How are close residues of protein structures distributed in primary sequence?

Structurally neighboring residues are categorized according to their separation in the primary sequence as proximal (1-4 positions apart) and otherwise distal, which in turn is divided into near (5-20 positions), far (21-50 positions), very far ( > 50 positions), and interchain (from different chains of the same structure). These categories describe the linear distance histogram (LDH) for three-dimensional neighboring residue types. Among the main results are the following: (i) nearest-neighbor hydrophobic residues tend to be increasingly distally separated in the linear sequence, thus most often connecting distinct secondary structure units. (ii) The LDHs of oppositely charged nearest-neighbors emphasize proximal positions with a subsidiary maximum for very far positions. (iii) Cysteine-cysteine structural interactions rarely involve proximal positions. (iv) The greatest numbers of interchain specific nearest-neighbors in protein structures are composed of oppositely charged residues. (v) The largest fraction of side-chain neighboring residues from beta-strands involves near positions, emphasizing associations between consecutive strands. (vi) Exposed residue pairs are predominantly located in proximal linear positions, while buried residue pairs principally correspond to far or very far distal positions. The results are principally invariant to protein sizes, amino acid usages, linear distance normalizations, and over- and underrepresentations among nearest-neighbor types. Interpretations and hypotheses concerning the LDHs, particularly those of hydrophobic and charged pairings, are discussed with respect to protein stability and functionality. The pronounced occurrence of oppositely charged interchain contacts is consistent with many observations on protein complexes where multichain stabilization is facilitated by electrostatic interactions.

