Interfacial Electron Transfer Dynamics Following Laser Flash Photolysis of [Ru(bpy)(2)((4,4 `-PO(3)H(2))(2)bpy)](2+) in TiO(2) Nanoparticle Films in Aqueous Environments

Nanosecond laser flash photolysis has been used to investigate injection and back electron transfer from the complex [(Ru-(bpy)(2)(4,4`-(PO(3)H(2))(2)bpy)](2+) surface-bound to TiO(2) (TiO(2)-Ru(II)). The measurements were conducted under conditions appropriate for water oxidation catalysis by known single-site water oxidation catalysts. Systematic variations in average lifetimes for back electron transfer, - were observed with changes in pH, surface coverage, incident excitation intensity, and applied bias. The results were qualitatively consistent with a model involving rate-limiting thermal activation of injected electrons from trap sites to the conduction band or shallow trap sites followed by site-to-site hopping and interfacial electron transfer, TiO(2)(e(-))-Ru(3+) -> TiO(2)-Ru(2+). The appearance of pH-dependent decreases in the efficiency of formation of TiO(2)-Ru(3+) and in incident-photon-to-current efficiencies with the added reductive scavenger hydroquinone point to pH-dependent back electron transfer processes on both the sub-nanosecond and millisecond-microsecond time scales, which could be significant in limiting long-term storage of multiple redox equivalents.

Degreening of 'Satsuma Okitsu' Tangerine

Fruit of 'Satsuma Okitsu' tangerine are similar to 'Ponkan', with a maturation period starting in January, and supplying the Brazilian market during the off-season. Fruits of this cultivar have to be harvested with green peel, which is not well accepted by the market. This study aimed to evaluate the degreening of 'Satsuma Okitsu' tangerine using ethephon (2-chloroethyl phosphonic acid). The fruits were harvested with stems when they reached soluble solids: acidity ratio of >7. After selection, the fruits were treated with the Imazalil fungicide (200 ml 100 L-1) for two min and after 24 hours fruits were dipped in different concentrations of ethephon (Ethrel 240): control, 250, 500 and 1000 ppm. The fruits were analyzed every 3 days during 9 days of storage at 18 +/- 2 degrees C, 85 +/- 5% RH for appearance, weight loss, rind color, soluble solids, acidity and ascorbic acid content. The experiment was conducted as a factorial in a completely randomized design. The treatment with Ethrel provided the best flavedo or rind degreening which made these fruits turn orange with greater intensity and showed good quality during 9 days at 18 degrees C, besides increase in weight loss.

Análise de crescimento de plantas de manjericão tratadas com reguladores vegetais

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Crescimento de plantas de Salvia officinalis sob ação de reguladores de crescimento vegetal

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Rendimento de óleo essencial de Salvia officinalis L. sob ação de reguladores vegetais

This study aimed to evaluate the effect of different plant growth regulators on essential oil yield in Salvia officinalis L. plants. The experiment was held in a greenhouse and the experimental design was completely randomized, with 5 treatments and three replications. The Treatments consisted in the application of gibberellic acid (GA3), benzylaminopurine (BAP), 2-chloroethyl phosphonic acid (ethephon), and Stimulate at 2%, compared with control plants (water). Applications of plant growth regulators were performed in three consecutive periods, in turn, 15, 25 and 35 days after transplanting of seeding germinating in the light at 25°C. The dry mass yield of the aerial part and the oil essential content were determined 131 days after the transplant. The aerial part of the plants was dried in an oven at 35°C; after dry mass determination, the oil was extracted by hydrodistillation and its volume was determined. Plants treated with GA 3 and Stimulate showed increase in essential oil content, while plants treated with BAP and ethephon showed decrease in essential oil volume when compared with the control plants.

Produção de biomassa, rendimento e composição do óleo essencial de manjericão (Ocimum basilicum L.) em função de reguladores vegetais

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Organocatalytic asymmetric mannich-type reactions: an easy approach to optically active amine derivatives

