884 resultados para 030404 Cheminformatics and Quantitative Structure-Activity Relationships
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A study was designed to investigate the effect of medetomidine sedation on quantitative electroencephalography (q-EEG) in healthy young and adult cats to determine objective guidelines for diagnostic EEG recordings and interpretation. Preliminary visual examination of EEG recordings revealed high-voltage low-frequency background activity. Spindles, k-complexes and vertex sharp transients characteristic of sleep or sedation were superimposed on a low background activity. Neither paroxysmal activity nor EEG burst-suppression were observed. The spectral analysis of q-EEG included four parameters, namely, relative power (%), and mean, median and peak frequency (Hz) of all four frequency bands (delta, theta, alpha and beta). The findings showed a prevalence of slow delta and theta rhythms as opposed to fast alpha and beta rhythms in both young (group A) and adult (group B) cats. A posterior gradient was reported for the theta band and an anterior gradient for the alpha and beta bands in both groups, respectively. The relative power value in group B compared to group A was significantly higher for theta, alpha and beta bands, and lower for the delta band. The mean and median frequency values in group B was significantly higher for delta, theta and beta bands and lower for the alpha band. The study has shown that a medetomidine sedation protocol for feline EEG may offer a method for investigating bio-electrical cortical activity. The use of q-EEG analysis showed a decrease in high frequency bands and increased activity of the low frequency band in healthy cats under medetomidine sedation.
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The self-assembly and redox-properties of two viologen derivatives, N-hexyl-N-(6-thiohexyl)-4,4-bipyridinium bromide (HS-6V6-H) and N,N-bis(6-thiohexyl)-4,4-bipyridinium bromide (HS-6V6-SH), immobilized on Au(111)-(1x1) macro-electrodes were investigated by cyclic voltammetry, surface enhanced infrared spectroscopy (SEIRAS) and in situ scanning tunneling microscopy (STM). Depending on the assembly conditions one could distinguish three different types of adlayers for both viologens: a low coverage disordered and an ordered striped phase of flat oriented molecules as well as a high coverage monolayer composed of tilted viologen moieties. Both molecules, HS-6V6-H and HS-6V6-SH, were successfully immobilized on Au(poly) nano-electrodes, which gave a well-defined redox-response in the lower pA–current range. An in situ STM configuration was employed to explore electron transport properties of single molecule junctions Au(T)|HS-6V6-SH(HS-6V6-H)|Au(S). The observed sigmoidal potential dependence, measured at variable substrate potential ES and at constant bias voltage (ET–ES), was attributed to electronic structure changes of the viologen moiety during the one-electron reduction/re-oxidation process V2+ V+. Tunneling experiments in asymmetric, STM-based junctions Au(T)-S-6V6-H|Au(S) revealed current (iT)–voltage (ET) curves with a maximum located at the equilibrium potential of the redox-process V2+ V+. The experimental iT–ET characteristics of the HS-6V6-H–modified tunneling junction were tentatively attributed to a sequential two-step electron transfer mechanism.
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The early Eocene epoch was characterized by extreme global warmth, which in terrestrial settings was characterized by an expansion of near-tropical vegetation belts into the high latitudes. During the middle to late Eocene, global cooling caused the retreat of tropical vegetation to lower latitudes. In high-latitude settings, near-tropical vegetation was replaced by temperate floras. This floral change has recently been traced as far south as Antarctica, where along the Wilkes Land margin paratropical forests thrived during the early Eocene and temperate Nothofagus forests developed during the middle Eocene. Here we provide both qualitative and quantitative palynological data for this floral turnover based on a sporomorph record recovered at Integrated Ocean Drilling Program (IODP) Site U1356 off the Wilkes Land margin. Following the nearest living relative concept and based on a comparison with modern vegetation types, we examine the structure and diversity patterns of the Eocene vegetation along the Wilkes Land margin. Our results indicate that the early Eocene forests along the Wilkes Land margin were characterized by a diverse canopy composed of plants that today occur in tropical settings; their richness pattern was similar to that of present-day forests from New Caledonia. The middle Eocene forests were characterized by a canopy dominated by Nothofagus and exhibited richness patterns similar to modern Nothofagus forests from New Zealand.