Applicazione della spettrometria di massa MALDI-TOF in microbiologia clinica

Riassunto La spettrometria di massa (MS) nata negli anni ’70 trova oggi, grazie alla tecnologia Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization-Time of Flight (MALDI-TOF), importanti applicazioni in diversi settori: biotecnologico (per la caratterizzazione ed il controllo di qualità di proteine ricombinanti ed altre macromolecole), medico–clinico (per la diagnosi di laboratorio di malattie e per lo sviluppo di nuovi trattamenti terapeutici mirati), alimentare ed ambientale. Negli ultimi anni, questa tecnologia è diventata un potente strumento anche per la diagnosi di laboratorio in microbiologia clinica, rivoluzionando il flusso di lavoro per una rapida identificazione di batteri e funghi, sostituendo l’identificazione fenotipica convenzionale basata su saggi biochimici. Attualmente mediante MALDI-TOF MS sono possibili due diversi approcci per la caratterizzazione dei microrganismi: (1) confronto degli spettri (“mass spectra”) con banche dati contenenti profili di riferimento (“database fingerprints”) e (2) “matching” di bio-marcatori con banche dati proteomiche (“proteome database”). Recentemente, la tecnologia MALDI-TOF, oltre alla sua applicazione classica nell’identificazione di microrganismi, è stata utilizzata per individuare, indirettamente, meccanismi di resistenza agli antibiotici. Primo scopo di questo studio è stato verificare e dimostrare l’efficacia identificativa della metodica MALDI-TOF MS mediante approccio di comparazione degli spettri di differenti microrganismi di interesse medico per i quali l’identificazione risultava impossibile a causa della completa assenza o presenza limitata, di spettri di riferimento all’interno della banca dati commerciale associata allo strumento. In particolare, tale scopo è stato raggiunto per i batteri appartenenti a spirochete del genere Borrelia e Leptospira, a miceti filamentosi (dermatofiti) e protozoi (Trichomonas vaginalis). Secondo scopo di questo studio è stato valutare il secondo approccio identificativo basato sulla ricerca di specifici marcatori per differenziare parassiti intestinali di interesse medico per i quali non è disponibile una banca dati commerciale di riferimento e la sua creazione risulterebbe particolarmente difficile e complessa, a causa della complessità del materiale biologico di partenza analizzato e del terreno di coltura nei quali questi protozoi sono isolati. Terzo ed ultimo scopo di questo studio è stata la valutazione dell’applicabilità della spettrometria di massa con tecnologia MALDI-TOF per lo studio delle resistenze batteriche ai carbapenemi. In particolare, è stato messo a punto un saggio di idrolisi dei carbapenemi rilevata mediante MALDI-TOF MS in grado di determinare indirettamente la produzione di carbapenemasi in Enterobacteriaceae. L’efficacia identificativa della metodica MALDI-TOF mediante l’approccio di comparazione degli spettri è stata dimostrata in primo luogo per batteri appartenenti al genere Borrelia. La banca dati commerciale dello strumento MALDI-TOF MS in uso presso il nostro laboratorio includeva solo 3 spettri di riferimento appartenenti alle specie B. burgdorferi ss, B. spielmani e B. garinii. L’implementazione del “database” con specie diverse da quelle già presenti ha permesso di colmare le lacune identificative dovute alla mancanza di spettri di riferimento di alcune tra le specie di Borrelia più diffuse in Europa (B. afzelii) e nel mondo (come ad esempio B. hermsii, e B. japonica). Inoltre l’implementazione con spettri derivanti da ceppi di riferimento di specie già presenti nel “database” ha ulteriormente migliorato l’efficacia identificativa del sistema. Come atteso, il ceppo di isolamento clinico di B. lusitaniae (specie non presente nel “database”) è stato identificato solo a livello di genere corroborando, grazie all’assenza di mis-identificazione, la robustezza della “nuova” banca dati. I risultati ottenuti analizzando i profili proteici di ceppi di Borrelia spp. di isolamento clinico, dopo integrazione del “database” commerciale, indicano che la tecnologia MALDI-TOF potrebbe essere utilizzata come rapida, economica ed affidabile alternativa ai metodi attualmente utilizzati per identificare ceppi appartenenti a questo genere. Analogamente, per il genere Leptospira dopo la creazione ex-novo della banca dati “home-made”, costruita con i 20 spettri derivati dai 20 ceppi di riferimento utilizzati, è stata ottenuta una corretta identificazione a livello di specie degli stessi ceppi ri-analizzati in un esperimento indipendente condotto in doppio cieco. Il dendrogramma costruito con i 20 MSP-Spectra implementati nella banca dati è formato da due rami principali: il primo formato dalla specie non patogena L. biflexa e dalla specie a patogenicità intermedia L. fainei ed il secondo che raggruppa insieme le specie patogene L. interrogans, L. kirschneri, L. noguchii e L. borgpetersenii. Il secondo gruppo è ulteriormente suddiviso in due rami, contenenti rispettivamente L. borgpetersenii in uno e L. interrogans, L. kirschneri e L. noguchii nell’altro. Quest’ultimo, a sua volta, è suddiviso in due rami ulteriori: il primo comprendente la sola specie L. noguchii, il secondo le specie L. interrogans e L. kirshneri non separabili tra loro. Inoltre, il dendrogramma costruito con gli MSP-Spectra dei ceppi appartenenti ai generi Borrelia e Leptospira acquisiti in questo studio, e appartenenti al genere Brachyspira (implementati in un lavoro precedentemente condotto) mostra tre gruppi principali separati tra loro, uno per ogni genere, escludendo possibili mis-identificazioni tra i 3 differenti generi di spirochete. Un’analisi più approfondita dei profili proteici ottenuti dall’analisi ha mostrato piccole differenze per ceppi della stessa specie probabilmente dovute ai diversi pattern proteici dei distinti sierotipi, come confermato dalla successiva analisi statistica, che ha evidenziato picchi sierotipo-specifici. È stato, infatti, possibile