Major genetic marker of nidoviruses encodes a replicative endoribonuclease

Coronaviruses are important pathogens that cause acute respiratory diseases in humans. Replication of the 30-kb positive-strand RNA genome of coronaviruses and discontinuous synthesis of an extensive set of subgenome-length RNAs (transcription) are mediated by the replicase-transcriptase, a barely characterized protein complex that comprises several cellular proteins and up to 16 viral subunits. The coronavirus replicase-transcriptase was recently predicted to contain RNA-processing enzymes that are extremely rare or absent in other RNA viruses. Here, we established and characterized the activity of one of these enzymes, replicative nidoviral uridylate-specific endoribonuclease (NendoU). It is considered a major genetic marker that discriminates nidoviruses (Coronaviridae, Arteriviridae, and Roniviridae) from all other RNA virus families. Bacterially expressed forms of NendoU of severe acute respiratory syndrome coronavirus and human coronavirus 229E were revealed to cleave single-stranded and double-stranded RNA in a Mn2+-dependent manner. Single-stranded RNA was cleaved less specifically and effectively, suggesting that double-stranded RNA is the biologically relevant NendoU substrate. Double-stranded RNA substrates were cleaved upstream and downstream of uridylates at GUU or GU sequences to produce molecules with 2'-3' cyclic phosphate ends. 2'-O-ribose-methylated RNA substrates proved to be resistant to cleavage by NendoU, indicating a functional link with the 2'-O-ribose methyltransferase located adjacent to NendoU in the coronavirus replicative polyprotein. A mutagenesis study verified potential active-site residues and allowed us to inactivate NendoU in the full-length human coronavirus 229E clone. Substitution of D6408 by Ala was shown to abolish viral RNA synthesis, demonstrating that NendoU has critical functions in viral replication and transcription.

Electrochemical Determination of Manganese Solubility in Mercury via Amalgamation and Stripping in the Room Temperature Ionic Liquid n-Hexyltriethylammonium Bis(trifluoromethanesulfonyl)imide, [N-6,N-2,N-2,N-2][NTf2]

The solubility of manganese in mercury was determined electrochemically via amalgamation and stripping in the room temperature ionic liquid n-hexyltriethylammonium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide, [N-6,N-2,N-2,N-2][NTf2]. A hemispherical mercury electrode was made by electrodepositing mercury onto a planar platinum microelectrode. Cyclic voltammetry of Mn2+ in [N-6,N-2,N-2,N-2][NTf2] at the mercury microhemisphere electrode was investigated at temperatures of 298, 303 and 313 K. The solubility of Mn in Hg was determined on the basis of the charge under the reduction peak (Mn2+ --> Mn-0) and the corresponding reoxidation.

Metal-Ion Catalysis In the Tetrahymena Ribozyme Reaction

LL catalytic RNAs (ribozymes) require or are stimulated by divalent metal ions, but it has been difficult to separate the contribution of these metal ions to formation of the RNA tertiary structure1 from a more direct role in catalysis. The Tetrahymena ribozyme catalyses cleavage of exogenous RNA2,3 or DNA4,5 substrates with an absolute requirement for Mg2+ or Mn2+ (ref. 6). A DNA substrate, in which the bridging 3' oxygen atom at the cleavage site is replaced by sulphur, is cleaved by the ribozyme about 1,000 times more slowly than the corresponding unmodified DNA substrate when Mg2+ is present as the only divalent metal ion. But addition of Mn2+ or Zn2+ to the reaction relieves this negative effect, with the 3' S–P bond being cleaved nearly as fast as the 3' O–P bond. Considering that Mn2+ and Zn2+ coordinate sulphur more strongly than Mg2+ does7,8, these results indicate that the metal ion contributes directly to catalysis by coordination to the 3' oxygen atom in the transition state, presumably stabilizing the developing negative charge on the leaving group. We conclude that the Tetrahymena ribozyme is a metalloenzyme, with mechanistic similarities to several protein enzymes9–12.

OXIDATION OF WATER BY MNO4- MEDIATED BY THERMALLY ACTIVATED RUTHENIUM DIOXIDE HYDRATE

The kinetics of oxidation of water to oxygen by MnO4-, mediated by thermally activated ruthenium dioxide hydrate, has been studied. The rate of catalysis is 0.8 order with respect to the surface concentration of MnO4- (which in turn appears to fit a Langmuir adsorption isotherm) and proportional to the catalyst concentration, but is independent of the concentration of manganese(II) ions. The catalysed reaction appears to have an activation energy of 50 +/- 1 kJ mol-1. These observed kinetics are readily rationalised using an electrochemical model in which the catalyst particles act as microelectrodes providing a medium for electron transfer between the highly irreversible oxidation of water to O2 and the highly irreversible reduction of MnO4- to Mn2+.

