Estudio de diferentes estrategias de operación en la reacción entre dihidroxiacetona fosfato y Z-S-alaninal catalizada por Rhamnulosa-1-fosfato aldolasa

Proyecto de investigación realizado a partir de una estancia el grupo de Biotecnología e Ingeniería de Bioprocesos del Imperial College London entre abril y julio del 2007. La catálisis enzimática es una tecnología en continua expansión en el campo de la síntesis y producción de compuestos enantioméricamente puros con actividad biológica. Concretamente las aldolasas son enzimas de gran interés industrial como biocatalizadores en síntesis asimétrica de compuestos quirales ya que catalizan la formación de enlaces C-C mediante reacciones de adición aldólica con una alta regio y estereoespecíficidad. Uno de los compuestos es el precursor de iminociclitoles, que son moléculas de gran potencial terapéutico en el tratamiento de un amplio rango de enfermedades debido a su actividad como inhibidores de glicosidasas y glicosiltransferasas. Sin embargo, para conseguir esta reacción existen problemas de solubilidad de los reactivos y productos en medios homogéneos. Una posible solución es el empleo de medios bifásicos en biorreactores de membrana. Se ha estudiado el potencial de un Biorreactor de Membrana para Biotransformaciones desarrollado en dicha reacción y, a la vez, diferentes estrategias de operación que lleven al máximo rendimiento de producto y/o faciliten su purificación tras la reacción.

Cultivo de pimiento en invernadero. Influencia de la humedad ambiental y de la salinidad

El cultivo de pimiento se caracteriza por presentar una alta susceptibilidad a la necrosis apical (Blossom-end-rot, BER). El BER es una fisiopatía originada por una deficiencia de calcio durante el estado inicial de desarrollo del fruto. Los altos valores de radiación y déficit de presión de vapor (DPV) característicos de la zona mediterránea afectan considerablemente a la transpiración y a la absorción de minerales favoreciendo la aparición de BER. En el Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries (IRTA) se han realizado dos experiencias en cultivo sin suelo de pimiento con el objetivo de evaluar el efecto de la humedad ambiental y la salinidad sobre la producción y calidad. Se realizaron dos ensayos comparando la producción y la incidencia de BER bajo condiciones climáticas diferentes y evaluando la influencia de la salinidad de la solución nutritiva sobre estos mismos parámetros. Los resultados obtenidos muestran la importancia del control del clima y, en concreto, de la humedad del invernadero sobre la aparición de BER. La incidencia de BER se incrementa un 24% en condiciones de baja humedad respecto al tratamiento control con humedad relativa elevada. Respecto a la salinidad, en condiciones de humedad elevada, el incremento de la conductividad de la solución nutritiva de 2 a 4 µS/cm implica un aumento de más del 8% de la incidencia de BER. Si las condiciones ambientales son más extremas, bajos valores de humedad, el aumento en la incidencia de BER debido a la salinidad de la solución nutritiva puede alcanzar valores del 68%.

Implicaciones del uso de fuentes exógenas de fitasa sobre los rendimientos productivos y valor nutricional de las dietas en aves. Repercusiones medioambientales