mediante la creazione di un modello statistico dedicato ottenere un “pattern” di picchi discriminanti in grado di differenziare a livello di sierotipo sia i ceppi di L. interrogans sia i ceppi di L. borgpetersenii saggiati, rispettivamente. Tuttavia, non possiamo concludere che i picchi discriminanti da noi riportati siano universalmente in grado di identificare il sierotipo dei ceppi di L. interrogans ed L. borgpetersenii; i picchi trovati, infatti, sono il risultato di un’analisi condotta su uno specifico pannello di sierotipi. È stato quindi dimostrato che attuando piccoli cambiamenti nei parametri standardizzati come l’utilizzo di un modello statistico e di un programma dedicato applicato nella routine diagnostica è possibile utilizzare la spettrometria di massa MALDI-TOF per una rapida ed economica identificazione anche a livello di sierotipo. Questo può significativamente migliorare gli approcci correntemente utilizzati per monitorare l’insorgenza di focolai epidemici e per la sorveglianza degli agenti patogeni. Analogamente a quanto dimostrato per Borrelia e Leptospira, l’implementazione della banca dati dello spettrometro di massa con spettri di riferimento di miceti filamentosi (dermatofiti) si è rilevata di particolare importanza non solo per l’identificazione di tutte le specie circolanti nella nostra area ma anche per l’identificazione di specie la cui frequenza nel nostro Paese è in aumento a causa dei flussi migratori dalla zone endemiche (M. audouinii, T. violaceum e T. sudanense). Inoltre, l’aggiornamento del “database” ha consentito di superare la mis-identificazione dei ceppi appartenenti al complesso T. mentagrophytes (T. interdigitale e T. mentagrophytes) con T. tonsurans, riscontrata prima dell’implementazione della banca dati commerciale. Il dendrogramma ottenuto dai 24 spettri implementati appartenenti a 13 specie di dermatofiti ha rivelato raggruppamenti che riflettono quelli costruiti su base filogenetica. Sulla base dei risultati ottenuti mediante sequenziamento della porzione della regione ITS del genoma fungino non è stato possibile distinguere T. interdigitale e T. mentagrophytes, conseguentemente anche gli spettri di queste due specie presentavano picchi dello stesso peso molecoalre. Da sottolineare che il dendrogramma costruito con i 12 profili proteici già inclusi nel database commerciale e con i 24 inseriti nel nuovo database non riproduce l’albero filogenetico per alcune specie del genere Tricophyton: gli spettri MSP già presenti nel database e quelli aggiunti delle specie T. interdigitale e T. mentagrophytes raggruppano separatamente. Questo potrebbe spiegare le mis-identificazioni di T. interdigitale e T. mentagrophytes con T. tonsurans ottenute prima dell’implementazione del database. L’efficacia del sistema identificativo MALDI-TOF è stata anche dimostrata per microrganismi diversi da batteri e funghi per i quali la metodica originale è stata sviluppata. Sebbene tale sistema identificativo sia stato applicato con successo a Trichomonas vaginalis è stato necessario apportare modifiche nei parametri standard previsti per l’identificazione di batteri e funghi. Le interferenze riscontrate tra i profili proteici ottenuti per i due terreni utilizzati per la coltura di questo protozoo e per i ceppi di T. vaginalis hanno, infatti, reso necessario l’utilizzo di nuovi parametri per la creazione degli spettri di riferimento (MSP-Spectra). L’importanza dello sviluppo del nuovo metodo risiede nel fatto che è possibile identificare sulla base del profilo proteico (e non sulla base di singoli marcatori) microorganismi cresciuti su terreni complessi che potrebbero presentare picchi nell'intervallo di peso molecolare utilizzato a scopo identificativo: metaboliti, pigmenti e nutrienti presenti nel terreno possono interferire con il processo di cristallizzazione e portare ad un basso punteggio identificativo. Per T. vaginalis, in particolare, la “sottrazione” di picchi dovuti a molecole riconducibili al terreno di crescita utilizzato, è stata ottenuta escludendo dall'identificazione l'intervallo di peso molecolare compreso tra 3-6 kDa, permettendo la corretta identificazione di ceppi di isolamento clinico sulla base del profilo proteico. Tuttavia, l’elevata concentrazione di parassita richiesta (105 trofozoiti/ml) per una corretta identificazione, difficilmente ottenibile in vivo, ha impedito l’identificazione di ceppi di T. vaginalis direttamente in campioni clinici. L’approccio identificativo mediante individuazione di specifici marcatori proteici (secondo approccio identificativo) è stato provato ed adottato in questo studio per l’identificazione e la differenziazione di ceppi di Entamoeba histolytica (ameba patogena) ed Entamoeba dispar (ameba non patogena), specie morfologiacamente identiche e distinguibili solo mediante saggi molecolari (PCR) aventi come bersaglio il DNA-18S, che codifica per l’RNA della subunità ribosomiale minore. Lo sviluppo di tale applicazione ha consentito di superare l’impossibilità della creazione di una banca dati dedicata, a causa della complessità del materiale fecale di partenza e del terreno di coltura impiagato per l’isolamento, e di identificare 5 picchi proteici in grado di differenziare E. histolytica da E. dispar. In particolare, l’analisi statistica ha mostrato 2 picchi specifici per E. histolytica e 3 picchi specifici per E. dispar. L’assenza dei 5 picchi discriminanti trovati per E. histolytica e E. dispar nei profili dei 3 differenti terreni di coltura utilizzati in questo studio (terreno axenico LYI-S-2 e terreno di Robinson con e senza E. coli) permettono di considerare questi picchi buoni marcatori in grado di differenziare le due specie. La corrispondenza dei picchi con il PM di due specifiche proteine di E. histolytica depositate in letteratura (Amoebapore A e un “unknown putative protein” di E. histolytica ceppo di riferimento HM-1:IMSS-A) conferma la specificità dei picchi di E. histolytica identificati mediante analisi MALDI-TOF MS. Lo stesso riscontro