Études de la réponse du métabolisme énergétique à la carence en fer dans les cultures cellulaires de Solanum tuberosum

Le fer est un micronutriment important pour la croissance et le développement des plantes. Il agit comme cofacteur pour plusieurs enzymes et il est important pour des processus tels que la photosynthèse et la respiration. Souvent, le Fe dans le sol n’est pas bio-disponible pour la plante. Les plantes ont développé des stratégies pour solubiliser le Fe du sol pour le rendre disponible et assimilable pour elles. Il y a deux stratégies, la première est caractéristique des dicotylédones et la seconde est caractéristique des monocotylédones. Le modèle utilisé dans cette étude est une culture cellulaire de Solanum tuberosum. Une partie de la recherche effectuée a permis la mesure d’activité et d’expression relative de certaines enzymes impliquées dans le métabolisme énergétique et la fourniture de précurseurs pour la synthèse d’ADN : la Nucléoside diphosphate kinase, la Ribonucléotide reductase, la Glucose 6-phosphate déshydrogénase et la 6-Phosphogluconate déshydrogénase dans les cellules en présence ou en absence de Fe. Chez certains organismes, la déficience en Fe est associée à une perte de croissance qui est souvent liée à une diminution de la synthèse d’ADN. Chez les cultures de cellules de S. tuberosum, les résultats indiquent que la différence de biomasse observée entre les traitements n’est pas due à une variation de l’activité ou l’expression relative d’une de ces enzymes. En effet, aucune variation significative n’a été détectée entre les traitements (+/- Fe) pour l’activité ni l’expression relative de ces enzymes. Une autre partie de la recherche a permis d’évaluer l’activité des voies métaboliques impliquées dans la stratégie 1 utilisée par S. tuberosum. Cette stratégie consomme des métabolites énergétiques: de l’ATP pour solubiliser le Fe et du pouvoir réducteur (NAD(P)H), pour réduire le Fe3+ en Fe2+. Des études de flux métaboliques ont été faites afin d’étudier les remaniements du métabolisme carboné en déficience en Fe chez S. tuberosum. Ces études ont démontré une baisse du régime dans les différentes voies du métabolisme énergétique dans les cellules déficientes en Fe, notamment dans le flux glycolytique et le flux de C à travers la phosphoenolpyruvate carboxylase. En déficience de Fe il y aurait donc une dépression du métabolisme chez S. tuberosum qui permettrait à la cellule de ralentir son métabolisme pour maintenir sa vitalité. En plus des flux, les niveaux de pyridines nucléotides ont été mesurés puisque ceux-ci servent à réduire le Fe dans la stratégie 1. Les résultats démontrent des niveaux élevés des formes réduites de ces métabolites en déficience de Fe. L’ensemble des résultats obtenus indiquent qu’en déficience de Fe, il y a une baisse du métabolisme permettant à la cellule de s’adapter et survivre au stress.

Études de la réponse du métabolisme énergétique à la carence en fer dans les cultures cellulaires de Solanum tuberosum

Le fer est un micronutriment important pour la croissance et le développement des plantes. Il agit comme cofacteur pour plusieurs enzymes et il est important pour des processus tels que la photosynthèse et la respiration. Souvent, le Fe dans le sol n’est pas bio-disponible pour la plante. Les plantes ont développé des stratégies pour solubiliser le Fe du sol pour le rendre disponible et assimilable pour elles. Il y a deux stratégies, la première est caractéristique des dicotylédones et la seconde est caractéristique des monocotylédones. Le modèle utilisé dans cette étude est une culture cellulaire de Solanum tuberosum. Une partie de la recherche effectuée a permis la mesure d’activité et d’expression relative de certaines enzymes impliquées dans le métabolisme énergétique et la fourniture de précurseurs pour la synthèse d’ADN : la Nucléoside diphosphate kinase, la Ribonucléotide reductase, la Glucose 6-phosphate déshydrogénase et la 6-Phosphogluconate déshydrogénase dans les cellules en présence ou en absence de Fe. Chez certains organismes, la déficience en Fe est associée à une perte de croissance qui est souvent liée à une diminution de la synthèse d’ADN. Chez les cultures de cellules de S. tuberosum, les résultats indiquent que la différence de biomasse observée entre les traitements n’est pas due à une variation de l’activité ou l’expression relative d’une de ces enzymes. En effet, aucune variation significative n’a été détectée entre les traitements (+/- Fe) pour l’activité ni l’expression relative de ces enzymes. Une autre partie de la recherche a permis d’évaluer l’activité des voies métaboliques impliquées dans la stratégie 1 utilisée par S. tuberosum. Cette stratégie consomme des métabolites énergétiques: de l’ATP pour solubiliser le Fe et du pouvoir réducteur (NAD(P)H), pour réduire le Fe3+ en Fe2+. Des études de flux métaboliques ont été faites afin d’étudier les remaniements du métabolisme carboné en déficience en Fe chez S. tuberosum. Ces études ont démontré une baisse du régime dans les différentes voies du métabolisme énergétique dans les cellules déficientes en Fe, notamment dans le flux glycolytique et le flux de C à travers la phosphoenolpyruvate carboxylase. En déficience de Fe il y aurait donc une dépression du métabolisme chez S. tuberosum qui permettrait à la cellule de ralentir son métabolisme pour maintenir sa vitalité. En plus des flux, les niveaux de pyridines nucléotides ont été mesurés puisque ceux-ci servent à réduire le Fe dans la stratégie 1. Les résultats démontrent des niveaux élevés des formes réduites de ces métabolites en déficience de Fe. L’ensemble des résultats obtenus indiquent qu’en déficience de Fe, il y a une baisse du métabolisme permettant à la cellule de s’adapter et survivre au stress.