En los últimos años, y debido a un aumento de las producciones intensivas de cerdos y aves en el marco de la UE, se han desarrollado muchos estudios intentando minimizar el impacto contaminante del exceso de nitrógeno y fósforo que las deyecciones de estos animales producen en el medio ambiente. La disminución del contenido de N procedente de las deyecciones se ha abordado con diferentes estrategias nutricionales (formulación con aminoácidos disponibles, mejora de la utilización de la proteína con diferentes enzimas, etc.). El fósforo es un mineral imprescindible para el crecimiento de los animales, debido a su influencia en el ciclo energético, en la formación de huesos y como regulador de la ingesta. El fósforo presente en los vegetales (base de la alimentación de las aves) se encuentra básicamente formando el ácido fítico, muy poco asimilable por los animales. Por tal motivo, se suplementan las dietas con fósforo inorgánico, a menudo en exceso, que en parte revierte al medio ambiente, dando lugar a problemas medioambientales en áreas de gran concentración de producciones intensivas de animales. En la ultima década se ha estudiado el efecto que la incorporación de la enzima fitasa produce en el aumento de la biodisponibilidad del fósforo fítico (Kornegay et al., 1996), con lo que se reduce la cantidad de fósforo inorgánico añadido a las dietas y, por tanto, la disminución del fósforo excretado. Se ha descrito que la incorporación de este enzima produce ademas mejoras de la disponibilidad de otros minerales (calcio, zinc, cobre, hierro, etc.) (Broz et al., 1994; Schoner et al., 1991; Roberson and Edwards, 1994; Yi et al., 1997; Sebastian et al., 1996), pero dependientes del nivel de calcio y de vitamina D3 (Qian et al., 1996; Qian et al., 1997; Edwards, 1993; Lei et al., 1994), y de la fuente de fibra (Ravindran et al. 1995). También se han descrito mejoras en la digestibilidad de la proteína y los aminoácidos (Yi et al., 1996a; Mroz et al., 1994) , aunque en este campo existe cierta controversia, ya que la respuesta depende de la cantidad y procedencia del ácido fitico de la dieta (O’Dell and Boland, 1976). Sin embargo, casi todos los ensayos se han realizado con dietas a base de maíz-soja, en tanto que a nivel de la UE cada vez más se utilizan otro tipo de ingredientes para las raciones (trigo, cebada, girasol, guisantes, subproductos, etc.). Algunos de estos ingredientes se caracterizan por tener una actividad fitasa endógena nada despreciable (Eeckout and De Paepe, 1994) que, en general, no se ha tenido en cuenta, pero que puede verse afectada en los procesos de granulación. Por otro lado, los efectos beneficiosos de la adición de fitasa a las dietas parecen ser, en ocasiones, más importantes en los aumentos de consumo y mejores índices de conversión que en los derivados de la propia liberación del fósforo, es decir, en los llamados “side effects”, (básicamente, mejora de parámetros productivos, del valor de energía de las dietas, de la utilización de diversos minerales, y de la proteína), aunque existe una gran controversia en algunos de estos efectos. Existen muy pocos estudios sobre el papel de la fibra y otros hidratos de carbono en la actuación de estos enzima (interacción positiva o negativa).

Estudios estructurales de relaxasas involucradas en el proceso de conjugación bacteriana

La transferencia horizontal genética en bacterias se produce mediante tres procesos principales: transformación, transducción y conjugación. Este último proceso es considerado uno de los mecanismos más relevantes en la evolución bacteriana y se caracteriza por su eficiencia en la adquisición de nuevos rasgos adaptativos, como ser la resistencia a antibióticos. Existen dos tipos de plásmidos que pueden ser transferidos mediante el proceso de conjugación: conjugativos y movilizables. Los conjugativos son auto-transmisibles ya que codifican todas las proteínas necesarias para la formación del sistema de secreción (ej. F y R388 de Escherichia coli). Los movilizables, por el contrario, son solo transmisibles en presencia de funciones conjugativas adicionales (ej. pMV158 de Streptococcus agalactiae). El proceso de conjugación se inicia con el corte de un enlace específico fosfo-diéster del ADN a ser transferido mediante una proteína denominada relaxasa. Es el caso de la proteína TrwC del plásmido conjugativo R388, cuyos estudios bioquímicos y estructurales demostraron que la presencia de una tríada de histidina, coordinada a un ión metálico, y dos residuos tirosina juegan un rol decisivo en el mecanismo catalítico. Un estudio sistemático, por difracción de rayos X ha permitido determinar la identidad y función del ión metálico, la localización de la segunda tirosina catalítica y la posición del grupo fosfato del enlace fosfo-diéster a ser cortado. Asimismo, se caracterizó por difracción de rayos X, la proteína MobM del plásmido movilizable pMV158. Esta proteína cumple un papel homólogo al de la TrwC, pero en una bacteria Gram positiva. La estructura cristalina de MobM es la primera obtenida de una relaxasa implicada en el sistema de movilización de una bacteria Gram positiva. Las similitudes y diferencias estructurales se describirán en este informe.