non è stato possibile per i picchi di E. dispar in quanto nessuna proteina del PM di interesse è presente in GenBank. Tuttavia, va ricordato che non tutte le proteine E. dispar sono state ad oggi caratterizzate e depositate in letteratura. I 5 marcatori hanno permesso di differenziare 12 dei 13 ceppi isolati da campioni di feci e cresciuti in terreno di Robinson confermando i risultati ottenuti mediante saggio di Real-Time PCR. Per un solo ceppo di isolamento clinico di E. histolytica l’identificazione, confermata mediante sequenziamento della porzione 18S-rDNA, non è stata ottenuta mediante sistema MALDI-TOF MS in quanto non sono stati trovati né i picchi corrispondenti a E. histolytica né i picchi corrispondenti a E. dispar. Per questo ceppo è possibile ipotizzare la presenza di mutazioni geno/fenotipiche a livello delle proteine individuate come marcatori specifici per E. histolytica. Per confermare questa ipotesi sarebbe necessario analizzare un numero maggiore di ceppi di isolamento clinico con analogo profilo proteico. L’analisi condotta a diversi tempi di incubazione del campione di feci positivo per E. histolytica ed E. dipar ha mostrato il ritrovamento dei 5 picchi discriminanti solo dopo 12 ore dall’inoculo del campione nel terreno iniziale di Robinson. Questo risultato suggerisce la possibile applicazione del sistema MALDI-TOF MS per identificare ceppi di isolamento clinico di E. histolytica ed E. dipar nonostante la presenza di materiale fecale che materialmente può disturbare e rendere difficile l’interpretazione dello spettro ottenuto mediante analisi MALDI-TOF MS. Infine in questo studio è stata valutata l’applicabilità della tecnologia MALDI-TOF MS come saggio fenotipico rapido per la determinazione di ceppi produttori di carbapenemasi, verificando l'avvenuta idrolisi del meropenem (carbapeneme di riferimento utilizzato in questo studio) a contatto con i ceppi di riferimento e ceppi di isolamento clinico potenzialmente produttori di carbapenemasi dopo la messa a punto di un protocollo analitico dedicato. Il saggio di idrolisi del meropenem mediante MALDI-TOF MS ha dimostrato la presenza o l’assenza indiretta di carbapenemasi nei 3 ceppi di riferimento e nei 1219 (1185 Enterobacteriaceae e 34 non-Enterobacteriaceae) ceppi di isolamento clinico inclusi nello studio. Nessuna interferenza è stata riscontrata per i ceppi di Enterobacteriaceae variamente resistenti ai tre carbapenemi ma risultati non produttori di carbapenemasi mediante i saggi fenotipici comunemente impiegati nella diagnostica routinaria di laboratorio: nessuna idrolisi del farmaco è stata infatti osservata al saggio di idrolisi mediante MALDI-TOF MS. In un solo caso (ceppo di K. pneumoniae N°1135) è stato ottenuto un profilo anomalo in quanto presenti sia i picchi del farmaco intatto che quelli del farmaco idrolizzato. Per questo ceppo resistente ai tre carbapenemi saggiati, negativo ai saggi fenotipici per la presenza di carbapenemasi, è stata dimostrata la presenza del gene blaKPC mediante Real-Time PCR. Per questo ceppo si può ipotizzare la presenza di mutazioni a carico del gene blaKPC che sebbene non interferiscano con il suo rilevamento mediante PCR (Real-Time PCR positiva), potrebbero condizionare l’attività della proteina prodotta (Saggio di Hodge modificato e Test di Sinergia negativi) riducendone la funzionalità come dimostrato, mediante analisi MALDI-TOF MS, dalla presenza dei picchi relativi sia all’idrolisi del farmaco sia dei picchi relativi al farmaco intatto. Questa ipotesi dovrebbe essere confermata mediante sequenziamento del gene blaKPC e successiva analisi strutturale della sequenza amminoacidica deducibile. L’utilizzo della tecnologia MALDI-TOF MS per la verifica dell’avvenuta idrolisi del maropenem è risultato un saggio fenotipico indiretto in grado di distinguere, al pari del test di Hodge modificato impiegato comunemente nella routine diagnostica in microbiologia, un ceppo produttore di carbapenemasi da un ceppo non produttore sia per scopi diagnostici che per la sorveglianza epidemiologica. L’impiego del MALDI-TOF MS ha mostrato, infatti, diversi vantaggi rispetto ai metodi convenzionali (Saggio di Hodge modificato e Test di Sinergia) impiegati nella routine diagnostica di laboratorio i quali richiedono personale esperto per l’interpretazione del risultato e lunghi tempi di esecuzione e di conseguenza di refertazione. La semplicità e la facilità richieste per la preparazione dei campioni e l’immediata acquisizione dei dati rendono questa tecnica un metodo accurato e rapido. Inoltre, il metodo risulta conveniente dal punto di vista economico, con un costo totale stimato di 1,00 euro per ceppo analizzato. Tutte queste considerazioni pongono questa metodologia in posizione centrale in ambito microbiologico anche nel caso del rilevamento di ceppi produttori di carbapenemasi. Indipendentemente dall’approccio identificativo utilizzato, comparato con i metodi convenzionali il MALDI-TOF MS conferisce in molti casi un guadagno in termini di tempo di lavoro tecnico (procedura pre-analititca per la preparazione dei campioni) e di tempo di ottenimento dei risultati (procedura analitica automatizzata). Questo risparmio di tempo si accentua quando sono analizzati in contemporanea un maggior numero di isolati. Inoltre, la semplicità e la facilità richieste per la preparazione dei campioni e l’immediata acquisizione dei dati rendono questo un metodo di identificazione accurato e rapido risultando più conveniente anche dal punto di vista economico, con un costo totale di 0,50 euro (materiale consumabile) per ceppo analizzato. I risultati ottenuti dimostrano che la spettrometria di massa MALDI-TOF sta diventando uno strumento importante in microbiologia clinica e sperimentale, data l’elevata efficacia identificativa, grazie alla disponibilità sia di nuove banche dati commerciali sia di aggiornamenti delle stesse da parte di diversi utenti, e la possibilità di rilevare con successo anche se in modo indiretto le antibiotico-resistenze.