The adsorption, storage and release of nitric oxide using ion exchanged zeolites

<p>Zeolites exchanged with transition metal cations Co2+, Mn2+, Zn2+ and Cu2+ are capable of storing and delivering a large quantity of nitric oxide in a range of 1.2-2.7 mmolg(-1). The metal ion exchange impacts the pore volumes of zeolite FAU more significantly than LTA. The storage of NO mainly involves coordination of NO to metal cation sites. By exposing zeolites to a moisture atmosphere, the stored nitric oxide can be released. The NO release takes more than 2 hours for the NO concentration decreasing below similar to 5ppb in outlet gas. Its release rate can be controlled by tailoring zeolite frameworks and optimising release conditions.</p>

Clinopyroxene based glasses and glass-ceramics for functional applications

As piroxenas são um vasto grupo de silicatos minerais encontrados em muitas rochas ígneas e metamórficas. Na sua forma mais simples, estes silicatos são constituídas por cadeias de SiO3 ligando grupos tetrahédricos de SiO4. A fórmula química geral das piroxenas é M2M1T2O6, onde M2 se refere a catiões geralmente em uma coordenação octaédrica distorcida (Mg2+, Fe2+, Mn2+, Li+, Ca2+, Na+), M1 refere-se a catiões numa coordenação octaédrica regular (Al3+, Fe3+, Ti4+, Cr3+, V3+, Ti3+, Zr4+, Sc3+, Zn2+, Mg2+, Fe2+, Mn2+), e T a catiões em coordenação tetrahédrica (Si4+, Al3+, Fe3+). As piroxenas com estrutura monoclínica são designadas de clinopiroxenes. A estabilidade das clinopyroxenes num espectro de composições químicas amplo, em conjugação com a possibilidade de ajustar as suas propriedades físicas e químicas e a durabilidade química, têm gerado um interesse mundial devido a suas aplicações em ciência e tecnologia de materiais. Este trabalho trata do desenvolvimento de vidros e de vitro-cerâmicos baseadas de clinopiroxenas para aplicações funcionais. O estudo teve objectivos científicos e tecnológicos; nomeadamente, adquirir conhecimentos fundamentais sobre a formação de fases cristalinas e soluções sólidas em determinados sistemas vitro-cerâmicos, e avaliar a viabilidade de aplicação dos novos materiais em diferentes áreas tecnológicas, com especial ênfase sobre a selagem em células de combustível de óxido sólido (SOFC). Com este intuito, prepararam-se vários vidros e materiais vitro-cerâmicos ao longo das juntas Enstatite (MgSiO3) - diopsídio (CaMgSi2O6) e diopsídio (CaMgSi2O6) - Ca - Tschermak (CaAlSi2O6), os quais foram caracterizados através de um vasto leque de técnicas. Todos os vidros foram preparados por fusão-arrefecimento enquanto os vitro-cerâmicos foram obtidos quer por sinterização e cristalização de fritas, quer por nucleação e cristalização de vidros monolíticos. Estudaram-se ainda os efeitos de várias substituições iónicas em composições de diopsídio contendo Al na estrutura, sinterização e no comportamento durante a cristalização de vidros e nas propriedades dos materiais vitro-cerâmicos, com relevância para a sua aplicação como selantes em SOFC. Verificou-se que Foi observado que os vidros/vitro-cerâmicos à base de enstatite não apresentavam as características necessárias para serem usados como materiais selantes em SOFC, enquanto as melhores propriedades apresentadas pelos vitro-cerâmicos à base de diopsídio qualificaram-nos para futuros estudos neste tipo de aplicações. Para além de investigar a adequação dos vitro-cerâmicos à base de clinopyroxene como selantes, esta tese tem também como objetivo estudar a influência dos agentes de nucleação na nucleação em volume dos vitro-cerâmicos resultantes á base de diopsídio, de modo a qualificá-los como potenciais materiais hopedeiros de resíduos nucleares radioactivos.

