Preparació, estudi estructural i aplicabilitat de derivats de Poli-(4R)-hidroxi-L-prolina a la separació d’enantiòmers per tècniques cromatogràfiques o relacionades

La separació d’enantiòmers (isòmers òptics) és molt important en molts diversos camps, com les síntesis quirals, biologia, i en el camp de la farmacologia especialment. És per això, que es fa necessari de disposar de tècniques i mètodes analítics ràpids, fiables i sensibles per a la separació d’enantiòmers. La present tesi s’emmarca en el camp de la separació d’enantiòmers, concretament en la preparació de fases estacionàries quirals per al seu ús en cromatografia liquida. En aquest sentit, s’ha desenvolupat la síntesi i caracterització de molècules polimèriques quirals derivades de l’aminoàcid L-prolina que incorporades en matrius de gel de sílice poden constituïr columnes quirals per a la separació d’enantiòmers per cromatografia liquida. S’han estudiat les característiques enantioselectives d’aquests nous materials en la separació de molècules quirals, trobant-se ésser satisfactòriament enantioselectius. L’interès que suscita l’obtenció d’enantiòmers a gran escala fa que la recerca s’orienti a la recerca de materials amb elevada capacitat de càrrega, és a dir, que puguin donar lloc a la separació d’elevades quantitats d’enantiòmers. Amb aquesta finalitat s’han dut a terme assaigs de capacitat de càrrega, que han posat de manifest la possible aplicació d’aquests materials a la separació preparativa d’enantiòmers. També s’ha parat especial atenció a l’estudi de les característiques de la matriu de gel de sílice, assajant-se altres materials de sílice més porosos i que permeten així treballar amb fluxos més elevats tot reduint-ne el temps d’anàlisi i els costos associats a la separació preparativa d’enantiòmers. L'estudi conformacional d'aquests nous selectors també ha estat contemplat per tal d'explicar l'enantioselectivitat específica que s'observa en certs dissolvents orgànics en els qual es duu a terme la separació dels enantiòmers.

Importance of the embedding environment on the strain within small rings in siliceous materials

The effect of the local environment on the energetic strain within small (SiO)N rings (with N=2,3) in silica materials is investigated via periodic model systems employing density functional calculations. Through comparison of the energies of various nonterminated systems containing small rings in strained and relatively unstrained environments, with alpha quartz, we demonstrate how small ring strain is affected by the nature of the embedding environment. We compare our findings with numerous previously reported calculations, often predicting significantly different small-ring strain energies, leading to a critical assessment of methods of calculating accurate localized ring energies. The results have relevance for estimates of the strain-induced response (e.g., chemical, photo, and radio) of small silica rings, and the propensity for them to form in bulk glasses, thin films, and nanoclusters.

Bulk silica-based luminescent materials by sol-gel processing of non-conventional precursors

The sol-gel synthesis of bulk silica-based luminescent materials using innocuous hexaethoxydisilane and hexamethoxydisilane monomers, followed by one hour thermal annealing in an inert atmosphere at 950oC-1150oC, is reported. As-synthesized hexamethoxydisilane-derived samples exhibit an intense blue photoluminescence band, whereas thermally treated ones emit stronger photoluminescence radiation peaking below 600 nm. For hexaethoxydisilane-based material, annealed at or above 1000oC, a less intense photoluminescence band, peaking between 780 nm and 850 nm that is attributed to nanocrystalline silicon is observed. Mixtures of both precursors lead to composed spectra, thus envisaging the possibility of obtaining pre-designed spectral behaviors by varying the mixture composition.

Solubilization of decane into gemini surfactant with a modified Jeffamine backbone: Design of hierarchical porous silica

Herein, we have investigated the solubilization of decane into a novel nonionic gemini surfactant, myristoyl-end capped Jeffamine, synthesized from a polyoxyalkyleneamine (ED900). Starting from this system, porous silica materials have been prepared. Performing the hydrothermal treatment at low temperature, a slight increase of the mesopore diameter is observed in the presence of decane. Increasing the temperature of the hydrothermal treatment, no swelling effect of decane is detected. By contrast, the pore diameter decreases but better mesopore homogeneity and a larger wall thickness are obtained. At high decane concentration the new myristoyl-end capped Jeffamine/decane/water system forms oil-in-water emulsions, which are used as template for the formation of hierarchical porous silica materials.