The evolutionary paths among galaxy types on the red sequence at 0.3 < Z < 1.5

We have studied the main evolutionary paths among the galaxy types residing on the massive end of the Red Sequence and nearby locations on the Green Valley during the last ∼9 Gyr. The morphological and star formation properties of a sample of these galaxies at 0 . 3 < z < 1 .5 with stellar masses M_∗ > 5 × 10^10 M_⊙ have been analysed. We present direct observational evidence for the first time of the existence of two main evolutionary paths among the different red galaxy types since z ∼ 1 .5, which provide some clues on the nature of the processes that have governed the assembly of present-day massive quiescent galaxies. The results are in excellent agreement with the hierarchical evolutionary framework proposed in the Eliche-Moral et al. (2010) model. Data from SHARDS (one of the ESO/GTC Large Programmes approved in 2009A) will complement and improve the present findings, shedding some light into many of the still unsettled questions concerning the migration of galaxies from the Blue Cloud to the Red Sequence at z < 1 .5.

Constraining porewater chemistry in a 250m thick argillaceous rock sequence

The geochemistry of an argillaceous rock sequence from a deep borehole in NE-Switzerland was investigated. The focus was to constrain the porewater chemistry in low permeability Jurassic rocks comprising the Liassic, the Opalinus Clay formation, the 'Brown Dogger' unit and the Effingen Member (Malm). A multi-method approach including mineralogical analysis, aqueous and Ni-ethylenediamine extraction, squeezing tests and pCO(2) measurements as well as geochemical modelling was applied for this purpose. A consistent dataset was obtained with regard to the main solutes in the porewaters. A fairly constant anion-accessible porosity of similar to 50% of the total porosity was deduced for all analysed samples which displayed variable clay-mineral contents. Sulphate concentrations were shown to be constrained by a sulphate-bearing phase, presumably by celestite or a Sr-Ba sulphate. Application of a simple equilibrium model, including cation exchange reactions, calcite and celestite equilibrium showed good agreement with squeezing data, indicating the suitability of the modelling approach to simulate porewater chemistry in the studied argillaceous rocks. The modelling highlighted the importance of correct determination of the exchangeable cation population. The analysis corroborates that squeezing of the studied rocks is a viable and efficient way to sample porewater.

Immunochemical detection of sequence-specific modifications to DNA induced by UV light

Sequence specificity of antibodies to UV-damaged DNA has not been described previously. The antisera investigated here were specific for UV-modified DNA and were absolutely dependent upon the presence of thymine residues. Using a series of oligonucleotides in competition ELISA, increased inhibition was observed with increasing chain length of UV-polythymidylate. A minimum of three adjacent thymines was required for effective inhibition; alone, dimers of thymine were poor antigens. Although UV-irradiated poly(dC) was not antigenic, cytosines could partially replace thymines within the smallest effective epitope (T-T-T) with a high degree of sequence specificity, not previously described. The main epitope induced by UV was formed from adjacent thymines and either a 3' or a 5' pyrimidine.

Sequence distributions in free-radical polymers

This thesis is concerned with demonstrating how the visual representation of the sequence distribution of individual monomer units, of a polymer, that would be observed upon polymerisation, may be utilised in designing and synthesizing polymers with relatively low cell adhesion characteristics, The initial part of this thesis is concerned with demonstrating the use of a computer simulation technique, in illustrating the sequence distribution that would be observed upon the polymerisation of a set of monomers. The power of the computer simulation technique has been demonstrated through the simulation of the sequence distributions of some generic contact lens materials. These generic contact lens materials were chosen simply because in the field of biomaterials their compositions are amongst the most systematically regulated and they present a wide range of compositions. The validity of the computer simulation technique has been assessed through the synthesis and analysis of linear free-radical polymers at different conversions. Two main parameters were examined, that of composition and the number-average sequence lengths of individual monomer units, at various conversions. The polymers were synthesized through the solution polymerisation process. The monomer composition was determined by elemental analysis and 13C nuclear magnetic analysis (NMR). Number-average sequence lengths were determined exclusively through 13C NMR. Although the computer simulation technique provides a visual representation of the monomer sequence distribution up to 100% conversion, these assessments were made on linear polymers at a reasonably high conversion (above 50%) but below 100% conversion of ease for analysis. The analyses proved that the computer simulation technique was reasonably accurate in predicting the sequence distribution of monomer units, upon polymerisation, in the polymer.An approach has been presented which allows one to manipulate the use of monomers, with their reactivity ratios, thereby enabling us to design polymers with controlled sequence distributions.Hydrogel membranes, with relatively controlled sequence distributions and polymerised to 100% conversion, were synthesized to represent prospective biomaterials. Cell adhesion studies were used as a biological probe to investigate the susceptibility of the surface of these membranes to cell adhesion. This was necessary in order to assess the surface biocompatibility or biotolerance of these prospective biomaterials.

A Random Walk down Main Street

US suburbs have often been characterized by their relatively low walk accessibility compared to more urban environments, and US urban environments have been characterized by low walk accessibility compared to cities in other countries. Lower overall density in the suburbs implies that activities, if spread out, would have a greater distance between them. But why should activities be spread out instead of developed contiguously? This brief research note builds a positive model for the emergence of contiguous development along “Main Street” to illustrate the trade-offs that result in the built environment we observe. It then suggests some policy interventions to place a “thumb on the scale” to choose which parcels will develop in which sequence to achieve socially preferred outcomes.