Raman spectroscopic study of the hydroxy-phosphate mineral plumbogummite PbAl3(PO4)2(OH,H2O)6

Plumbogummite PbAl3(PO4)2(OH,H2O)6 is a mineral of environmental significance and is a member of the alunite-jarosite supergroup. The molecular structure of the mineral has been investigated by Raman spectroscopy. The spectra of different plumbogummite specimens differ although there are many common features. The Raman spectra prove the spectral profile consisting of overlapping bands and shoulders. Raman bands and shoulders observed at 971, 980, 1002 and 1023 cm−1 (China sample) and 913, 981, 996 and 1026 cm−1 (Czech sample) are assigned to the ν1 symmetric stretching modes of the (PO4)3−, at 1002 and 1023 cm−1 (China) and 996 and 1026 cm−1 to the ν1 symmetric stretching vibrations of the (O3POH)2− units, and those at 1057, 1106 and 1182 (China) and at 1102, 1104 and 1179 cm−1 (Czech) to the ν3 (PO4)3− and ν3 (PO3) antisymmetric stretching vibrations. Raman bands and shoulders at 634, 613 and 579 cm−1 (China) and 611 and 596 cm−1 (Czech) are attributed to the ν4 (δ) (PO4)3− bending vibrations and those at 507, 494 and 464 cm−1 (China) and 505 and 464 cm−1 (Czech) to the ν2 (δ) (PO4)3− bending vibrations. The Raman spectrum of the OH stretching region is complex. Raman bands and shoulders are identified at 2824, 3121, 3249, 3372, 3479 and 3602 cm−1 for plumbogummite from China, and at 3077, 3227, 3362, 3480, 3518 and 3601 cm−1 for the Czech Republic sample. These bands are assigned to the ν OH stretching modes of water molecules and hydrogen ions. Approximate O–H⋯O hydrogen bond lengths inferred from the Raman spectra vary in the range >3.2–2.62 Å (China) and >3.2–2.67 Å (Czech). The minority presence of some carbonate ions in the plumbogummite (China sample) is connected with distinctive intensity increasing of the Raman band at 1106 cm−1, in which may participate the ν1 (CO3)2− symmetric stretching vibration overlapped with phosphate stretching vibrations.

A vibrational spectroscopic study of the phosphate mineral zanazziite - Ca2(MgFe2+)(MgFe2+Al)4Be4(PO4)6⋅6(H2O)

Zanazziite is the magnesium member of a complex beryllium calcium phosphate mineral group named roscherite. The studied samples were collected from the Ponte do Piauí mine, located in Itinga, Minas Gerais. The mineral was studied by electron microprobe, Raman and infrared spectroscopy. The chemical formula can be expressed as Ca2.00(Mg3.15,Fe0.78,Mn0.16,Zn0.01,Al0.26,Ca0.14)Be4.00(PO4)6.09(OH)4.00⋅5.69(H2O) and shows an intermediate member of the zanazziite–greinfeinstenite series, with predominance of zanazziite member. The molecular structure of the mineral zanazziite has been determined using a combination of Raman and infrared spectroscopy. A very intense Raman band at 970 cm−1 is assigned to the phosphate symmetric stretching mode whilst the Raman bands at 1007, 1047, 1064 and 1096 cm−1 are attributed to the phosphate antisymmetric stretching mode. The infrared spectrum is broad and the antisymmetric stretching bands are prominent. Raman bands at 559, 568, 589 cm−1 are assigned to the ν4 out of plane bending modes of the PO4 and HPO4 units. The observation of multiple bands supports the concept that the symmetry of the phosphate unit in the zanazziite structure is reduced in symmetry. Raman bands at 3437 and 3447 cm−1 are attributed to the OH stretching vibrations; Raman bands at 3098 and 3256 are attributed to water stretching vibrations. The width and complexity of the infrared spectral profile in contrast to the well resolved Raman spectra, proves that the pegmatitic phosphates are better studied with Raman spectroscopy.