Preparació de materials híbrids orgànico-inorgànics a partir de sals d'imidazoli

Estudi elaborat a partir d’una estada a l’ Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier, França, durant 2006. S’han sintetitzat materials híbrids orgànico-inorgànics mitjançant el procés sol-gel i altres estratègies sintètiques. En alguns casos, s’ha intentat estructurar aquests materials, ja sigui per autoestructuració o per mitjà de tensioactius. Com a catalitzadors de les reaccions d'hidròlisi i policondensació s’han utilitzat àcids, bases i fluorurs. Els materials obtinguts s’han caracteritzat mitjançant diferents tècniques: BET (Brunauer-Emmett-Teller), TEM (microscopia electrònica de transmissió), SEM (microscòpia electrònica de rastreig), raigs X en pols , IR i RMN (ressonància magnètica nuclear) en estat sòlid. Amb aquests materials es pretén preparar catalitzadors heterogenis de Pd per reaccions d’acoblament creuat, i de Ru per reaccions de metàtesi. També s’han sintetitzat sals d'imidazoli amb cadenes hidrocarbonades llargues amb l'objectiu de preparar gels de sílice amb aquestes molècules atrapades dins la matriu inorgànica. Aquests materials s’utilitzaran com a organocatalitzadors i també es prepararan els corresponents catalitzadors de Pd per reaccions de Heck, Suzuki i Sonogashira. Les sals d’imidazoli s’han utilitzat com a tensioactius en la preparació de gels de sílice estructurats. Aquestes molècules han resultat ser cristalls líquids i s’han caracteritzar mitjançant DSC (differential scanning calorimetry), microscopia òptica i raigs X.

Microbial spoilage and quality of marinated dark, firm, dry meat

Estudi elaborat a partir d’una estada al Royal Veterinary and Agricultural University of Denmark entre els mesos de Març a Juny del 2006. S’ha investigat l’efecte dels envasats amb atmosferes modificades (MAP), així com la marinació amb vi tint, sobre l’evolució de la contaminació bacteriològica de carns fosques, dures i seques (DFD). Les carns DFD es troben a les canals d’animals que, abans del sacrifici, han estat exposades a activitats musculars prolongades o estrès. Les carns DFD impliquen importants pèrdues econòmiques degut a la contaminació bacteriològica i als problemes tecnològics relacionats amb la alta capacitat de retenció d’aigua. A més a més, és crític per la indústria investigar la diversitat de la contaminació bacteriana, identificar les espècies bacterianes i controlar-les. Però és difícil degut a la inhabilitat per detectar algunes bactèries en medis coneguts, les interaccions entre elles, la complexitat dels tipus de contaminació com són aigua, terra, femtes i l’ambient. La Polymerasa chain reaction- Denaturating Electrophoresis Gel (PCR-DGEE ) pot sobrepassar aquests problemes reflectint la diversitat microbial i les espècies bacterianes. Els resultants han indicat que la varietat bacteriana de la carn incrementava amb els dies d’envasat independentment del mètode d’envasat, però decreixia significativament amb el tractament de marinació amb vi tint. La DGEE ha mostrat diferències en les espècies trobades, indicant canvis en la contaminació bacteriana i les seves característiques en la carn DFD sota els diferents tractaments. Tot i que la marinació és una bona alternativa i solució a la comercialització de carn DFD , estudis de seqüenciació són necessaris per identificar les diferents tipus de bactèries.

Solid-phase synthesis and NMR studies of modified oligonucleotides forming triplex helix and of oligonucleopeptides mimicking the topoisomerase I-DNA covalent complex