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The activity of the M26 meiotic recombination hot spot of Schizosaccharomyces pombe depends on the presence of the heptamer 5′-ATGACGT-3′. Transplacement of DNA fragments containing the ade6-M26 gene to other chromosomal loci has previously demonstrated that the heptamer functions in some, but not all, transplacements, suggesting that hot spot activity depends on chromosomal context. In this study, hot spot activity was tested in the absence of gross DNA changes by using site-directed mutagenesis to create the heptamer sequence at novel locations in the genome. When created by mutagenesis of 1–4 bp in the ade6 and ura4 genes, the heptamer was active as a recombination hot spot, in an orientation-independent manner, at all locations tested. Thus, the heptamer sequence can create an active hot spot in other chromosomal contexts, provided that the gross chromosomal structure is not altered; this result is consistent with the hypothesis that a specific higher-order chromatin structure is required for M26 hot spot activity.
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ACTIVITY is a database on DNA/RNA site sequences with known activity magnitudes, measurement systems, sequence-activity relationships under fixed experimental conditions and procedures to adapt these relationships from one measurement system to another. This database deposits information on DNA/RNA affinities to proteins and cell nuclear extracts, cutting efficiencies, gene transcription activity, mRNA translation efficiencies, mutability and other biological activities of natural sites occurring within promoters, mRNA leaders, and other regulatory regions in pro- and eukaryotic genomes, their mutant forms and synthetic analogues. Since activity magnitudes are heavily system-dependent, the current version of ACTIVITY is supplemented by three novel sub-databases: (i) SYSTEM, measurement systems; (ii) KNOWLEDGE, sequence-activity relationships under fixed experimental conditions; and (iii) CROSS_TEST, procedures adapting a relationship from one measurement system to another. These databases are useful in molecular biology, pharmacogenetics, metabolic engineering, drug design and biotechnology. The databases can be queried using SRS and are available through the Web, http://wwwmgs.bionet.nsc.ru/systems/Activity/.
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The cyclin-dependent kinase (Cdk) inhibitor p21Waf1/Cip1/Sdi1, important for p53-dependent cell cycle control, mediates G1/S arrest through inhibition of Cdks and possibly through inhibition of DNA replication. Cdk inhibition requires a sequence of approximately 60 amino acids within the p21 NH2 terminus. We show, using proteolytic mapping, circular dichroism spectropolarimetry, and nuclear magnetic resonance spectroscopy, that p21 and NH2-terminal fragments that are active as Cdk inhibitors lack stable secondary or tertiary structure in the free solution state. In sharp contrast to the disordered free state, however, the p21 NH2 terminus adopts an ordered stable conformation when bound to Cdk2, as shown directly by NMR spectroscopy. We have, thus, identified a striking disorder-order transition for p21 upon binding to one of its biological targets, Cdk2. This structural transition has profound implications in light of the ability of p21 to bind and inhibit a diverse family of cyclin-Cdk complexes, including cyclin A-Cdk2, cyclin E-Cdk2, and cyclin D-Cdk4. Our findings suggest that the flexibility, or disorder, of free p21 is associated with binding diversity and offer insights into the role for structural disorder in mediating binding specificity in biological systems. Further, these observations challenge the generally accepted view of proteins that stable secondary and tertiary structure are prerequisites for biological activity and suggest that a broader view of protein structure should be considered in the context of structure-activity relationships.
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(+)-Hydantocidin, a recently discovered natural spironucleoside with potent herbicidal activity, is shown to be a proherbicide that, after phosphorylation at the 5' position, inhibits adenylosuccinate synthetase, an enzyme involved in de novo purine synthesis. The mode of binding of hydantocidin 5'-monophosphate to the target enzyme was analyzed by determining the crystal structure of the enzyme-inhibitor complex at 2.6-A resolution. It was found that adenylosuccinate synthetase binds the phosphorylated compound in the same fashion as it does adenosine 5'-monophosphate, the natural feedback regulator of this enzyme. This work provides the first crystal structure of a herbicide-target complex reported to date.
