Hierarchical zeolites prepared by organosilane templating: A study of the synthesis mechanism and catalytic activity

The crystallization of hierarchical ZSM-5 in the presence of the organosilane octadecyl-dimethyl-(3-trimethoxysilyl-propyl)-ammonium chloride as the mesoporogen was investigated as a function of time and temperature. The synthesis by this method proceeds in two steps. The rapid formation of a predominantly amorphous disordered mesoporous aluminosilicate precursor phase is followed by the formation of globular highly mesoporous zeolite particles involving dissolution of the precursor phase. It is difficult to completely convert the initial phase into the final hierarchical zeolite. This limits the amount of aluminium built into the MFI network and the resulting Bronsted acidity. In the presence of iron, more crystalline hierarchical zeolite is obtained. These Fe-containing zeolites are excellent catalysts for the selective oxidation of benzene to phenol. Their hierarchical pore structure leads to higher reaction rates due to increased mass transfer and increased catalyst longevity despite more substantial coke formation. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Fluid Shear Induces Conformation Change in Human Blood Protein von Willebrand Factor in Solution

Many of the physiological functions of von Willebrand Factor (VWF), including its binding interaction with blood platelets, are regulated by the magnitude of applied fluid/hydrodynamic stress. We applied two complementary strategies to study the effect of fluid forces on the solution structure of VWF. First, small-angle neutron scattering was used to measure protein conformation changes in response to laminar shear rates (G) up to 3000/s. Here, purified VWF was sheared in a quartz Couette cell and protein conformation was measured in real time over length scales from 2-140 nm. Second, changes in VWF structure up to 9600/s were quantified by measuring the binding of a fluorescent probe 1,1'-bis(anilino)-4-,4'-bis(naphtalene)-8,8'-disulfonate (bis-ANS) to hydrophobic pockets exposed in the sheared protein. Small angle neutron scattering studies, coupled with quantitative modeling, showed that VWF undergoes structural changes at G < 3000/s. These changes were most prominent at length scales <10 nm (scattering vector (q) range >0.6/nm). A mathematical model attributes these changes to the rearrangement of domain level features within the globular section of the protein. Studies with bis-ANS demonstrated marked increase in bis-ANS binding at G > 2300/s. Together, the data suggest that local rearrangements at the domain level may precede changes at larger-length scales that accompany exposure of protein hydrophobic pockets. Changes in VWF conformation reported here likely regulate protein function in response to fluid shear.

Mutations in the H, F, or M proteins can facilitate resistance of measles virus to neutralizing human anti-MV sera

Although there is currently no evidence of emerging strains of measles virus (MV) that can resist neutralization by the anti-MV antibodies present in vaccinees, certain mutations in circulating wt MV strains appear to reduce the efficacy of these antibodies. Moreover, it has been hypothesized that resistance to neutralization by such antibodies could allow MV to persist. In this study, we use a novel in vitro system to determine the molecular basis of MV's resistance to neutralization. We find that both wild-type and laboratory strain MV variants that escape neutralization by anti-MV polyclonal sera possess multiple mutations in their H, F, and M proteins. Cytometric analysis of cells expressing viral escape mutants possessing minimal mutations and their plasmid-expressed H, F, and M proteins indicates that immune resistance is due to particular mutations that can occur in any of these three proteins that affect at distance, rather than directly, the native conformation of the MV-H globular head and hence its epitopes. A high percentage of the escape mutants contain mutations found in cases of Subacute Sclerosing Panencephalitis (SSPE) and our results could potentially shed light on the pathogenesis of this rare fatal disease.

Locations of peculiar supernovae as a diagnostic of their origins

We put constraints on the properties of the progenitors of peculiar calcium-rich transients using the distribution of locations within their host galaxies. We confirm that this class of transients do not follow the galaxy stellar mass profile and are more likely to be found in remote locations of their apparent hosts. We test the hypothesis that these transients are from low-metallicity progenitors by comparing their spatial distributions with the predictions of self-consistent cosmological simulations that include star formation and chemical enrichment. We find that while metal-poor stars and our transient sample show a consistent preference for large offsets, metallicity alone cannot explain the extreme cases. Invoking a lower age limit on the progenitor helps to improve the match, indicating these events may result from a very old metal-poor population. We also investigate the radial distribution of globular cluster systems, and show that they too are consistent with the class of calcium-rich transients. Because photometric upper limits exist for globular clusters for some members of the class, a production mechanism related to the dense environment of globular clusters is not favoured for the calcium-rich events. However, the methods developed in this paper may be used in the future to constrain the effects of low metallicity on radially distant core-collapse events or help establish a correlation with globular clusters for other classes of peculiar explosions.