Report for the scientific sojourn carried out at the Institut de Biologia Molecular de Barcelona of the CSIC –state agency – from april until september 2007. Topoisomerase I is an essential nuclear enzyme that modulates the topological status of DNA, facilitating DNA helix unwinding during replication and transcription. We have prepared the oligonucleotide-peptide conjugate Ac-NLeu-Asn-Tyr(p-3’TTCAGAAGC5’)-LeuC-CONH-(CH2)6-OH as model compound for NMR studies of the Topoisomerase I- DNA complex. Special attention was made on the synthetic aspects for the preparation of this challenging compound especially solid supports and protecting groups. The desired peptide was obtained although we did not achieve the amount of the conjugate needed for NMR studies. Most probably the low yield is due to the intrinsic sensitive to hydrolysis of the phosphate bond between oligonucleotide and tyrosine. We have started the synthesis and the structural characterization of oligonucleotides carrying intercalating compounds. At the present state we have obtained model duplex and quadruplex sequences modified with acridine and NMR studies are underway. In addition to this project we have successfully resolved the structure of a fusion peptide derived from hepatitis C virus envelope synthesized by the group of Dr. Haro and we have synthesized and started the characterization of a modified G-quadruplex.

The size of the underground economy in Germany: A correction of the record and new evidence from the Modified-Cash-deposit-Ratio approach

Based on the Ahumada et al. (2007, Review of Income and Wealth) critique we revise existing estimates of the size of the German underground economy. Among other things, it turns out that most of these estimates are untenable and that the tax pressure induced size of the German underground economy may be much lower than previously thought. To this extent, German policy and law makers have been misguided during the last three decades. Therefore, we introduce the Modified-Cash-Deposit-Ratio (MCDR) approach, which is not subject to the recent critique and apply it to Germany for the period 1960 to 2008. JEL: O17, Q41, C22, Keywords: underground economy, shadow economy, cash-depositratio, currency demand approach, MIMIC approach

Modified differentials and basic cohomology for Riemannian foliations

We define a new version of the exterior derivative on the basic forms of a Riemannian foliation to obtain a new form of basic cohomology that satisfies Poincaré duality in the transversally orientable case. We use this twisted basic cohomology to show relationships between curvature, tautness, and vanishing of the basic Euler characteristic and basic signature.

I. Identification and characterisation of epigenetically altered tumor supressor genes by proteomic and genomic approches / II. Studies of genes regualted by MeCP2 union to its promoter regions by proteomic and genmomic approches

DNA methylation has an important impact on normal cell physiology, thus any defects in this mechanism may be related to the development of various diseases In this project we are interested in identifying epigeneticaliy modified genes, in general controlled by processes related to the DNA methylation, by means of a new strategy combining protomic and genomic analyses. First, the two Dimensional-Difference Gel Electrophoresis (2-DIGE) protein analyses of extracts obtained from HCT-116 wt and double knockout for DNMT1 and DNMT3b (DKO) cells revealed 34 proteins overexpressed in the condition of DNMTs depletion. From five genes with higher transcript lavels in DKO cells, comparing with HCT-116 wt. oniy AKR1B1, UCHLl and VIM are melhylated in HCT-116. As expected. the DNA methvlation 1s lost in DKO cells. The rneth,vl ation of VIM and UCHLl promoters in some cancer samples has already been repaired, thus further studies has been focused on AKRlBI. AKR1B1 expression due lo DNA methyiaton of promoter region seems to occur specilfically in the colon cancer cell Iines. which was confirmed in the DNA rnethylation status and expression analyses. performed on 32 different cancer cell lines (including colon, breast, lymphoma, leukemia, neuroblastoma, glioma and lung cancer cell Iines) as well as normal colon and normal lymphocytes samples. AKRIBI expression after treatments with DNA demethvlating agent (AZA) was rescued in 5 coloncancer cell lines (including genetic regulation of the candidate gene. The methylation status of the rest of the genes identified in proteomic analysis was checked by methylation specific PCR (MSP) experiment and all appeared to be unmethylated. The similar research has been done also bv means of Mecp2-null mouse model For 14 selected candidate genes the analyses of expression leveis, methylation Status and MeCP2 interaction with promoters are currently being performed.