Desarrollo de nuevos materiales sólidos para la captura de CO2 a alta temperatura

El efecto invernadero provocado por la emisión masiva de CO2 derivado de la combustión de derivados fósiles, entre otros, está provocando serios problemas ambientales que afectan a ecosistemas de todo el planeta. Para reducir las emisiones se emplea la ciencia para diseñar nuevos métodos para capturar CO2 proveniente de la industria, transporte, energía, etc., y así causar el mínimo impacto ambiental posible hasta que dispongamos de la tecnología suficiente para abastecer la demanda energética por fuentes renovables. Entre las distintas tecnologías existentes, el trabajo pretende desarrollar un material sintético basado en calcio para captura Post-Combustión de CO2 en condiciones de presión atmosférica y alta temperatura (750 ºC) para la principal aplicación en centrales termoeléctricas. El material ha sido sintetizado por duplicado aplicando una caracterización de área superficial BET, microestructura con MEB, detección de fases con XRD y finalmente un estudio de la captura de CO2 con microbalanza de suspensión magnética. También es objetivo del trabajo estudiar el comportamiento de captura del material cuando existe la presencia de agua y/o SO2 éste normalmente presente en los gases de salida procedentes de la combustión de combustibles fósiles, tal como carbón, petróleo o gas natural. De nuevo las técnicas mencionadas han sido utilizadas para el estudio del comportamiento de captura. El material, tiene una captura de CO2 superior a otros materiales utilizados con el mismo fin. Se comporta mejor en presencia de agua y se anula la capacidad de captura por la formación de CaSO4, si en el flujo de gases está presente SO2 en una concentración mínima del 0,95%. Finalmente se realiza una breve mención sobre el posible impacto ambiental de la implantación del material así como un pequeño análisis de costes asociados a la utilización del mismo en comparación con otro material utilizado actualmente.

Factores Asociados a Deficiencia de Vitamina D y a Niveles Elevados de PTH en Pacientes con Infección VIH Atendidos en Barcelona

Estudi transversal de pacients VIH en els que es va determinar colecalciferol (25-OH- Vit.D3) i PTH, excloint a pacients amb insuficiència renal, hepàtica i nivells plasmàtics anormals de calci i/o fósfor Es van incloure 566 pacients, amb una exposició a tenofovir del 56,4%. La prevalència de vitamina D insuficient va der del 71,2% i la deficiència del 39,6% . La PTH es va determinar en 228 casos, presentant nivells elevats 86 d’ells (37,7%). Els factors de risc ajustats de deficiència de vitamina D van ser, ésser de raza no blanca i la morbilitat psiquiàtrica, essent la lipoatròfia, un factor protector. Els factors de risc independents de nivells elevats de PTH van ser: Vitamina D&12 ng/ml: OR: 2,14 (IC95%: 1,19-3,82, p: 0,01) i l’ exposició a tenofovir: OR: 3,55 (IC95%: 1,62-7,7, p: 0,002).

Variables asociadas a necrosis pancreática en pacientes con Pancreatitis Aguda Grave.

Hem fet un estudi retrospectiu de 73 adults amb pancreatitis aguda greu recollint variables analítiques i radiològiques a l'ingrés i a les 48h i relacionant-les amb l'existència de necrosi pancreàtica a la TC. Les variables relacionades amb la necrosi van ser: edat, leucòcits, VSG, TP, INR, glucèmia, urea, creatinina, proteïnes, albúmina, LDH, calci, PCR i presència de vessament pleural a la Rx. D'aquestes, el vessament pleural a l'ingrés i la hipoalbuminemia, les xifres altes de LDH i PCR a les 48 hores es van relacionar significativament, la qual cosa permet identificar pacients amb major risc en els quals instaurar mesures precoces

Estudi del comportament de materials nanoestructurats en el tractament d'aigües contaminades amb arsènic

El SPION (Super Paramagnetic Iron Oxide Nanoparticles) ha estat estudiat com un nou adsorbent per eliminar l’arsènic d’aigües contaminades. Les condicions òptimes de treball es van assolir per un pH de 3,6 i per concentracions inferiors als 100ppm. No es van trobar interferències significatives produïdes pels cations Cu, Ni i Zn en l’adsorció de l’As, sent el fosfat l’anió que més interfereix. Una esponja de cel·lulosa s’ha utilitzat com a suport del SPION, per disminuir les agregacions de les nanopartícules en suspensió i per proporcionar una material adequat per l’adsorció en continu, experiment amb columnes. Així, es va obtenir un augment de la capacitat d’adsorció del SPION per l’As(V), mentre que per l’As(III) continua sent baixa, per tant s’augmenta la selectivitat per l’As(V). Les interferències aniòniques afecten d’igual manera a l’adsorció de l’As(III) i l’As(V) quan l’adsorció és en continu o en discontinu. Els cations metàl·lics no interfereixen en l’adsorció de l’arsènic, a excepció del coure que és adsorbit i porta a la disminució de l’adsorció d’arsènic.