Smart Plastic Antibody Material for Hemoglobin Tailored by Silica Surface Imprinting and with Charged Binding Sites: Its use as Ionophore in Potentiometric Transduction

JORNADAS DE ELECTROQUÍMICA E INOVAÇÃO 2013

Visualisation of human rad52 protein and its complexes with hRad51 and DNA.

The human Rad52 protein stimulates joint molecule formation by hRad51, a homologue of Escherichia coli RecA protein. Electron microscopic analysis of hRad52 shows that it self-associates to form ring structures with a diameter of approximately 10 nm. Each ring contains a hole at its centre. hRad52 binds to single and double-stranded DNA. In the ssDNA-hRad52 complexes, hRad52 was distributed along the length of the DNA, which exhibited a characteristic "beads on a string" appearance. At higher concentrations of hRad52, "super-rings" (approximately 30 nm) were observed and the ssDNA was collapsed upon itself. In contrast, in dsDNA-hRad52 complexes, some regions of the DNA remained protein-free while others, containing hRad52, interacted to form large protein-DNA networks. Saturating concentrations of hRad51 displaced hRad52 from ssDNA, whereas dsDNA-Rad52 complexes (networks) were more resistant to hRad51 invasion and nucleoprotein filament formation. When Rad52-Rad51-DNA complexes were probed with gold-conjugated hRad52 antibodies, the presence of globular hRad52 structures within the Rad51 nucleoprotein filament was observed. These data provide the first direct visualisation of protein-DNA complexes formed by the human Rad51 and Rad52 recombination/repair proteins.

Transmission measurements using a new far-infrared set-up

A system comprised of a Martin-Puplett type polarizing interferometer and a Helium-3 cryostat was developed to study the transmission of materials in the very-far-infrared region of the spectrum. This region is of significant interest due to the low-energy excitations which many materials exhibit. The experimental transmission spectrum contains information concerning the optical properties of the material. The set-up of this system is described in detail along with the adaptations and improvements which have been made to the system to ensure the best results. Transmission experiments carried out with this new set-up for two different varieties of materials: superconducting thin films of lead and biological proteins, are discussed. Several thin films of lead deposited on fused silica quartz substrates were studied. From the ratio of the transmission in the superconducting state to that in the normal state the superconducting energy gap was determined to be approximately 25 cm-1 which corresponds to 2~/kBTc rv 5 in agreement with literature data. Furthermore, in agreement with theoretical predictions, the maximum in the transmission ratio was observed to increase as the film thickness was increased. These results provide verification of the system's ability to accurately measure the optical properties of thin low-Tc superconducting films. Transmission measurements were carried out on double deionized water, and a variety of different concentrations by weight of the globular protein, Bovine Serum Albumin, in the sol, gel and crystalline forms. The results of the water study agree well with literature values and thus further illustrate the reproducibility of the system. The results of the protein experiments, although preliminary, indicate that as the concentration increases the samples become more transparent. Some weak structure in the frequency dependent absorption coefficient, which is more prominent in crystalline samples, may be due to low frequency vibrations of the protein molecules.