Esfingolipids i senyal•lització cel.lular: l'(E)-2-hexadecenal com a possible lípid bioactiu

L’esfingosina-1-fosfat (S1P) és un lípid bioactiu amb funcions crucials en la biologia cel•lular. Entre aquestes, la seva activitat mitogènica i citoprotectora són les més estudiades. L’S1P és catabolitzada intracel•lularment mitjançant l’esfingosina-1-fosfat liasa (SGPL1) per generar (E)-2-hexadecenal i fosforiletanolamina. L’objectiu d’aquest projecte és explorar si l’(E)-2-hexadecenal és realment un catabòlit innocu o bé si, pel seu caràcter acceptor de Michael, és capaç de reaccionar amb pèptids o proteïnes específics. Aquesta interacció podria traduïr-se en funcions biològiques determinades, algunes de les quals són possiblement atribuïdes a l’esfingosina-1-fosfat com a tal. Per poder explorar el potencials adductes proteïcs amb l’aldehid, s’han emprat, sobre cèl•lules HeLa que sobreexpressen SGPL1, sondes anàlegs a esfingosina i esfinganina (i els seus derivats fosforil•lats) que presenten una funció azida en la posició omega de la cadena esfingoide. Aquestes, mitjançant química click sense coure, s’han fet reaccionar amb una molècula que presenta un dibenzociclooctí unit a biotina DBCObiotina). Després d’aïllar les proteïnes així biotinilades amb una reïna d’estreptavidina, aquestes es van separar per electroforesi. Les bandes proteïques observades es van extreure del gel i es van digerir amb tripsina, per posteriorment analitzar els pèptids per MALDI-TOF, el que permetria l’identificació de proteïnes a partir de “peptide mass fingerprinting”. Lamentablement, a la fi d’aquest contracte, encara no s’ha pogut identificar cap proteïna que s’uneixi a l’aldehid alliberat per la reacció de l’esfingosina-1- fosfat liasa. No obstant, durant aquest temps s’ha millorat el mètode per detectar aquests adductes proteïcs. Per això, si la recerca continua en aquesta línia, properament es podria saber amb certesa si existeixen o no aquestes interaccions covalents entre determinades proteïnes i l’(E)-2-hexadecenal.

Proteomic analysis of peach fruit mesocarp softening and chilling injury using difference gel electrophoresis (DIGE)

Background: Peach fruit undergoes a rapid softening process that involves a number of metabolic changes. Storing fruit at low temperatures has been widely used to extend its postharvest life. However, this leads to undesired changes, such as mealiness and browning, which affect the quality of the fruit. In this study, a 2-D DIGE approach was designed to screen for differentially accumulated proteins in peach fruit during normal softening as well as under conditions that led to fruit chilling injury. Results:The analysis allowed us to identify 43 spots -representing about 18% of the total number analyzed- that show statistically significant changes. Thirty-nine of the proteins could be identified by mass spectrometry. Some of the proteins that changed during postharvest had been related to peach fruit ripening and cold stress in the past. However, we identified other proteins that had not been linked to these processes. A graphical display of the relationship between the differentially accumulated proteins was obtained using pairwise average-linkage cluster analysis and principal component analysis. Proteins such as endopolygalacturonase, catalase, NADP-dependent isocitrate dehydrogenase, pectin methylesterase and dehydrins were found to be very important for distinguishing between healthy and chill injured fruit. A categorization of the differentially accumulated proteins was performed using Gene Ontology annotation. The results showed that the 'response to stress', 'cellular homeostasis', 'metabolism of carbohydrates' and 'amino acid metabolism' biological processes were affected the most during the postharvest. Conclusions: Using a comparative proteomic approach with 2-D DIGE allowed us to identify proteins that showed stage-specific changes in their accumulation pattern. Several proteins that are related to response to stress, cellular homeostasis, cellular component organization and carbohydrate metabolism were detected as being differentially accumulated. Finally, a significant proportion of the proteins identified had not been associated with softening, cold storage or chilling injury-altered fruit before; thus, comparative proteomics has proven to be a valuable tool for understanding fruit softening and postharvest.