The topics I came across during the period I spent as a Ph.D. student are mainly two. The first concerns new organocatalytic protocols for Mannich-type reactions mediated by Cinchona alkaloids derivatives (Scheme I, left); the second topic, instead, regards the study of a new approach towards the enantioselective total synthesis of Aspirochlorine, a potent gliotoxin that recent studies indicate as a highly selective and active agent against fungi (Scheme I, right). At the beginning of 2005 I had the chance to join the group of Prof. Alfredo Ricci at the Department of Organic Chemistry of the University of Bologna, starting my PhD studies. During the first period I started to study a new homogeneous organocatalytic aza-Henry reaction by means of Cinchona alkaloid derivatives as chiral base catalysts with good results. Soon after we introduced a new protocol which allowed the in situ synthesis of N-carbamoyl imines, scarcely stable, moisture sensitive compounds. For this purpose we used α-amido sulfones, bench stable white crystalline solids, as imine precursors (Scheme II). In particular we were able to obtain the aza-Henry adducts, by using chiral phase transfer catalysis, with a broad range of substituents as R-group and excellent results, unprecedented for Mannich-type transformations (Scheme II). With the optimised protocol in hand we have extended the methodology to the other Mannich-type reactions. We applied the new method to the Mannich, Strecker and Pudovik (hydrophosphonylation of imines) reactions with very good results in terms of enantioselections and yields, broadening the usefulness of this novel protocol. The Mannich reaction was certainly the most extensively studied work in this thesis (Scheme III). Initially we developed the reaction with α-amido sulfones as imine precursors and non-commercially available malonates with excellent results in terms of yields and enantioselections.3 In this particular case we recorded 1 mol% of catalyst loading, very low for organocatalytic processes. Then we thought to develop a new Mannich reaction by using simpler malonates, such as dimethyl malonate.4 With new optimised condition the reaction provided slightly lower enantioselections than the previous protocol, but the Mannich adducts were very versatile for the obtainment of β3-amino acids. Furthermore we performed the first addition of cyclic β-ketoester to α-amido sulfones obtaining the corresponding products in good yield with high level of diastereomeric and enantiomeric excess (Scheme III). Further studies were done about the Strecker reaction mediated by Cinchona alkaloid phase-transfer quaternary ammonium salt derivatives, using acetone cyanohydrin, a relatively harmless cyanide source (Scheme IV). The reaction proceeded very well providing the corresponding α-amino nitriles in good yields and enantiomeric excesses. Finally, we developed two new complementary methodologies for the hydrophosphonylation of imines (Scheme V). As a result of the low stability of the products derived from aromatic imines, we performed the reactions in mild homogeneous basic condition by using quinine as a chiral base catalyst giving the α-aryl-α-amido phosphonic acid esters as products (Scheme V, top).6 On the other hand, we performed the addition of dialkyl phosphite to aliphatic imines by using chiral Cinchona alkaloid phase transfer quaternary ammonium salt derivatives using our methodology based on α-amido sulfones (Scheme V, bottom). The results were good for both procedures covering a broad range of α-amino phosphonic acid ester. During the second year Ph.D. studies, I spent six months in the group of Prof. Steven V. Ley, at the Department of Chemistry of the University of Cambridge, in United Kingdom. During this fruitful period I have been involved in a project concerning the enantioselective synthesis of Aspirochlorine. We provided a new route for the synthesis of a key intermediate, reducing the number of steps and increasing the overall yield. Then we introduced a new enantioselective spirocyclisation for the synthesis of a chiral building block for the completion of the synthesis (Scheme VI).

Ab-initio study of hydrogen technology materials for hydrogen storage and proton conduction

This dissertation deals with two specific aspects of a potential hydrogen-based energy economy, namely the problems of energy storage and energy conversion. In order to contribute to the solution of these problems, the structural and dynamical properties of two promising materials for hydrogen storage (lithium imide/amide) and proton conduction (poly[vinyl phosphonic acid]) are modeled on an atomistic scale by means of first principles molecular dynamics simulation methods.rnrnrnIn the case of the hydrogen storage system lithium amide/imide (LiNH_2/Li_2NH), the focus was on the interplay of structural features and nuclear quantum effects. For these calculations, Path-Integral Molecular Dynamics (PIMD) simulations were used. The structures of these materials at room temperature were elucidated; in collaboration with an experimental group, a very good agreement between calculated and experimental solid-state 1H-NMR chemical shifts was observed. Specifically, the structure of Li_2NH features a disordered arrangement of the Li lattice, which was not reported in previous studies. In addition, a persistent precession of the NH bonds was observed in our simulations. We provide evidence that this precession is the consequence of a toroid-shaped effective potential, in which the protons in the material are immersed. This potential is essentially flat along the torus azimuthal angle, which might lead to important quantum delocalization effects of the protons over the torus.rnrnOn the energy conversion side, the dynamics of protons in a proton conducting polymer (poly[vinyl phosphonic acid], PVPA) was studied by means of a steered ab-initio Molecular Dynamics approach applied on a simplified polymer model. The focus was put on understanding the microscopic proton transport mechanism in polymer membranes, and on characterizing the relevance of the local environment. This covers particularly the effect of water molecules, which participate in the hydrogen bonding network in the material. The results indicate that these water molecules are essential for the effectiveness of proton conduction. A water-mediated Grotthuss mechanism is identified as the main contributor to proton conduction, which agrees with the experimentally observed decay on conductivity for the same material in the absence of water molecules.rnrnThe gain in understanding the microscopic processes and structures present in this materials can help the development of new materials with improved properties, thus contributing to the solution of problems in the implementation of fuel cells.