Étude des interactions entre les cellules progénitrices endothéliales et l’adiponectine

L’adiponectine, une adipokine aux niveaux plasmatiques inversement associés aux composantes du syndrome métabolique, protège contre l’athérosclérose et réduit les risques d’infarctus du myocarde. Les cellules progénitrices endothéliales (EPCs) jouent un rôle dans la réparation vasculaire et leur nombre est réduit chez les patients atteints de maladies cardiovasculaires. Nous croyons que les effets de l’adiponectine peuvent s’expliquer entre autres via ses interactions avec les EPCs. Trois sous-population d’EPCs, isolées du sang de donneurs sains, ont été caractérisées par immunophénotypage par cytométrie en flux. L’expression des récepteurs de l’adiponectine, AdipoR1, AdipoR2 et H-cadherin par les EPCs et les cellules endothéliales a été évaluée par qPCR. Les effets de l’adiponectine sur la migration et l’apoptose des EPCs et sur l’apoptose des HUVECs ont été étudiés. L’expression de l’élastase des neutrophiles par les EPCs et son activité ont été testées. Les résultats de qPCR montrent que l’AdipoR1 est plus fortement exprimé que l’AdipoR2 alors qu’H-cadhérine n’est pas détectable dans les EPCs. Les EPCs précoces expriment aussi l’élastase. L’expression d’AdipoR1 a été confirmée par immunobuvardage. L’adiponectine augmente de façon significative la survie de deux sous-populations d’EPCs, mais pas celle des HUVECs, en condition de privation de sérum. L’activité de l’élastase a été confirmée dans le milieu conditionné par les EPCs. Les EPCs expriment les récepteurs de l’adiponectine et l’élastase. L’adiponectine protège les EPCs contre l’apoptose et pourrait augmenter leur capacité de réparation vasculaire. L’activité élastase des EPCs pourrait moduler localement l’activité de l’adiponectine par la génération de sa forme globulaire.

Régulation transcriptionelle du développement de l'hypothalamus chez l'amphibien

Le noyau paraventriculaire (PVN) de l'hypothalamus régule une série de phénomènes physiologiques incluant l'équilibre énergétique et la pression artérielle. Nous avons identifié une cascade de facteurs de transcription qui contrôle le développement du PVN. SIM1 et OTP agissent en parallèle pour contrôler la différenciation d'au moins cinq types de neurones identifiables par la production d'OT, AVP, CRH, SS et TRH. Ces Facteurs de transcriptions contrôlent le développement des lignées CRH, AVP et OT en maintenant l'expression de Brn2 qui à son tour est nécessaire pour la différenciation terminale de ces neurones. L'analyse du transcriptome du PVN nous a permis d'identifier plusieurs gènes qui ont le potentiel de contrôler le développement du PVN. Nous voulons développer un paradigme de perte de fonction qui permettrait l'étude de ces gènes candidats sur une grande échelle. Le but de ce projet est de caractériser le PVN en développement de l'amphibien en vue de l'utilisation de ce modèle pour des études fonctionnelles. Nous avons cloné des fragments de cDNA de Sim1, OTP, Brn2, Sim2, CRH, Ot, AVP et TRH à partir de l'ARN total de Xenopus Laevis. Nous avons adapté notre technique d'hybridation in situ pour caractériser l'expression de ces gènes chez l'amphibien aux stades 33-39, 44, 51, 54, 60, et chez l'adulte. Résultats. Les Facteurs de transcription Sim1, OTP, et Brn2 commencent à être exprimés dans le PVN prospectif au stade 33. L'expression des marqueurs de différenciation terminale devient détectable entre les stades 37 et 39. De façon intéressante, le PVN occupe initialement un domaine de forme globulaire puis à partir du stade 44 s'allonge le long de l’axe dorso-ventral. Cet allongement se traduit par une organisation en colonnes des cellules du PVN que nous n'avons pas observée chez les rongeurs. Le développement du PVN est conservé chez l'amphibien dans la mesure où la relation entre l'expression des facteurs de transcription et des marqueurs de différenciation terminale est conservée. Il existe par ailleurs des différences entre la topographie des PVN des mammifères et de l'amphibien. L'organisation en colonnes de cellules pourrait correspondre à des mouvements de migration tangentielle. Nous sommes maintenant en mesure de tester la fonction des facteurs de transcription dans le PVN par l'approche d'invalidation par morpholinos.