NEW DATA ON THE CHRONOLOGY OF THE VALE DO FORNO SEDIMENTARY SEQUENCE (LOWER TAGUS RIVER TERRACE STAIRCASE) AND ITS RELEVANCE AS FLUVIAL ARCHIVE OF THE MIDDLE PLEISTOCENE IN WESTERN IBERIA

NEW DATA ON THE CHRONOLOGY OF THE VALE DO FORNO SEDIMENTARY SEQUENCE (LOWER TAGUS RIVER TERRACE STAIRCASE) AND ITS RELEVANCE AS FLUVIAL ARCHIVE OF THE MIDDLE PLEISTOCENE IN WESTERN IBERIA Pedro P. Cunha 1, António A. Martins 2, Jan-Pieter Buylaert 3,4, Andrew S. Murray 4, Luis Raposo 5, Paolo Mozzi 6, Martin Stokes 7 1 MARE - Marine and Environmental Sciences Centre, Department of Earth Sciences, University of Coimbra, Portugal: pcunha@dct.uc.pt 2 MARE - Marine and Environmental Sciences Centre, Dep. Geociências, University of Évora, Portugal; aam@uevora.pt 3 Centre for Nuclear Technologies, Technical University of Denmark, Risø Campus, Denmark; jabu@dtu.dk 4 Nordic Laboratory for Luminescence Dating, Aarhus University, Risø DTU, Denmark; anmu@dtu.dk 5 Museu Nacional de Arqueologia, Lisboa, Portugal; 3raposos@sapo.pt 6 Department of Geosciences, University of Padova, Italy; paolo.mozzi@unipd.it 7 School of Geography, Earth and Environmental Sciences, University of Plymouth, UK; m.stokes@plymouth.ac.uk The stratigraphic units that record the evolution of the Tagus River in Portugal (study area between Vila Velha de Ródão and Porto Alto villages; Fig. 1) have different sedimentary characteristics and lithic industries (Cunha et al., 2012): - a culminant sedimentary unit (the ancestral Tagus, before the drainage network entrenchment) – SLD13 (+142 to 262 m above river bed – a.r.b.; with probable age ca. 3,6 to 1,8 Ma), without artefacts; - T1 terrace (+84 to 180 m; ca. 1000? to 900 ka), without artefacts; - T2 terrace (+57 to 150 m; top deposits with a probable age ca. 600 ka), without artefacts; - T3 terrace (+43 to 113 m; ca. 460 to 360? ka), without artefacts; - T4 terrace (+26 to 55 m; ca. 335 a 155 ka), Lower Paleolithic (Acheulian) at basal and middle levels but early Middle Paleolithic at top levels; - T5 terrace (+5 to 34 m; 135 to 73 ka), Middle Paleolithic (Mousterian; Levallois technique); - T6 terrace (+3 to 14 m; 62 to 32 ka), late Middle Paleolithic (late Mousterian); - Carregueira Sands (aeolian sands) and colluvium (+3 a ca. 100 m; 32 to 12 ka), Upper Paleolithic to Epipaleolithic; - alluvial plain (+0 to 8 m; ca. 12 ka to present), Mesolithic and more recent industries. The differences in elevation (a.r.b.) of the several terrace staircases results from differential uplift due to active faults. Longitudinal correlation with the terrace levels indicates that a graded profile ca. 200 km long was achieved during terrace formation periods and a strong control by sea base level was determinant for terrace formation. The Neogene sedimentary units constituted the main source of sediments for the fluvial terraces (Fig. 2). Geomorphological mapping, coupled with lithostratigraphy, sedimentology and luminescence dating (quartz-OSL and K-feldspar post-IRIR290) were used in this study focused on the T4 terrace, which comprises a Lower Gravels (LG) unit and an Upper Sand (US) unit. The thick, coarse and dominantly massive gravels of the LG unit indicate deposition by a coarse bed-load braided river, with strong sediment supply, high gradient and fluvial competence, during conditions of rapidly rising sea level. Luminescence dating only provided minimum ages but it is probable that the LG unit corresponds to the earlier part of the MIS9 (ca. 335 to 325 ka), immediately postdating the incision promoted by the very low sea level (reaching ca. -140 m) during MIS10 (362 to 337 ka), a period of relatively cold climate conditions with weak vegetation cover on slopes and low sea level. Fig. 1. Main Portuguese reaches in which the Tagus River can be divided (Lower Tagus Basin): I – from the Spanish border to Arneiro (a general E–W trend, mainly consisting of polygonal segments); II – from Arneiro to Gavião (NE–SW); III – from Gavião to Arripiado (E–W); IV – from Arripiado to Vila Franca de Xira (NNE-SSW); V – from Vila Franca de Xira to the Atlantic shoreline. The faults considered to be the limit of the referred fluvial sectors are: F1 – Ponsul-Arneiro fault (WSW-ENE); F2 – Gavião fault (NW-SE); F3 – Ortiga fault (NW-SE); F4 – Vila Nova da Barquinha fault (W-E); F5 – Arripiado-Chamusca fault (NNE-SSW). 1 – estuary; 2 – terraces; 3 – faults; 4 – Tagus main channel. The main Iberian drainage basins are also represented (inset). The lower and middle parts of the US unit, comprising an alternation of clayish silts with paleosols and minor sands to the east (flood-plain deposits) and sand deposits to the west (channel belt), have a probable age of ca. 325 to 200 ka. This points to formation during MIS9 to MIS7, under conditions of high to medium sea levels and warm to mild conditions. The upper part of the US unit, dominated by sand facies and with OSL ages of ca. 200 to 154 ka, correlates with the early part of the MIS6. During this period, progradation resulted from climate deterioration and relative depletion of vegetation that promoted enhanced sediment production in the catchment, coupled with initiation of sea-level lowering that increased the longitudinal slope. The Vale do Forno and Vale da Atela archaeological sites (Alpiarça, central Portugal) document the earliest human occupation in the Lower Tagus River, well established in geomorphological and environmental terms, within the Middle Pleistocene. The Lower Palaeolithic sites were found on the T4 terrace (+26 m, a.r.b.). The oldest artefacts previously found in the LG unit, display crude bifacial forms that can be attributed to the Acheulian, with a probable age of ca. 335 to 325 ka. The T4 US unit has archaeological sites stratigraphically documenting successive phases of an evolved Acheulian, that probably date ca. 325 to 300 ka. Notably, these Lower Palaeolithic artisans were able to produce tools with different sophistication levels, simply by applying different strategies: more elaborated reduction sequences in case of bifaces and simple reduction sequences to obtain cleavers. Fig. 2. . Simplified geologic map of the Lower Tagus Cenozoic basin, adapted from the Carta Geológica de Portugal, 1/500000, 1992). The study area (comprising the Vale do Forno and Vale de Atela sites) is located on the more upstream sector of the Lower Tagus River reach IV, between Arripiado and Chamusca villages. 1 – alluvium (Holocene); 2 – terraces (Pleistocene); 3 – sands, silts and gravels (Paleogene to Pliocene); 4 – Sintra Massif (Cretaceous); 5 – limestones, marls, silts and sandstones (Mesozoic); 6 – quartzites (Ordovician); 7 – basement (Proterozoic to Palaeozoic); 8 – main fault. The main Portuguese reaches of the Tagus River are identified (I to V). The VF3 site (Milharós), containing a Final Acheulian industry, with fine and elaborated bifaces) found in a stratigraphic level located between the T4 terrace deposits and a colluvium associated with Late Pleistocene aeolian sands (32 to 12 ka), has an age younger than ca. 154 ka but much older than 32 ka. In the study area, the sedimentary units of the T4 terrace seem to record the river response to sea-level changes and climatically-driven fluctuations in sediment supply. REFERENCES Cunha P. P., Almeida N. A. C., Aubry T., Martins A. A., Murray A. S., Buylaert J.-P., Sohbati R., Raposo L., Rocha L., 2012, Records of human occupation from Pleistocene river terrace and aeolian sediments in the Arneiro depression (Lower Tejo River, central eastern Portugal). Geomorphology, vol. 165-166, pp. 78-90.