Properties of self-assembled diluted magnetic semiconductor nanostructures

Este trabalho centra-se na investigação da possibilidade de se conseguir um semicondutor magnético diluído (SMD) baseado em ZnO. Foi levado a cabo um estudo detalhado das propriedades magnéticas e estruturais de estruturas de ZnO, nomeadamente nanofios (NFs), nanocristais (NCs) e filmes finos, dopadas com metais de transição (MTs). Foram usadas várias técnicas experimentais para caracterizar estas estruturas, designadamente difracção de raios-X, microscopia electrónica de varrimento, ressonância magnética, SQUID, e medidas de transporte. Foram incorporados substitucionalmente nos sítios do Zn iões de Mn2+ e Co2+ em ambos os NFs e NCs de ZnO. Revelou-se para ambos os iões dopantes, que a incorporação é heterogénea, uma vez que parte do sinal de ressonância paramagnética electrónica (RPE) vem de iões de MTs em ambientes distorcidos ou enriquecidos com MTs. A partir das intensidades relativas dos espectros de RPE e de modificações da superfície, demonstra-se ainda que os NCs exibem uma estrutura core-shell. Os resultados, evidenciam que, com o aumento da concentração de MTs, a dimensão dos NCs diminui e aumentam as distorções da rede. Finalmente, no caso dos NCs dopados com Mn, obteve-se o resultado singular de que a espessura da shell é da ordem de 0.3 nm e de que existe uma acumulação de Mn na mesma. Com o objectivo de esclarecer o papel dos portadores de carga na medição das interacções ferromagnéticas, foram co-dopados filmes de ZnO com Mn e Al ou com Co e Al. Os filmes dopados com Mn, revelaram-se simplesmente paramagnéticos, com os iões de Mn substitucionais nos sítios do Zn. Por outro lado, os filmes dopados com Co exibem ferromagnetismo fraco não intrínseco, provavelmente devido a decomposição spinodal. Foram ainda efectuados estudos comparativos com filmes de ligas de Zn1-xFexO. Como era de esperar, detectaram-se segundas fases de espinela e de óxido de ferro nestas ligas; todas as amostras exibiam curvas de histerese a 300 K. Estes resultados suportam a hipótese de que as segundas fases são responsáveis pelo comportamento magnético observado em muitos sistemas baseados em ZnO. Não se observou nenhuma evidência de ferromagnetismo mediado por portadores de carga. As experiências mostram que a análise de RPE permite demonstrar directamente se e onde estão incorporados os iões de MTs e evidenciam a importância dos efeitos de superfície para dimensões menores que ~15 nm, para as quais se formam estruturas core-shell. As investigações realizadas no âmbito desta tese demonstram que nenhuma das amostras de ZnO estudadas exibiram propriedades de um SMD intrínseco e que, no futuro, são necessários estudos teóricos e experimentais detalhados das interacções de troca entre os iões de MTs e os átomos do ZnO para determinar a origem das propriedades magnéticas observadas.

Distribución, concentración y biomasa de los principales recursos pelágicos peruanos a principios del otoño de 1997. Crucero BIC Humboldt 9704, Callao - Paita

Las condiciones oceanográficas observadas durante el crucero describen una intromisión de Aguas Ecuatoriales Superficiales (la extensión sur de la Corriente de Cromwell) que ha provocado el repliegue, sobre la zona litoral, del stock de anchoveta y la migración al sur de la sardina y la dispersión de los recursos jurel y caballa. Este fenómeno constituyó el inicio del evento cálido denominado El Niño. Esta condiciones se caracterizaron por presentar anomalías positivas de cerca de 2° C, en promedio en el área prospectada, así como grandes capturas de anchoveta por parte de la flota industrial debido al alto índice promedio de concentración de esta especie (408,15 t/mn2 ). Los estimados de biomasa para las principales especies pelágicas, utilizando el método hidroacústico son los siguientes: anchoveta 6,59 x 106 t ±18,49%; sardina 2,48 x 106 t ±22,16%; jurel 1,25 x 106 t ±29,73%; caballa 1,1 x 106 t ±13,64%. Sin embargo, para el caso de la anchoveta, la biomasa total estimada entre Tacna y Paita es de 9 a 10 x 106 t debido a la migración sur-norte de buena parte del stock que estuvo ubicado entre el Callao y Tacna entre los meses febrero-marzo de 1997, desplazamiento provocado por la intromisión, en casi toda la zona sur de aguas cálidas subtropicales, situación que fuera evaluada por el Crucero 9702-03 a bordo del BIC SNP-1; en esa ocasión una biomasa de 6,4 x 106 t para dicha zona. Esta cifra final ha sido calculada comparando los resultados del Análisis de Población Virtual (IMARPE-DIRP, 1997) con el método hidroacústico.