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Immune challenge to the insect Podisus maculiventris induces synthesis of a 21-residue peptide with sequence homology to frog skin antimicrobial peptides of the brevinin family. The insect and frog peptides have in common a C-terminally located disulfide bridge delineating a cationic loop. The peptide is bactericidal and fungicidal, exhibiting the largest antimicrobial spectrum observed so far for an insect defense peptide. An all-D-enantiomer is nearly inactive against Gram-negative bacteria and some Gram-positive strains but is fully active against fungi and other Gram-positive bacteria, suggesting that more than one mechanism accounts for the antimicrobial activity of this peptide. Studies with truncated synthetic isoforms underline the role of the C-terminal loop and flanking residues for the activity of this molecule for which we propose the name thanatin.
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Paclitaxel (formerly called taxol), an important anticancer drug, inhibits cell replication by binding to and stabilizing microtubule polymers. As drug-receptor interactions are governed by the three-dimensional stereochemistries of both participants, we have determined the crystal structure of paclitaxel to identify its conformational preferences that may be related to biological activity. The monoclinic crystals contain two independent paclitaxel molecules in the asymmetric unit plus several water and dioxane solvent molecules. Taxane ring conformation is very similar in both paclitaxel molecules and is similar to the taxane ring conformation found in the crystal structure of the paclitaxel analogue docetaxel (formerly called taxotere). The two paclitaxel molecules have carbon-13 side-chain conformations that differ from each other and from that of the corresponding side chain in the docetaxel crystal structure. The carbon-13 side-chain conformation of one paclitaxel molecule is similar to what was proposed from NMR studies done in polar solvents, while that of the other paclitaxel molecule is different and hitherto unobserved. The paclitaxel molecules interact with each other and with solvent atoms through an extensive network of hydrogen bonds. Analysis of the hydrogen-bonding network together with structure-activity studies may suggest which atoms of paclitaxel are important for binding to microtubule receptors.
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Magnetic neat and N-doped carbon nanotubes with different properties have been synthesized by chemical vapour deposiüon and tested in the catalytic wet peroxide oxidation of 4-nitrophenol solutions (5 g L') at relatively mild operating conditions (atmospheric pressure, T = 50 °C, pH = 3)~using a catalyst load = 2.5 g L-' and [H202]o = 17.8 g L-1. The results demonstrate that the catalyst hydrophobicity/ hydrophilicity is a detenninant property in the CWPO reaction, since it affects the rate ofH202 decomposition. The controlled formation ofreactive radicais (HO* and HOO*) at hydrophobic surfaces avoids the formation of non-reactive species (02 and H20), increasing.
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Cette thèse se compose en deux parties: Première Partie: La conception et la synthèse d’analogues pyrrolidiniques, utilisés comme agents anticancéreux, dérivés du FTY720. FTY720 est actuellement commercialisé comme médicament (GilenyaTM) pour le traitement de la sclérose en plaques rémittente-récurrente. Il agit comme immunosuppresseur en raison de son effet sur les récepteurs de la sphingosine-1-phosphate. A fortes doses, FTY720 présente un effet antinéoplasique. Cependant, à de telles doses, un des effets secondaires observé est la bradycardie dû à l’activation des récepteurs S1P1 et S1P3. Ceci limite son potentiel d’utilisation lors de chimiothérapie. Nos précédentes études ont montré que des analogues pyrrolidiniques dérivés du FTY720 présentaient une activité anticancéreuse mais aucune sur les récepteurs S1P1 et S1P3. Nous avons soumis l’idée qu’une étude relation structure-activité (SARs) pourrait nous conduire à la découverte de nouveaux agents anti tumoraux. Ainsi, deux séries de composés pyrrolidiniques (O-arylmethyl substitué et C-arylmethyl substitué) ont pu être envisagés et synthétisés (Chapitre 1). Ces analogues ont montré