Synthesis of thioenol ether functionalized cyclooctyne and its orthogonal cycloaddition sequence

In this work, the synthesis of a new bifunctionalized cyclooctyne for a possible layer by layer surface functionalization is presented. The main objective is to find a more stable molecule than the literature known methyl enol ether substituted cyclooctyne. Accordingly, the two target functionalities are an internal alkyne group and a vinyl methyl sulfide group. The synthesis was achieved in 9 steps and consists first of all in the preparation of an aldehyde starting from 1,5-cyclooctadiene with a cyclopropanation reaction followed by a reduction and the SWERN oxidation to an aldehyde. The new functionality was introduced by exploiting the WITTIG reaction. For the alkyne group a bromination followed by a double elimination gave good results. The reactivity of the new molecule was tested using a sequential application of SPAAC and iEDDA reactions, comparing it with the cyclooctyne functionalized with a methyl enol ether. Concerning the comparison of both compounds the sulfur ether is significantly slower and therefore more stable. It will be tested in the future for surface functionalization from the KOERT group.

Abbondanze chimiche in un campione di stelle metal-poor della galassia nana del Sagittario

Lo scenario oggi più accreditato per spiegare la formazione delle galassie è quello del merging gerarchico: Sgr è una delle prove più importanti a favore di questo scenario. Sgr è una galassia satellite della MW ed è il caso migliore di processo di distruzione mareale in corso dalla MW. La sua distruzione ha contribuito alla costituzione dell'alone della Via Lattea. Di Sgr si osserva solo ciò che ne rimane del corpo principale, i suoi streams ed il suo nucleo, dominato dall'ammasso metal-poor M54. È la presenza di M54 che rende complessa la selezione di stelle metal-poor di Sgr: il main-body di Sgr è rarefatto e fortemente contaminato da stelle galattiche ed il suo nucleo si sovrappone con M54 rendendo quasi impossibile identificare stelle di Sagittario metal-poor non appartenenti ad M54. Fino ad ora l'unico metodo utilizzato per selezionare i targets per studiare la chimica di Sgr ha fatto uso della loro posizione sul CMD: questo metodo introduce un bias, selezionando solo le stelle metal-rich di Sgr. In questo lavoro sono state studiate 23 stelle metal-poor appartenenti al main-body di Sgr ma fuori dal raggio mareale di M54 selezionate grazie ai moti propri dalla missione GAIA. Gli spettri analizzati sono stati ottenuti con lo spettrografo UVES-FLAMES del VLT (ESO)da cui è stata ottenuta l'abbondanza di 17 elementi sia di stelle di Sgr che in 12 stelle di M54. Questo campione di abbondanze chimiche permette per la prima volta: (a) di comprendere la storia di arricchimento chimico di Sgr in un ampio range di metallicità (mai studiato finora) e (b) di confrontare la chimica di Sgr con quella di M54. Tali abbondanze dimostrano come Sgr abbia avuto un'evoluzione chimica diversa da quella della MW, con un contributo inferiore da parte di stelle massive, probabilmente a causa del suo basso SFR. Inoltre è stato possibile determinare la forte somiglianza chimica tra Sgr e M54, confermando che i due sistemi condividono la stessa storia di arricchimento chimico.