The molecular structure of the phosphate mineral kidwellite NaFe93+(PO4)6(OH)11⋅3H2O – a vibrational spectroscopic study

The mineral kidwellite, a hydrated hydroxy phosphate of ferric iron and sodium of approximate formula NaFe93+(PO4)6(OH)11⋅3H2O, has been studied using a combination of electron microscopy with EDX and vibrational spectroscopic techniques. Raman spectroscopy identifies an intense band at 978 cm−1 and 1014 cm−1. These bands are attributed to the PO43− ν1 symmetric stretching mode. The ν3 antisymmetric stretching modes are observed by a large number of Raman bands. The series of Raman bands at 1034, 1050, 1063, 1082, 1129, 1144 and 1188 cm−1 are attributed to the ν3 antisymmetric stretching bands of the PO43− and HOPO32− units. The observation of these multiple Raman bands in the symmetric and antisymmetric stretching region gives credence to the concept that both phosphate and hydrogen phosphate units exist in the structure of kidwellite. The series of Raman bands at 557, 570, 588, 602, 631, 644 and 653 cm−1are assigned to the PO43− ν2 bending modes. The series of Raman bands at 405, 444, 453, 467, 490 and 500 cm−1 are attributed to the PO43− and HOPO32− ν4 bending modes. The spectrum is quite broad but Raman bands may be resolved at 3122, 3231, 3356, 3466 and 3580 cm−1. These bands are assigned to water stretching vibrational modes. The number and position of these bands suggests that water is in different molecular environments with differing hydrogen bond distances. Infrared bands at 3511 and 3359 cm−1 are ascribed to the OH stretching vibration of the OH units. Very broad bands at 3022 and 3299 cm−1 are attributed to the OH stretching vibrations of water. Vibrational spectroscopy offers insights into the molecular structure of the phosphate mineral kidwellite.

A two-dimensional molybdenum (V) phosphate with covalently bonded transition metal coordination complexes: hydrothermal synthesis and structure characterization of Na-2[{Mn(phen)(2)(H2O)}{Mn(phen)(2)}(3){Mn (Mo12O24)-O-V (HPO4)(6)(PO4)(2)(OH)(6)}] center dot 4H(2)O (phen=1,10-phenanthroline)

An organic-inorganic hybrid molybdenum phosphate, Na-2[{Mn(phen)(2)(H2O)} {Mn(phen)(2)}(3){(MnMo12O24)-O-v (HPO4)(6)(PO4)(2) (OH)(6)}] . 4H(2)O (phen=1,10-phenanthroline), involving molybdenum present in V oxidation state and covalently bonded transition metal coordination complexes, has been hydrothermally synthesized and structurally characterized by single-crystal X-ray diffraction. Deep brown-red crystals are formed in the triclinic system, space group P (1) over bar, a=16.581(l)Angstrom, b=18.354(1)Angstrom, c=24.485(2)Angstrom, alpha=80.589(l)degrees, beta=71.279(1)degrees, gamma=67.084(1)degrees, V=6493.8(8)Angstrom(3), Z=2, lambda(MoKalpha)=0.71073Angstrom (R(F)=0.0686 for 29,053 reflections). Data were collected on a Bruker Smart Apex CCD diffractometer at 293 K in the range of 1.76 < theta < 28.06degrees using omega-2theta scans technique. The structure of the title compound may be considered to be based on {Mo6O12(HPO4)(3)(PO4)(OH)(3)} units bonded together with {Mn(phen)(2)} subunits into a two-dimensional network. Two types of tunnels are observed in the solid of the title compound.

A manganese molybdenum phosphate with a tunnel: hydrothermal synthesis, structure and catalytic properties of (NH3CH2CH2NH3)(10-)H3O)(3)(H5O2)Na-2[MnMo12O24(OH)(6)(PO4)(4)(PO3OH)(4)]-[MnMo12O24(OH)(6)(PO4)(6)(PO3OH)(2)] center dot 9H(2)O

A manganese molybdenum phosphate, (NH3CH2CH2NH3)(10)(H3O)(3)(H5O)Na-2[MnMo12O24(OH)(6) (PO4)(4)(PO3OH)(4)][MnMo12O24 (OH)(6)(PO4)(6)(PO3OH)(2)]. 9H(2)O, has been hydrothermally synthesized and structurally characterized by single crystal X-ray diffraction. The structure of this compound may be considered to be two [Mo6O12(OH)(3)(PO4)(2)(HPO4)(2)](7-) units bonded together by a manganese atom, although several P-O groups are not protonated on account of coordination to a Na+ cation. One-dimensional tunnels were formed in the solid. A probe reaction of the oxidation of acetaldehyde with H2O2 using this compound as catalyst was carried out in a liquid-solid system, showing that the manganese molybdenum phosphate has high catalytic activity in the reaction.