Modèles d'atmosphères hors-ETL avec métaux : applications aux étoiles sous-naines chaudes

Avec la mise en place dans les dernières années d'une grappe d'ordinateurs (CALYS) dédiés aux calculs de modèles stellaires pour notre groupe de recherche, il nous est désormais possible d'exploiter à leur plein potentiel les modèles d'atmosphères hors équilibre thermodynamique local (HETL) en y incluant des éléments métalliques. Ce type de modèles, plutôt exigeant en temps de calcul, est toutefois essentiel pour analyser correctement les spectres d'étoiles chaudes comme les sous-naines de type O (sdO). Les travaux effectués dans le cadre de cette thèse ont comme point commun l'utilisation de tels modèles d'atmosphères pour faire l'analyse spectroscopique d'étoiles sous-naines chaudes dans des contextes variés. Le coeur de cette thèse porte sur Bd+28 4211, une étoile standard de type sdO très chaude, dans laquelle le problème des raies de Balmer, qui empêche de reproduire ces dernières avec une unique, et réaliste, combinaison de paramètres atmosphériques, est bien présent. Dans un premier temps nous présentons une analyse approfondie de son spectre ultraviolet (UV). Cela nous permet de déterminer les abondances de métaux dans l'atmosphère de l'étoile et de contraindre sa température effective et sa gravité de surface. Par la suite, ces résultats servent de point de départ à l'analyse du spectre optique de l'étoile, dans lequel le problème des raies de Balmer se fait sentir. Cette analyse nous permet de conclure que l'inclusion des abondances métalliques propres à l'étoile dans les modèles d'atmosphères HETL n'est pas suffisant pour surmonter le problème des raies de Balmer. Toutefois, en y incluant des abondances dix fois solaires, nous arrivons à reproduire correctement les raies de Balmer et d'hélium présentes dans les spectres visibles lors d'un ajustement de paramètres. De plus, les paramètres résultants concordent avec ceux indiqués par le spectre UV. Nous concluons que des sources d'opacité encore inconnues ou mal modélisées sont à la source de ce problème endémique aux étoiles chaudes. Par la suite nous faisons une étude spectroscopique de Feige 48, une étoile de type sdB pulsante particulièrement importante. Nous arrivons à reproduire très bien le spectre visible de cette étoile, incluant les nombreuses raies métalliques qui s'y trouvent. Les paramètres fondamentaux obtenus pour Feige 48 corroborent ceux déjà présents dans la littérature, qui ont été obtenus avec des types de modèles d'atmosphères moins sophistiqués, ce qui implique que les effets HETL couplés à la présence de métaux ne sont pas importants dans l'atmosphère de cette étoile particulière. Nous pouvons donc affirmer que les paramètres de cette étoile sont fiables et peuvent servir de base à une future étude astérosismologique quantitative. Finalement, 38 étoiles sous-naines chaudes appartenant à l'amas globulaire omega Centauri ont été analysées afin de déterminer, outre leur température et gravité de surface, leurs abondances d'hélium et de carbone. Nous montrons qu'il existe une corrélation entre les abondances photosphériques de ces deux éléments. Nous trouvons aussi des différences entre les étoiles riches en hélium de l'amas du celles du champ. Dans leur ensemble, nos résultats remettent en question notre compréhension du mécanisme de formation des sous-naines riches en hélium.

Synthesis and Characterization of Novel Spiro-Starburst-Structures as Blue Light Emitters and Zeolites