Contribución al conocimiento de la anapaita de la Cerdanya.

Se estudian mineralógicamente los fosfatos miocénicos de Bellver de la Cerdanya (Lérida). Para ello, se emplean las técnicas siguientes: difracción de rayos X, espectroscopia de emisión y absorción de infrarrojos. Mediante el estudio roentgenológico determinamos que la especie mineral en estudio es la Anapaita (FeCaz(P04)2.4Hz0). La espectroscopia de emisión confirma, por una parte, la existencia de los elementos constituyentes de la fórmula química: P, Ca y Fe con líneas bien marcadas y, por otra parte, la presencia de Mn, Al, Si, Mg, Na y Cu como contaminantes. Finalmente, el estudio del espectro de absorción de rayos infrarrojos detecta el grupo fosfato, básico, y la presencia de agua de absorción.

Seguimiento de marcadores óseos en pacientes con hiperparatiroidismo primario sometidos a paratiroidectomía

La paratirina actúa sobre el hueso, aumentando su resorción y movilizando iones calcio. En pacientes con hiperparatiroidismo primario (HPTP) se produce un aumento excesivo de la resorción del hueso con pérdida de la densidad mineral ósea. Por ello, para un control evolutivo más exhaustivo del paciente paratiroidectomizado puede hacerse uso, además de la medición de las concentraciones de paratirina y calcio (II), de marcadores óseos como: osteocalcina (OC), C-telopéptido isomerizado del colágeno de tipo I (CTx), fosfatasa alcalina (ALP), el propéptido aminoterminal del colágeno de tipo I {P1NP), entre otros.

Propuesta de algoritmo para el diagnóstico de hipocalcemia tras tiroidectomía

Para diagnosticar la hipocalcemia, que a veces se presenta tras una tiroidectomia, habitualmente se recurre a la medida del ion calcio y a la evaluación de síntomas específicos de hipocalcemia (tetania, signo de Trousseau) o inespecíficos (parestesia, vómitos, etc) en los días posteriores a la intervención. Sería ideal que existiesen magnitudes bioquímicas que permitieran diagnosticar precozmente esta hipocalcemia y sintomatologia. Recientemente, se ha demostrado que las concentraciones intraoperatorias de paratirina (PTH) informan sobre el estado funcional de las glándulas paratiroides tras la tiroidectomia, por lo que éstas serian las magnitudes ideales que buscamos.

Effects of DMPP on the growth and chemical composition of ryegrass (Lolium perenne L.) raised on calcareous soil

Se llevó a cabo un experimento de 406 días en macetas para evaluar el nuevo inhibidor de la nitrificación, 3,4-dimetilpirazol fosfato (DMPP), añadido a purines de cerdo. Se utilizaron macetas que contenían tierra franca calcárea que fueron sujetas a los siguientes tratamientos: sin purín, 73,7; 147,3 y 221 cm3 de purín por maceta, todas con o sin tratamiento de DMPP. A los 18 días las macetas fueron sembradas con Lolium perenne L. El mayor rendimiento (36,3 g maceta-1) se obtuvo para el tratamiento con la dosis superior de purín y DMPP, siendo un 7,4% superior al mismo tratamiento sin inhibidor y un 46,1% superior al tratamiento control. Las plantas tratadas con dosis alta y mediana, más el DMPP, absorbieron el 70% del total del N durante la primera fase del experimento (104 días) mientras que sin inhibidor absorbieron el 55,3 y el 62% respectivamente. Se observó una reducción significativa del 17% en el N lixiviado en los tratamientos sin cultivo al aplicar DMPP. El inhibidor aumentó significativamente la eficiencia agronómica del purín (g materia seca g-1 N aplicado).