Distribución y concentración de la munida (Pleuroncodes monodon) en el verano 1996

Presente los resultados de las áreas de distribución de la múnida o camaroncito rojo (Pleuroncodes monodon), durante el Crucero de evaluación de recursos pelágicos 9602-04, a bordo del BIC SNP-1. Así mismo, indica la interrelación de la distribución de los factores ambientales de temperatura y salinidad. Adicionalmente, se estimó la biomasa en 63.342 t mediante una fórmula empírica de fuerza de blanco/longitud. El área de distribución fue de 5.369 mn2. Las principales áreas de distribución estuvieron localizadas en Atico-San Juan, Pucusana-Callao, Chancay-Huacho y Huarmey-Chimbote.

Localización, distribución y concentración de langostinos rojos de profundidad. Crucero BIC Humboldt 9607-08

El crucero "Localización, Concentración y Distribución de los Langostinos Rojos de Profundidad", se desarrolló entre el 18 de julio y el 06 de agosto de 1996, utilizando una red de arrastre tipo Gran ton, modelo 400/130. Se exploró el área comprendida entre Puerto Pizarro y Huarmey a profundidades entre 254 y 1 021 m. A partir de la información obtenida en el rastreo acústico, realizado en el área citada y del conocimiento de la existencia de dos biocenosis en la zona arquibentónica, una al norte y la otra al sur del Banco de Máncora, se determinó realizar el estudio sistemático y bioecológico del recurso objetivo, en el área comprendida entre 03°24' a 04°05'S y 81"00' a 81"25'W. • En esta área de evaluación, la captura estuvo constituida por peces (86,92%), crustáceos (8,04 %), moluscos (2,78%), equinodermos (1,20%), onidarios (1 ,00%), poríferos (0,03%), anélidos (0,03%), briozoarios (0,00 1%) y sipuncúlidos (0,004 %). Se registraron 38 especies de crustáceos, de los cuales 7 constituyeron los denominados langostinos de profundidad: ifeterocarpus vicarius, Haliporoides" diomedeae, Nematocarcinus agassizii, Heterocarpus hostilis, Psathyrocaris fragilis, Plesionika trispinus y Pasiphaea magna. Los más importantes langostinos rojos de profundidad se presentaron desde los 08° 18.20' S hasta los 03"32.11' S, principalmente al sur del Banco de Máncora, a profundidades entre 382 y 1 021 m. La densidad media (t/mn2) del total de langostinos rojos de profundidad, para el área de evaluación estuvo comprendida entre 0,0017 y 0,420 t/mn 2• Se determinó una profundización de los langostinos rojos fuera de su área habitual, asociado a un desplaza­miento de la mínima de oxígeno hacia mayores profundidades. Esto determinó poca disponibilidad de los principales langostinos rojos de profundidad. Se destaca la mayor frecuencia de la "gamba" Haliporoides diomedeae entre 0,2 a 1,6 ml/l de oxígeno disuelto, con sus mayores densidades entre 0,8 a 1,6 ml/l. El "camarón naylon" Heterocarpus vicarius, mostró las mayores concentraciones a menores tenores de oxígeno (0, 17 a 0,25 ml/1). Se establecieron relaciones biométricas de las principales especies de langostinos rojos de profundidad.

Distribución, concentración y biomasa de los principales recursos pelágicos a finales del invierno e inicios de primavera 1997. Crucero BIC Humboldt 9709-10, de Matarani a Paita

El crucero BIC Humboldt 9709-10, del 01 de setiembre al 11 de octubre de 1997 tuvo por finalidad la evaluación, empleando métodos hidroacústicos de la distribución y biomasa de los principales recursos pelágicos, particularmente le anchoveta, además de conocer sus aspectos biológicos en función a las condiciones ambientales. Durante el crucero se navegaron 4668 mn en 78 transectos de longitud variable (100, 80 y 50 mn). Se efectuaron 256 lances de comprobación y para muestreo biológico por parte del BIC Humboldt y de las L/P IMARPE IV y VI, las cuales tuvieron por misión rastrear la zona más cercana a la costa. Se ejecutaron más de 260 estaciones oceanográficas sobre un área evaluada de alrededor de 80.000 mn2.