Spiro-starburst-structures with symmetric globular structures in forms of first and second generations that readily form stable amorphous glasses have been synthesized and then characterised in this work. During the synthesis of these materials, possibilities of the extension of the chains of the phenyl rings in 2,2’,7 and 7’-positions of the central core of the spirobifluorene as well as the 2’,7 and 7’-positions of the terminal spirobifluorene units of the spiro-starburst-structures have been investigated so that solubilities and morphologies of the compounds are not negatively influenced. Their morphological properties have been explored by recording their decomposition temperature and glass transition temperature. These compounds possessing two perpendicular arrangement of the two molecular halves show high glass transition temperature (Tg), which is one of the most important parameter indicating the stability of the amorphous state of the material for optoelectronic devices like organic light emitting diodes. Within the species of second generation compounds, for example, 4-spiro3 shows the highest Tg (330 °C) and the highest branching degree. When one [4B(SBF)SBF-SBF 84] or two [4SBFSBF-SBF 79] terminal spirobifluorene units are removed, the Tg decreases to 318 °C and 307 °C respectively. Photo absorption and fluorescence spectra and cyclic voltammetry measurements are taken in account to characterize the optoelectronic properties of the compounds. Spiro-starburst-structures emit radiation in the blue region of the visible spectrum. The peak maxima of absorption and emission spectra are observed to be at higher wavelength in the molecules with longer chromophore chains than in the molecules with shorter chromophore chains. Excitation spectra are monitored with their emission peak maxima. The increasing absorbing species in molecule leads to increasing molar extinction coefficient. In the case of 4B(TP)SBF-SBF 53 and 4B(SBF)SBF-SBF 84, the greater values of the molar extinction coefficients (43*104 and 44*104 L mol-1 cm-1 respectively) are the evidences of the presence of four times octiphenyl conjugation rings and eight times terminal fluorene units respectively. The optical properties of solid states of these compounds in the form of thin film indicate that the intermolecular interaction and aggregation of individual molecules in neat amorphous films are effectively hindered by their sterically demanding structures. Accordingly, in solid state, they behave like isolated molecules in highly dilute solution. Cyclic voltammetry measurements of these compounds show electrochemically reversibility and stability. Furthermore, the zeolitic nature (host-guest) of the molecular sieve of the synthesized spiro-starburst-structures has been analysed by thermogravimetric analysis method.

Revisión sistemática de literatura de la neumonía lipoidea exógena (nle) por exposición laboral

Objetivo Realizar una revisión sistemática de la neumonía lipoidea exógena (NLE) con el propósito de compactar y sintetizar los conocimientos fragmentados, así como el de informar el estado actual de este tema como riesgo laboral. Metodología La neumonía lipoidea es una condición poco común que resulta de la presencia de lípidos en el interior del espacio alveolar, se desconoce su actual incidencia. La neumonía lipoidea exógena se produce por aspiración o inhalación de sustancias oleosas, es una patología rara en pacientes sin enfermedades de base que predispongan a la broncoaspiración y cuando se presenta en individuos sanos se debe sospechar un origen ocupacional. Se realizó una revisión de literatura según la metodología estandarizada, incluyendo en la búsqueda: reporte de casos, descripciones de la enfermedad y el uso de técnicas diagnósticas. Las bases de datos fueron OVID además de GOOGLE ACADÉMICO; buscadores específicos: MEDLINE, CHEST, PUB MED, REDALYC, SCIELO, Europe PubMed Central (Europe PMC) y ELSEVIER. La búsqueda estuvo además, orientada por una serie de preguntas orientadoras sobre la neumonía lipoidea exógena (NLE) como riesgo laboral. Los artículos que cumplieron con los criterios de inclusión, se clasificaron de acuerdo con tipo de estudio, la calidad del artículo y finalmente se evaluaron con base en una lista de chequeo ajustada para este fin. Resultados Se seleccionó un total de 71 estudios incluyendo reporte de casos, descripciones de la enfermedad y técnicas diagnósticas; publicaciones provenientes de 21 países. Un total de 63 casos, 31 en mujeres (49,20%) y 32 en hombres (50,8%) fueron reportados; el 7,93% de los casos fueron atribuidos a la exposición de agentes en el ambiente laboral: combustibles, parafina/pintura/ pulverizaciones oleosas y diésel, ambientes propios de trabajadores de almacenes de pinturas y conductores de vehículos. Los síntomas de la neumonía lipoidea exógena (NLE) descritos fueron muy variables, puede cursar asintomática o con presencia de fiebre, disnea y tos irritativa; dolor torácico, en algunos casos hemoptisis, cianosis y pérdida de peso; El examen físico generalmente es normal, aunque puede revelar sibilancias o roncus. En pruebas de función respiratoria tales como la espirometría, se presenta un patrón restrictivo, además puede hallarse un descenso en la capacidad de difusión para el monóxido de carbono. En el hemograma puede detectarse leucocitosis con predominio de neutrófilos y aumento de la velocidad de sedimentación globular, hallazgos que también pueden ser producidos por una infección concomitante. Conclusiones Se destaca el hallazgo en la literatura de los diferentes agentes causales presentes en el ambiente laboral que pueden incidir en la aparición de la enfermedad: combustibles, parafina/pintura/ pulverizaciones oleosas y diésel, ambientes propios de trabajadores de almacenes de pinturas y conductores de vehículos. Se presentó neumonía lipoidea exógena (NLE) de tipo agudo después de 30 minutos a 24 horas de exposición masiva a aceites y sustancias oleosas, luego de de ocho meses a 9,5 años de inhalación continua secundaria. Los métodos más para de la diagnóstico enfermedad incluyen el lavado broncoalveolar (BAL), la biopsia de pulmón y la con radiografía torácica. Finalmente, es posible que en pacientes con neumonía lipoidea exógena, puedan presentarse complicaciones asociadas tales como: sobreinfección, fibrosis, retracción de las lesiones, cáncer de pulmón, bronconeumonías recurrentes e hipercalcemia.