Maßgeschneiderte polymerisierbare Tenside zur simultanen Stabilisierung und Oberflächenfunktionalisierung von Nanopartikeln in der Miniemulsionspolymerisation

Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene funktionale, polymerisierbare Tenside (Surfmere) synthetisiert, um unmittelbar und exklusiv die Partikeloberfläche in der Miniemulsionspolymerisation mit der gewünschten Funktion für weitere Anwendungen auszurüsten. Hierdurch ist es möglich, auf konventionelle Tenside, welche bedingt durch ihre Mobilität in einigen Anwendungen zu Schwierigkeiten führen, gänzlich zu verzichten. Zusätzlich bietet der Einsatz von Surfmeren eine höhere Kontrolle über die Lokalisation und Verteilung der Funktionalitäten auf der Partikeloberfläche, im Vergleich zum Einsatz von klassischen Comonomeren. rnThematische Schwerpunkte der Arbeit lagen in der Ausrüstung von Partikeloberflächen mit Haftgruppen (Phosphonsäuren) oder Fluoreszenzmarkern sowie der Aufbringung von Initiatorgruppen über Surfmere zur Synthese von Kern-Schale-Partikeln in einem zweistufigen Prozess. Bei allen neu synthetisierten Surfmeren wurde als polymerisierbare Einheit eine Methacrylamidgruppe gewählt, um Funktionalitätenverlust durch Hydrolyse auszuschließen.rnIm Bereich der Haftgruppen wurde gezeigt, dass der Einsatz von phosphonathaltigen Surfmeren die Kontrolle der Partikelgröße und Funktionalisierungsdichte in weiten Bereichen ermöglicht und langzeitstabile Dispersionen erhalten werden. Die Partikel wurden auf ihre Cytotoxizität und ihre biomimetische Mineralisierbarkeit hin untersucht.rnZum Nachweis der Copolymerisation des Surfmers mit dem Hauptmonomer wurde ein Phosphonsäure-Surfmer mit einem Farbstoff auf Naphthalimidbasis synthetisiert. Dies ermöglichte den Nachweis der Copolymerisation mittels Gelpermeationschromatographie.rnZur Fluoreszenzmarkierung von Partikeloberfläche wurden erstmals Surfmere realisiert, die in der Kopfgruppe eine BODIPY-Einheit, welche in 2 oder 2,6-Position sulfoniert wurde, als Fluorophor tragen. Der Polymerisationsbeweis wurde durch HPLC-Messungen geführt und die Lokalisation auf der Partikeloberfläche durch Quenchungsexperimente verifiziert. rnDes Weiteren wurde ein kationisches Surfmer synthetisiert, welches nahe der Kopfgruppe eine Bromo iso-buttersäureeinheit zur AGET-ATRP-Initiierung trägt und somit potentiell zum Aufbau von Kern-Schale-Morphologien befähigt ist.

Phosphonsäurehaltige polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe für Anwendungen in Brennstoffzellen