d’excellentes activités cytotoxiques contre diverses cellules cancéreuses humaines (prostate, colon, sein, pancréas et leucémie), plus particulièrement les analogues actifs qui ne peuvent pas être phosphorylés par SphK, présentent un plus grand potentiel pour le traitement du cancer sans effet secondaire comme la bradycardie. Les études mécanistiques suggèrent que ces analogues de déclencheurs de régulation négative sur les transporteurs de nutriments induisent une crise bioénergétique en affamant les cellules cancéreuses. Afin d’approfondir nos connaissances sur les récepteurs cibles, nous avons conçu et synthétisé des sondes diazirine basées sur le marquage d’affinité aux photons (méthode PAL: Photo-Affinity Labeling) (Chapitre 2). En s’appuyant sur la méthode PAL, il est possible de récolter des informations sur les récepteurs cibles à travers l’analyse LC/MS/MS de la protéine. Ces tests sont en cours et les résultats sont prometteurs. Deuxième partie: Coordination métallique et catalyse di fonctionnelle de dérivés β-hydroxy cétones tertiaires. Les réactions de Barbier et de Grignard sont des méthodes classiques pour former des liaisons carbone-carbone, et généralement utilisées pour la préparation d’alcools secondaires et tertiaires. En vue d’améliorer la réaction de Grignard avec le 1-iodobutane dans les conditions « one-pot » de Barbier, nous avons obtenu comme produit majoritaire la β-hydroxy cétone provenant de l’auto aldolisation de la 5-hexen-2-one, plutôt que le produit attendu d’addition de l’alcool (Chapitre 3). La formation inattendue de la β-hydroxy cétone a également été observée en utilisant d’autres dérivés méthyl cétone. Étonnement dans la réaction intramoléculaire d’une tricétone, connue pour former la cétone Hajos-Parrish, le produit majoritaire est rarement la β-hydroxy cétone présentant la fonction alcool en position axiale. Intrigué par ces résultats et après l’étude systématique des conditions de réaction, nous avons développé deux nouvelles méthodes à travers la synthèse sélective et catalytique de β-hydroxy cétones spécifiques par cyclisation intramoléculaire avec des rendements élevés (Chapitre 4). La réaction peut être catalysée soit par une base adaptée et du bromure de lithium comme additif en passant par un état de transition coordonné au lithium, ou bien soit à l’aide d’un catalyseur TBD di fonctionnel, via un état de transition médiée par une coordination bidenté au TBD. Les mécanismes proposés ont été corroborés par calcul DFT. Ces réactions catalytiques ont également été appliquées à d’autres substrats comme les tricétones et les dicétones. Bien que les efforts préliminaires afin d’obtenir une enantioselectivité se sont révélés sans succès, la synthèse et la recherche de nouveaux catalyseurs chiraux sont en cours.
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Cette thèse se compose en deux parties: Première Partie: La conception et la synthèse d’analogues pyrrolidiniques, utilisés comme agents anticancéreux, dérivés du FTY720. FTY720 est actuellement commercialisé comme médicament (GilenyaTM) pour le traitement de la sclérose en plaques rémittente-récurrente. Il agit comme immunosuppresseur en raison de son effet sur les récepteurs de la sphingosine-1-phosphate. A fortes doses, FTY720 présente un effet antinéoplasique. Cependant, à de telles doses, un des effets secondaires observé est la bradycardie dû à l’activation des récepteurs S1P1 et S1P3. Ceci limite son potentiel d’utilisation lors de chimiothérapie. Nos précédentes études ont montré que des analogues pyrrolidiniques dérivés du FTY720 présentaient une activité anticancéreuse mais aucune sur les récepteurs S1P1 et S1P3. Nous avons soumis l’idée qu’une étude relation structure-activité (SARs) pourrait nous conduire à la découverte de nouveaux agents anti tumoraux. Ainsi, deux séries de composés pyrrolidiniques (O-arylmethyl substitué et C-arylmethyl substitué) ont pu être envisagés et synthétisés (Chapitre 1). Ces analogues ont montré d’excellentes activités cytotoxiques contre diverses cellules cancéreuses humaines (prostate, colon, sein, pancréas et leucémie), plus particulièrement les analogues actifs qui ne peuvent pas être phosphorylés par SphK, présentent un plus grand potentiel pour le traitement du cancer sans effet secondaire comme la bradycardie. Les études mécanistiques