Molecular And Biochemical Characterization Of Caffeine Synthase And Purine Alkaloid Concentration In Guarana Fruit.

Guarana seeds have the highest caffeine concentration among plants accumulating purine alkaloids, but in contrast with coffee and tea, practically nothing is known about caffeine metabolism in this Amazonian plant. In this study, the levels of purine alkaloids in tissues of five guarana cultivars were determined. Theobromine was the main alkaloid that accumulated in leaves, stems, inflorescences and pericarps of fruit, while caffeine accumulated in the seeds and reached levels from 3.3% to 5.8%. In all tissues analysed, the alkaloid concentration, whether theobromine or caffeine, was higher in young/immature tissues, then decreasing with plant development/maturation. Caffeine synthase activity was highest in seeds of immature fruit. A nucleotide sequence (PcCS) was assembled with sequences retrieved from the EST database REALGENE using sequences of caffeine synthase from coffee and tea, whose expression was also highest in seeds from immature fruit. The PcCS has 1083bp and the protein sequence has greater similarity and identity with the caffeine synthase from cocoa (BTS1) and tea (TCS1). A recombinant PcCS allowed functional characterization of the enzyme as a bifunctional CS, able to catalyse the methylation of 7-methylxanthine to theobromine (3,7-dimethylxanthine), and theobromine to caffeine (1,3,7-trimethylxanthine), respectively. Among several substrates tested, PcCS showed higher affinity for theobromine, differing from all other caffeine synthases described so far, which have higher affinity for paraxanthine. When compared to previous knowledge on the protein structure of coffee caffeine synthase, the unique substrate affinity of PcCS is probably explained by the amino acid residues found in the active site of the predicted protein.

Genome Sequence Of Streptomyces Wadayamensis Strain A23, An Endophytic Actinobacterium From Citrus Reticulata.

The actinobacterium Streptomyces wadayamensis A23 is an endophyte of Citrus reticulata that produces the antimycin and mannopeptimycin antibiotics, among others. The strain has the capability to inhibit Xylella fastidiosa growth. The draft genome of S. wadayamensis A23 has ~7.0 Mb and 6,006 protein-coding sequences, with a 73.5% G+C content.

Genome Sequence Of Bacillus Safensis Cfa06, Isolated From Biodegraded Petroleum In Brazil.

Bacillus safensis is a microorganism recognized for its biotechnological and industrial potential due to its interesting enzymatic portfolio. Here, as a means of gathering information about the importance of this species in oil biodegradation, we report a draft genome sequence of a strain isolated from petroleum.

The Effect Of Soy Dietary Supplement And Low Dose Of Hormone Therapy On Main Cardiovascular Health Biomarkers: A Randomized Controlled Trial.

To assess the effects of a soy dietary supplement on the main biomarkers of cardiovascular health in postmenopausal women compared with the effects of low-dose hormone therapy (HT) and placebo. Double-blind, randomized and controlled intention-to-treat trial. Sixty healthy postmenopausal women, aged 40-60 years, 4.1 years mean time since menopause were recruited and randomly assigned to 3 groups: a soy dietary supplement group (isoflavone 90mg), a low-dose HT group (estradiol 1 mg plus noretisterone 0.5 mg) and a placebo group. Lipid profile, glucose level, body mass index, blood pressure and abdominal/hip ratio were evaluated in all the participants at baseline and after 16 weeks. Statistical analyses were performed using the χ2 test, Fisher's exact test, Kruskal-Wallis non-parametric test, analysis of variance (ANOVA), paired Student's t-test and Wilcoxon test. After a 16-week intervention period, total cholesterol decreased 11.3% and LDL-cholesterol decreased 18.6% in the HT group, but both did not change in the soy dietary supplement and placebo groups. Values for triglycerides, HDL-cholesterol, glucose level, body mass index, blood pressure and abdominal/hip ratio did not change over time in any of the three groups. The use of dietary soy supplement did not show any significant favorable effect on cardiovascular health biomarkers compared with HT. The trial is registered at the Brazilian Clinical Trials Registry (Registro Brasileiro de Ensaios Clínicos - ReBEC), number RBR-76mm75.