Distribución, concentración y biomasa de la Merluza Peruana en otoño de 1997 con el método hidroacústico. Crucero BIC Humboldt 9705-06

Resultados de la evaluación de la biomasa de merluza peruana (Merluccius gayi peruanus), con el método hidroacústico. La evaluación comprendió desde el Callao hasta la frontera norte y desde las 20 bz hasta más de 300 bz de profundidad. La biomasa fue estimada en 256.809 t, ± 15,8%. La densidad media global fue de 13,9 t/mn2. Se presentan cartas de distribución y concentración del recurso y se discuten posibles fuentes de error.

Abundancia y comportamiento del jurel (Trachurus Picturatus Murphyi) a través de prospecciones acústicas de 1983 a 1994

Resultados de los análisis comparativo de los cruceros de prospección acústica realizados entre 1983 y 1994 por el Instituto del Mar del Perú (IMARPE), cubriendo un área explorada de 1.255.000 mn2 aproximadamente desde 3°20 'S a 18°20 'S y hasta los 150 mn de la costa. De éstos se deduce que la abundancia, distribución geográfica y batimétrica del recurso jurel (Trachurus picturatus murphyi) se presentaron muy variables. En 1983, 1987 y 1993 se observaron las mayores biomasas, con densidades altas, en gran parte del área explorada, distribuyéndose batimétricamente hasta profundidades de 240 metros a consecuencia de la penetración de aguas ecuatoriales por efecto de los fenómenos El Niño 1982 - 83, 1987 y 1992. Durante toda esta fase, los desembarques anuales de las capturas representaron en promedio sólo el 7% de la cuotas de capturas permisibles, valor como el de una especie subexplotada.

La población de la merluza peruana durante el verano 2004. Crucero BIC Olaya 0401-02

El estudio se realizó por el método de área barrida, del 14 de enero al 7 de febrero 2004, en el área comprendida entre el límite norte del dominio marítimo peruano y los 7°30’S, abarcó 5593 mn2 y profundidades de 20 y 280 bz. La biomasa total estimada de la merluza fue de 198.028 t ±37% (1588 millones de individuos), concentrados principalmente en el estrato II (91-182 m) de las subáreas C (5-6°S) y D (6-7°S). La composición de la población, referida a los grupos de edad fue: 94% individuos de 1 y 2 años de edad; 5% el grupo de 3 años; y 1% los grupos entre 4 y 8 años. La biomasa reproductora fue de 159.678 t, cuyo 72% fueron merluzas de la edad 2; el 17% merluza de edad 3, y el 5% por merluzas mayores a 3 años. Los principales indicadores poblacionales manifestaron: (a) un incremento en los valores de biomasa total, (b) la mejora en la amplitud geográfica de distribución de merluza, (c) presencia de importantes reclutamientos sucesivos, en medio de factores ambientales favorables, creando un panorama alentador para la recuperación poblacional de esta especie.

The regulation of oat coleoptile phosphoenolpyruvate carboxylase and malic enzyme by Hâ ½ and metabolites : kinetic evidence for and against a cytosolic pH-stat

Phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC) and malic enzyme activities in soluble protein extracts of Avena coleoptiles were investigated to determine whether their kinetics were consistent with a role in cytosol pH regulation. Malic enzyme activity was specific for NADP+ and Mn2+. Maximal labelled product formation from [14C]-substrates required the presence of all coenzymes, cofactors and substrates. Plots of rate versus malate concentration, and linear transformations there- 2 of, indicated typical Michaelis-Menten kinetics at non-saturating malate levels and substrate inhibition at higher malate levels. pH increases between 6.5 and 7.25 increased near-optimal activity, decreased the degree of substrate inhibition and the Kmapp(Mn2+) but did not affect the Vmax or Kmapp(malate). Transformed data of PEPC activity demonstrated non-linear plots indicative of non-Michaelian kinetics. pH increases between 7.0 and 7.6 increased the Vmax and decreased the Km app (Mg2+) but did not affect the Kmapp(PEP). Various carboxylic acids and phosphorylated sugars inhibited PEPC and malic enzyme activities, and these effects decreased with pH increases. Metabolite inhibited malic enzyme activity was non-competitive and resulted mainly from Mn2+ chelation. In contrast, metabolite inhibited PEPC activity was unique for each compound tested, being variously dependent on the PEP concentration and the pH employed. These results indicate that fluctuations in pH and metabolite levels affect PEPC and malic enzyme activities similarly and that 3 the in vitro properties of PEPC are consistent with its proposed role in a pH-stat, whereas the in vitro properties of the malic enzyme cannot be interpreted in terms of a role in pH regulation.