suggèrent que ces analogues de déclencheurs de régulation négative sur les transporteurs de nutriments induisent une crise bioénergétique en affamant les cellules cancéreuses. Afin d’approfondir nos connaissances sur les récepteurs cibles, nous avons conçu et synthétisé des sondes diazirine basées sur le marquage d’affinité aux photons (méthode PAL: Photo-Affinity Labeling) (Chapitre 2). En s’appuyant sur la méthode PAL, il est possible de récolter des informations sur les récepteurs cibles à travers l’analyse LC/MS/MS de la protéine. Ces tests sont en cours et les résultats sont prometteurs. Deuxième partie: Coordination métallique et catalyse di fonctionnelle de dérivés β-hydroxy cétones tertiaires. Les réactions de Barbier et de Grignard sont des méthodes classiques pour former des liaisons carbone-carbone, et généralement utilisées pour la préparation d’alcools secondaires et tertiaires. En vue d’améliorer la réaction de Grignard avec le 1-iodobutane dans les conditions « one-pot » de Barbier, nous avons obtenu comme produit majoritaire la β-hydroxy cétone provenant de l’auto aldolisation de la 5-hexen-2-one, plutôt que le produit attendu d’addition de l’alcool (Chapitre 3). La formation inattendue de la β-hydroxy cétone a également été observée en utilisant d’autres dérivés méthyl cétone. Étonnement dans la réaction intramoléculaire d’une tricétone, connue pour former la cétone Hajos-Parrish, le produit majoritaire est rarement la β-hydroxy cétone présentant la fonction alcool en position axiale. Intrigué par ces résultats et après l’étude systématique des conditions de réaction, nous avons développé deux nouvelles méthodes à travers la synthèse sélective et catalytique de β-hydroxy cétones spécifiques par cyclisation intramoléculaire avec des rendements élevés (Chapitre 4). La réaction peut être catalysée soit par une base adaptée et du bromure de lithium comme additif en passant par un état de transition coordonné au lithium, ou bien soit à l’aide d’un catalyseur TBD di fonctionnel, via un état de transition médiée par une coordination bidenté au TBD. Les mécanismes proposés ont été corroborés par calcul DFT. Ces réactions catalytiques ont également été appliquées à d’autres substrats comme les tricétones et les dicétones. Bien que les efforts préliminaires afin d’obtenir une enantioselectivité se sont révélés sans succès, la synthèse et la recherche de nouveaux catalyseurs chiraux sont en cours.
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Few reported inhibitors of secretory phospholipase A(2) enzymes inhibit the IIa human isoform (hnpsPLA(2)-IIa) noncovalently at submicromolar concentrations. Herein, the simple chiral precursor D-tyrosine was derivastised to give a series of potent new inhibitors of hnpsPLA(2)-IIa. A 2.2-Angstrom crystal structure shows an inhibitor bound in the active site of the enzyme, chelated to a Ca2+ ion through carboxylate and amide oxygen atoms, H bonded through an amide NH group to His48, with multiple hydrophobic contacts and a T-shaped aromatic-group-His6 interaction. Antiinflammatory activity is also demonstrated for two compounds administered orally to rats.
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The addition of small quantities (similar to 5 wt pct) layered silicates into polymer materials has the potential to greatly increase the modulus without adversely affecting the toughness or processability of the composite. The effect of microstructural features in the polymer nanocomposite and their possible effects on the mechanical properties with particular reference to linear low density polyethylene (LLDPE)/montmorillonite nanocomposites was discussed.
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Highly selective N-type voltage-gated calcium (Ca-V) channel inhibitors from cone snail venom (the omega-conotoxins) have emerged as a new class of therapeutics for the treatment of chronic and neuropathic pain. Earlier in 2005, Prialt ( Elan) or synthetic omega-conotoxin MVIIA, was the first omega-conotoxin to be approved by Food and Drug Administration for human use. This review compares the action of three omega-conotoxins, GVIA, MVIIA and CVID, describing their structure-activity relationships and potential as leads for the design of improved N-type therapeutics that are more useful in the treatment of chronic pain.