Use of nitrification inhibitor DMPP to improve nitrogen recovery in irrigated wheat on a calcareous soil

The 3,4-dimethyilpyirazole phosphate (DMPP), commercialized as Entec, is a nitrification inhibitor developed by BASF (Germany) that may help to minimize N losses and to obtain a higher profit from N fertilizers. A two-year field trial was established in 2001 in the Northeast of Spain to assess the effects of DMPP on N use efficiency (NUE) and to determine the economic returns. Seven treatments have been carried out comparing the effect of DMPP on pig slurry and on mineral fertilizers. The application of DMPP resulted in better efficiency indexes on mineral fertilizers. An apparent nitrogen recovery of 0.465 kg kg-1, on average, was obtained for the Entec treatment. A net benefit of € 809 ha-1, on average, was obtained for the Entec treatment compared with € 607 ha-1 for the control treatment. The results of this study suggest that the nitrification inhibitor could improve farmer profit in irrigated wheat on a calcareous soil.

Evaluacion del estado trofico de tres cuencas interiores de Cataluña (Foix, Besos y Llobregat) mediante la vegetacion acuatica: Aplicacion de un indice trofico de resolucion generica (IVAM)

Durante abril de 2005 se realizó una campaña de muestreo de la vegetación acuática macroscópica en las cuencas de los ríos Foix, Besòs y Llobregat, sumando un total de 68 estaciones de muestreo. El objetivo principal fue evaluar el estado trófico de dichas cuencas mediante el índice trófico generado en España denominado IVAM (Índice de Vegetación Acuática Macroscópica). Se identificaron un total de 44 táxones, 8 géneros de Cyanophyta, 5 de Rodophyta, 2 de Xantophyceae, 3 de Bacillariophyceae, 15 de Clorophyta, 8 de Spermatophyta, 1 liquen y 2 briófitos (musgos y hepáticas). La cuenca del Llobregat fue la más diversa (37 t´axones), seguida del Besós (33) y el Foix (25). Los táxones más frecuentes fueron Cladophora, Vaucheria, Oedogonium, Apium, Rorippa y Oscillatoria, además de los musgos. Las fanerógamas fueron escasas, destacando los g´eneros Ranunculus, Zannichellia y Potamogeton. Los táxones que alcanzaron una mayor puntuación del IVAM (valor de tolerancia, vt = 8), aunque poco frecuentes, fueron Ranunculus, Cymbella, Rivularia, Nostoc, Tolypothrix, Chroococcus y Lemanea, todos indicadores de aguas oligotr´oficas. En aguas de buena calidad pero algo eutrofizadas (aguas mesotróficas, vt = 6), los táxones más frecuentes fueron Chara, Monostroma y Hildenbrandia, además de las hepáticas y un liquen. Según la calificación de los tramos en clases de estado trófico realizada por el IVAM, el 38.2% de los tramos presentaron una buena calidad (clases I y II) mientras que el 61.8% presentaron un estado trófico alterado (clases III, IV y V). La respuesta del IVAM a la concentración de nutrientes (fosfato, amonio, nitrito y nitrato) fue siempre significativa, destacando la alta correlación alcanzada con el ión fosfato (r = 0.71, p < 0.001), superior a la alcanzada por otros índices de diatomeas y macrófitos de resolución taxonómica específica. Este hecho confirma la ventaja de utilizar el IVAM en la evaluación del estado trófico de los ríos, ya que sin necesidad de alcanzar un nivel taxonómico de especie se obtiene una respuesta adecuada a dicha perturbación.

Cementos quimicos formulados con subproductos de oxido de magnesio

Es posible obtener cementos de fosfato de magnesio y potasio (KMgPO4·6H2O; K-estruvita), mediante la reacción en medio acuoso del óxido de magnesio y el dihidrogenofosfato de potasio, siendo ésta una reacción exotérmica muy rápida que permite el fraguado del material en pocos minutos. Estos cementos, formulados a partir de óxidos de magnesio de elevada pureza y coste elevado, se encuentran descritos en la bibliografía para su utilización en el encapsulamiento de residuos especiales y como morteros de cemento para la reparación de hormigón. Sin embargo cabe la posibilidad de poder formular este mismo tipo de cementos con óxidos de magnesio de bajo contenido, cuyo precio es del orden de 10 a 15 veces más barato que el óxido de magnesio de elevada pureza. En el presente estudio se evalúa la utilización de óxidos de magnesio de bajo contenido (¿70% MgO), obtenidos en el proceso de calcinación de la magnesita natural, para la formulación de cementos de K-estruvita. En este estudio se pretende determinar la formulación óptima de estos cementos a partir de la evaluación tanto de las propiedades mecánicas como de los tiempos de fraguado de las diferentes composiciones.