pairs of unprocessed LTR is facilitated by an extensive end fraying that lowers the RAL binding energy barrier. The RAL binding entails a weak damping of fraying and correlatively of 3′-P inhibition. Noteworthy, present calculated RAL structures bound to free viral DNA resemble those found in RAL-intasome crystals, especially concerning the contacts between the fluorobenzyl group and the conserved 5′C4pA33′ step. We propose that RAL inhibits IN, in binding first unprocessed DNA. Similarly to anticancer drug poisons acting on topoisomerases, its interaction with DNA does not alter the cut, but blocks the subsequent joining reaction. We also speculate that INSTIs having viral DNA rather IN as main target could induce less resistance

Polyamide-Scorpion Cyclam Lexitropsins Selectively Bind AT-Rich DNA Independently of the Nature of the Coordinated Metal

Cyclam was attached to 1-, 2- and 3-pyrrole lexitropsins for the first time through a synthetically facile copper-catalyzed “click” reaction. The corresponding copper and zinc complexes were synthesized and characterized. The ligand and its complexes bound AT-rich DNA selectively over GC-rich DNA, and the thermodynamic profile of the binding was evaluated by isothermal titration calorimetry. The metal, encapsulated in a scorpion azamacrocyclic complex, did not affect the binding, which was dominated by the organic tail

Effects of Shrinkage Reducing Agent and Expansive Additive on Mortar Properties

This research is to study the effect of mortar mixed with shrinkage reducing agent (polyoxyalkylene alkyl ether type), expansive additive (CaO type), and fly ash (hereinafter “SRA,” “EX,” and “FA,” resp.). Moreover, steam curing was studied to improve the properties of mortar. The plastic shrinkage test was conducted by using the strain gauge embedded at 0.5 cm from the surface according to the ASTM C1579-06 standard within early age followed by the total shrinkage test and compressive strength test. The test results showed that mixing both the EX and SRA increases the plastic enlargement of the mortar during the early age more than using either the EX or SRA solely. The steam curing helps to reduce the plastic shrinkage when the mortar is added with the FA and SRA while adding the EX increases the enlargement compared to the normal curing. When the EX, SRA, and FA are all added to the mortar mixing, great attention should be paid due to the increase of greater enlargement. For the compressive strength view, the steam curing increases the compressive strength in all types of mixture. The steam curing significantly helps increasing the compressive strength of mortar with combination of EX, SRA, and FA. Nevertheless, the XRD and SEM tests explain such enlargement accordingly

ค่านิยม และพฤติกรรมของนักท่องเที่ยวบริเวณเขื่อนในประเทศไทยกรณีศึกษา: เขื่อนรัชชประภา อุทยานแห่งชาติเขาสก จังหวัดสุราษฎร์ธานีและเขื่อนศรีนครินทร์ อุทยานแห่งชาติเขื่อนศรีนครินทร์ จังหวัดกาญจนบุรี (TOURISTS’ VALUES AND BEHAVIORS TOWARDS DAM DESTINATIONS...)