Programació d'una aplicació gràfica per l'anàlisi de senyals usant LDB (Local Discriminant Bases) i MLDB (Modified LDB)

Tot seguit presentem un entorn per analitzar senyals de tot tipus amb LDB (Local Discriminant Bases) i MLDB (Modified Local Discriminant Bases). Aquest entorn utilitza funcions desenvolupades en el marc d’una tesi en fase de desenvolupament. Per entendre part d’aquestes funcions es requereix un nivell de coneixement avançat de processament de senyals. S’han extret dels treballs realitzats per Naoki Saito [3], que s’han agafat com a punt de partida per la realització de l’algorisme de la tesi doctoral no finalitzada de Jose Antonio Soria. Aquesta interfície desenvolupada accepta la incorporació de nous paquets i funcions. Hem deixat un menú preparat per integrar Sinus IV packet transform i Cosine IV packet transform, tot i que també podem incorporar-n’hi altres. L’aplicació consta de dues interfícies, un Assistent i una interfície principal. També hem creat una finestra per importar i exportar les variables desitjades a diferents entorns. Per fer aquesta aplicació s’han programat tots els elements de les finestres, en lloc d’utilitzar el GUIDE (Graphical User Interface Development Enviroment) de MATLAB, per tal que sigui compatible entre les diferents versions d’aquest programa. En total hem fet 73 funcions en la interfície principal (d’aquestes, 10 pertanyen a la finestra d’importar i exportar) i 23 en la de l’Assistent. En aquest treball només explicarem 6 funcions i les 3 de creació d’aquestes interfícies per no fer-lo excessivament extens. Les funcions que explicarem són les més importants, ja sigui perquè s’utilitzen sovint, perquè, segons la complexitat McCabe, són les més complicades o perquè són necessàries pel processament del senyal. Passem cada entrada de dades per part de l’usuari per funcions que ens detectaran errors en aquesta entrada, com eliminació de zeros o de caràcters que no siguin números, com comprovar que són enters o que estan dins dels límits màxims i mínims que li pertoquen.

Nanosized Nb-TiO2 gas sensors derived from alkoxides hydrolization

Nanocrystalline TiO2 modified with Nb has been produced through the sol-gel technique. Nanopowders have been obtained by means of the hydrolysis of pure alkoxides with deionized water and peptization of the resulting hydrolysate with diluted acid nitric at 100 C. The addition of Nb stabilizes the anatase phase to higher temperatures. XRD spectra of the undoped and the Nb-doped samples show that the undoped sample has been almost totally converted to rutile at 600 C, meanwhile the doped samples present still a low percentage of rutile phase. Nanocrystalline powders stabilized at 600 C with grain sizes of about 17 nm have successfully been synthesized by the addition of Nb with a concentration of 2% at., which appears to be an adequate additive concentration to improve the gas sensor performances, such as it is suggested by the catalytic conversion efficiency experiments performed from FTIR measurements. FTIR absorbance spectra show that catalytic conversion of CO occurs at lower temperatures when niobium is introduced. The electrical response of the films to different concentrations of CO and ethanol has been monitored in dry and wet environments in order to test the influence of humidity in the sensor response. The addition of Nb decreases the working temperature and increases the stability of the layers. Also, large enhancement of the response time is obtained even with lower working temperatures. Moreover, humidity effects on the gas sensor response toward CO and ethanol are less important in Nb-doped samples than in the undoped ones.

Nanosized Nb-TiO2 gas sensors derived from alkoxides hydrolization

Nanocrystalline TiO2 modified with Nb has been produced through the sol-gel technique. Nanopowders have been obtained by means of the hydrolysis of pure alkoxides with deionized water and peptization of the resulting hydrolysate with diluted acid nitric at 100 C. The addition of Nb stabilizes the anatase phase to higher temperatures. XRD spectra of the undoped and the Nb-doped samples show that the undoped sample has been almost totally converted to rutile at 600 C, meanwhile the doped samples present still a low percentage of rutile phase. Nanocrystalline powders stabilized at 600 C with grain sizes of about 17 nm have successfully been synthesized by the addition of Nb with a concentration of 2% at., which appears to be an adequate additive concentration to improve the gas sensor performances, such as it is suggested by the catalytic conversion efficiency experiments performed from FTIR measurements. FTIR absorbance spectra show that catalytic conversion of CO occurs at lower temperatures when niobium is introduced. The electrical response of the films to different concentrations of CO and ethanol has been monitored in dry and wet environments in order to test the influence of humidity in the sensor response. The addition of Nb decreases the working temperature and increases the stability of the layers. Also, large enhancement of the response time is obtained even with lower working temperatures. Moreover, humidity effects on the gas sensor response toward CO and ethanol are less important in Nb-doped samples than in the undoped ones.