Improvement of heat-induced gel properties of porcine plasma

L'objectiu és millorar els gels de plasma porcí induïts per calor a pH àcid utilitzant transglutaminasa microbiana (MTGasa). El tractament millora textura i CRA dels gels a pH 5,5, però les millores no són suficients per recuperar les pèrdues degut a l'acidificació. L'estructura globular de les proteïnes dificulta l'atac enzimàtic. La reactivitat de l'enzim no millora amb l'addició de cisteïna a plasma amb MTGasa. El tractament del plasma amb MTGasa sota alta pressió (HP) millora la duresa dels gels. No obstant, la CRA només millora lleugerament. La duresa es pot incrementar mantenint les solucions de plasma pressuritzat sota refrigeració, encara que no millora la CRA. Es pot concloure que les pèrdues en la textura dels gels de plasma induïts per calor a pH àcid es poden recuperar parcialment tractant amb MTGasa, especialment afegint cisteïna o sota HP. Encara que la CRA només es veu lleugerament millorada en el segon cas.

Characterisation of an s-type low molecular weight glutenin subunit of wheat and its proline and glutamine-rich repetitive domain

The low molecular weight glutenin subunits (LMW-GS) are major components of the glutenin polymers which determine the elastomeric properties of wheat (Triticum aestivum L.) gluten and dough. They comprise a complex mixture of components and have proved to be difficult to purify for detailed characterisation. The mature LMW subunit proteins comprise two structural domains, with one domain consisting of repeated sequences based on short peptide motifs. DNA sequences encoding this domain and a whole subunit were expressed in Escherichia coli and the recombinant proteins purified. Detailed comparisons by spectroscopy (CD, FT-IR) and dynamic light scattering indicated that the repetitive and non-repetitive domains of the proteins formed different structures with the former having an extended conformation with an equilibrium between poly-L-proline II-like structure and type II’ b-turns, and the latter a more compact globular structure rich in a-helix. Although the structures of these two domains appear to form independently, dynamic light scattering of the whole subunit dissolved in trifluoroethanol(TFE) suggested that they interact, leading to a more compact conformation. These observations may have relevance to the role of the LMW-GS in gluten structure and functionality.

Probing protein−tannin interactions by isothermal titration microcalorimetry

Isothermal titration microcalorimetry (ITC) has been applied to investigate protein−tannin interactions. Two hydrolyzable tannins were studied, namely myrabolan and tara tannins, for their interaction with bovine serum albumin (BSA), a model globular protein, and gelatin, a model proline-rich random coil protein. Calorimetry data indicate that protein−tannin interaction mechanisms are dependent upon the nature of the protein involved. Tannins apparently interact nonspecifically with the globular BSA, leading to binding saturation at estimated tannin/BSA molar ratios of 48:1 for tara- and 178:1 for myrabolan tannins. Tannins bind to the random coil protein gelatin by a two-stage mechanism. The energetics of the first stage show evidence for cooperative binding of tannins to the protein, while the second stage indicates gradual saturation of binding sites as observed for interaction with BSA. The structure and flexibility of the tannins themselves alters the stoichiometry of the interaction, but does not appear to have any significant affect on the overall binding mechanism observed. This study demonstrates the potential of ITC for providing an insight into the nature of protein−tannin interactions.