บทคัดย่อ การวิจัยเรื่อง ค่านิยมและพฤติกรรมของนักท่องเที่ยวบริเวณเขื่อนในประเทศไทย กรณีศึกษา: เขื่อนรัชชประภา อุทยานแห่งชาติเขาสก จังหวัดสุราษฎร์ธานี และเขื่อนศรีนครินทร์ อุทยานแห่งชาติเขื่อน ศรีนครินทร์ จังหวัดกาญจนบุรี จัดทำขึ้นเพื่อศึกษาแนวทางการพัฒนาแหล่งท่องเที่ยวบริเวณเขื่อนในประเทศไทย โดยการสำรวจค่านิยม ความคิดเห็นต่อส่วนประสมทางการตลาด พฤติกรรมและแนวโน้มพฤติกรรมการท่องเที่ยวของนักท่องเที่ยวบริเวณเขื่อนในประเทศไทย เพื่อใช้ข้อมูลเป็นแนวทางการพัฒนาการจัดการการท่องเที่ยวบริเวณเขื่อนในประเทศไทย โดยการใช้วิธีวิจัยแบบผสมผสานทั้งการวิจัยเชิงปริมาณและเชิงคุณภาพ สำหรับการวิจัยเชิงปริมาณได้ทำการสุ่มตัวอย่างโดยไม่ใช้ความน่าจะเป็น ได้แก่ วิธีการสุ่มแบบเจาะจง กล่าวคือเจาะจง 2 แหล่งท่องเที่ยว ได้แก่ แหล่งท่องเที่ยวในเขื่อนรัชชประภา อุทยานแห่งชาติเขาสก จังหวัดสุราษฎร์ธานีและเขื่อนศรีนครินทร์ อุทยานแห่งชาติเขื่อนศรีนครินทร์ จังหวัดกาญจนบุรี เนื่องจากมีจำนวนนักท่องเที่ยวชาวไทยเดินทางมาท่องเที่ยวสูงที่สุดเป็นอันดับ 1 และอันดับ 2 ของประเทศ โดยวิธีการสุ่มตัวอย่างแบบสะดวก เก็บข้อมูลจากนักท่องเที่ยวที่เดินทางมาท่องเที่ยวบริเวณในเขื่อนรัชชประภา อุทยานแห่งชาติเขาสก จังหวัดสุราษฎร์ธานี และเขื่อนศรีนครินทร์ อุทยานแห่งชาติเขื่อนศรีนครินทร์ จังหวัดกาญจนบุรี ในการแจกแบบสอบถามแก่นักท่องเที่ยวชาวไทยภายหลังจากท่องเที่ยว จนครบจำนวนแห่งละ 400 คน รวมทั้งสิ้น 800 คน สถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูล ได้แก่ ค่าร้อยละ ค่าเฉลี่ย ค่าส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน การวิเคราะห์ความแตกต่างโดยใช้ ค่าที การวิเคราะห์ความแปรปรวนทางเดียว และการวิเคราะห์ความถดถอยเชิงพหุแบบขั้นตอน ส่วนการวิจัยเชิงคุณภาพได้สัมภาษณ์ตัวแทนภาครัฐ และภาคผู้ประกอบการ รวมทั้งสิ้น 20 คน จากผลการวิจัย พบว่า ค่านิยมทางการท่องเที่ยวเขื่อนด้านค่านิยมทางเศรษฐกิจ และส่วนประสมทางการตลาดการท่องเที่ยวด้านจุดยืนผลิตภัณฑ์และด้านผลิตภัณฑ์ ด้านราคา ด้านบุคลากรทาง             การท่องเที่ยว และด้านกระบวนการให้บริการ ส่งผลกระทบทางบวกต่อพฤติกรรมและแนวโน้มพฤติกรรมนักท่องเที่ยวบริเวณเขื่อนในประเทศไทย ด้านความคาดหวังในการเดินทางมาท่องเที่ยวบริเวณเขื่อนในประเทศไทย อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ 0.01 โดยสามารถอธิบายได้ร้อยละ 20 และ 7 ตามลำดับ แนวทางการพัฒนาแหล่งท่องเที่ยวบริเวณในเขื่อนประเทศไทย ภาครัฐ ภาคเอกชน และประชาชนในท้องถิ่น ควรร่วมกันพัฒนาในด้านการวางแผนการพัฒนาแหล่งท่องเที่ยว โดยการรวมกลุ่มกันแต่ละชุมชนในการประชุมเพื่อแสดงความคิดเห็น การระดมความคิดในการพัฒนาชุมชนให้เป็นไปในทิศทางเดียวกัน เช่น การจัดทำปฏิทินแนะนำการท่องเที่ยวประจำพื้นที่ ความต้องการส่งเสริมทางการตลาด การจัดตั้งศูนย์จำหน่ายสินค้า แผ่นพับ โบรชัวร์ วารสารประจำแหล่งท่องเที่ยวเขื่อน โดยให้ทางหน่วยงานรัฐบาลและหน่วยงานเอกชนเป็นสื่อกลางในการเป็นผู้ติดต่อประสานงาน ด้านการพัฒนาสาธารณูปโภคควรมีการพัฒนาสาธารณูปโภคขั้นพื้นฐานในสถานที่ท่องเที่ยว เช่น ถนน ประปา ระบบไฟฟ้า เพื่อความพร้อมสำหรับให้บริการกับนักท่องเที่ยว ด้านการพัฒนาสิ่งแวดล้อมควรมีการควบคุมทรัพยากรในแหล่งพื้นที่ให้มีการใช้ประโยชน์ตามความจำเป็น ด้านการพัฒนาบุคลากรทางการท่องเที่ยวบริเวณเขื่อนในประเทศไทย การฝึกอบรม การสาธิต บรรยายให้ความรู้กับประชาชนในชุมชนให้สามารถมีการประกอบอาชีพในแหล่งพื้นที่ของตนเองได้อย่างยั่งยืนต่อไป คำสำคัญ: การท่องเที่ยว ค่านิยม พฤติกรรม เขื่อนในประเทศไทย Abstract The research on Tourists’ Values and Behaviors towards Dam Destinations in Thailand Case Study: Ratchaprapha Dam in Khao Sok National Park, Surat Thani Province and Srinakarin Dam in Kheaun Sri Nakarin National Park, Kanchanaburi Province is aimed at studying approaches for developing dam tourism in Thailand by carrying out surveys on values, opinions towards marketing mix, tourist behaviors and behavioral tendency of dam tourism in Thailand. In order, to use the factors influenced from dam tourism behaviors and behavioral tendency in Thailand to manage for developing dam tourism in Thailand. Mix-method, which are quantitative and qualitative method were used in this research. In quantitative method researcher collects data by using Non-probability sampling such as purposive sampling which mean, specified in 2 tourism destinations which are Ratchaprapha Dam in Khao Sok National Park, Surat Thani Province and Srinakarin Dam in Kheaun Sri Nakarin National Park, Kanchanaburi Province. Hence, they are ranked as the first and second places of Thai tourism destinations. By convenience sampling, the data collection was done by tourisms in Ratchaprapha Dam in Khao Sok National Park, Surat Thani Province and Srinakarin Dam in Kheaun Sri Nakarin National Park, Kanchanaburi Province. Questionnaires was distributed to 400 Thai tourists after the stayed at each dams. The summarization of both places are 800 persons. Statistics which was used to analyses data in this research are such as percentage, mean, standard deviation, differential analysis by using t-test, one way ANOVA, stepwise multiple regression analysis. In qualitative method, researcher uses depth-interview by interview 20 persons of government agents and entrepreneurs. From the research is found that tourism values in dam tourism economic, & tourism marketing mix in product stand and in product, price, tourism personnel and servicing process positive affect behavior and trend of tourist behavior in dam area in Thailand and an expectations to travel to the dam in Thailand with a statistically significant level of 0.01. Can be determined by 20.00% and 7.00% respectively. For approaches of dam tourism management in Thailand, public and private sectors and local residents should cooperate in developing in planning to develop tourism attractions by grouping each community in a meeting for comments. Same direction brainstorming for community development such as making a travel calendar for suggesting each tourism area, marketing promotion, establishment a dam distribution center for products, flyers, brochures, magazine by providing government agencies or private agencies as a liaison to cooperate all tasks. In order to be ready to service tourisms, infrastructure development should include the development of basic infrastructure facilities in tourist destinations such as road, water supply, electricity. For environmental development resources should be controlled in each tourism area and make use of it as necessary. For human resources development, Dam tourism authority of Thailand should organize workshops, demonstration and educate people in the community to be able work and have a sustainable career in their own area in the future. Keywords: Tourism, Values, Behaviors, Dams in Thailan