Die vorliegende Arbeit umfasst die Synthese und Charakterisierung phosphonsäurehaltiger, organischer Kristalle als ionenleitende Verbindungen in Brennstoffzellen-Anwendungen. Sie zielt dabei einerseits auf die Darstellung von protonenleitenden Polyphenylenverbindungen und deren Verwendung als Linker für den Aufbau protonenleitender Aluminium-Phosphonat-Netzwerke ab und behandelt andererseits die Einführung stark polarer Phosphonsäuregruppen in einen diskreten Nanographenkern sowie deren Einfluss auf die ionen- und elektronenleitenden Eigenschaften, um diese als gemischt-leitende Kompatibilisatoren an der isolierenden Elektrode/ Membran-Grenzfläche in einer Brennstoffzelle zu verwenden. Am Beispiel eines phosphonsäurefunktionalisierten, phenylenisch-expandierten Hexaphenylbenzols konnte ein solvothermisch stabiler Protonenleiter mit einer Selbstorganisation in kolumnare, supramolekulare Strukturen und hoher, temperaturunabhängiger Leitfähigkeit mit dominierendem Grotthuss-Anteil präsentiert werden. Durch einen Wechsel dieser 1D-radialen Phosphonsäureanordnung in der Molekülhülle hin zu 2D- und 3D-H2PO3-funktionalisierten, dendritischen Stäbchen- bzw. Kugelstrukturen konnte gezeigt werden, dass eine kolumnare Molekülanordnung jedoch kein notwendiges Kriterium für einen Grotthuss-artigen Protonentransport darstellt. Durch die mehrdimensionale Orientierung der Phosphonsäuren in der Außenhülle der Dendrimere garantieren die synthetisierten Strukturen hochaggregierte Phosphonsäurecluster, die als dichtes Säurekontinuum die eigentlichen protonenleitfähigen Kanäle darstellen und somit als entscheidendes Kriterium für das Auftreten eines Grotthuss-artigen Mechanismus definiert werden müssen. Eine signifikante Erhöhung der Leitfähigkeit konnte durch den Aufbau poröser, organisch-anorganischer Netzwerke (Al-HPB-NETs) über Komplexierung einer unterstöchiometrischen Menge an Aluminium-Kationen mit der Polyphosphonsäureverbindung Hexakis(p-phosphonatophenyl)benzol als Linkereinheit erfolgen, die anschließend mit kleinen intrinsischen Protonenleitern wie Phosphonsäure dotiert wurden. Diese dotierten Netzwerke wiesen außergewöhnliche Leitfähigkeit auf, da sie die σ-Werte des Referenzpolymers Nafion® bereits in einem Temperaturbereich oberhalb von 135°C übertrafen, aber gleichzeitig ein sehr gutes Säureretentionsverhalten von einem Gew.-% Säuredesorption über eine Immersionsdauer von 14 h gegenüber wässrigem Medium zeigten. Durch Mischen dieser Aluminiumphosphonate mit einer dotierten Polymermatrix wie PBI konnten synergistische Effekte durch zusätzliche attraktive H-Brückenbindungen zwischen molekular angebundener Phosphonsäure und mobiler H3PO4 an Hand eines signifikanten Leitfähigkeitsanstiegs für die resultierenden Membranen beobachtet werden. Die Protonenleitfähigkeit lag in diesen Materialien in dem gesamten untersuchten Temperaturbereich oberhalb von Nafion®. Durch das Einbringen der NETs in PBI konnte ebenfalls die Säureretention von PBI um etwa 9 % bei kurzen Immersionszeiten (bis 1 min) verbessert werden. Darüber hinaus wurde in der vorliegenden Arbeit die synthetische Kombination eines hydrophoben, elektronenleitenden Nanographenkerns mit einer, durch eine isolierende Peripherie getrennten, stark polaren, protonenleitenden Außenhülle realisiert. Am Beispiel von zwei phosphonsäurefunktionalisierten Triphenylenen, die sich in Länge und Planarität der gewählten Peripheriebausteine unterschieden, sollten polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe mit gemischt protonen- und elektronenleitenden Eigenschaften hergestellt werden, die über Impedanzspektroskopie und Vierpunktmessungen untersucht wurden. Da es sich bei der Anwendung solcher gemischtleitenden Verbindungen um grenz-flächenaktive Substanzen handelt, die das ohne verbesserte Anbindung bestehende Dielektrikum zwischen Elektrode und protonenleitender Membran überbrücken sollen, wurde die Untersuchung eines möglichen Elektronentransportes durch eine Molekülmonolage ebenfalls über kombinatorische STM- und STS-Technik durchgeführt.

Phosphonate ligands in extended inorganic hybrids and as radical units in complexes

Phosphonatliganden in erweiterten anorganischen Hybridmaterialien undrnals Radikalträgern in KomplexenrnrnAnorganisch-organische Hybridmaterialien sind in der Regel extrem vielseitig. Die systematische Darstellung von niederdimensionalen Materialien (eindimensionale Kettenverbindungen oder zweidimensionalen Schichtverbindungen) mit einer Kontrolle über die Art der Verbindung,rnbietet neue Möglichkeiten im Bereich des molekularen Magnetismus. Hier im Fall von Metall-Phosphonat Verbindungen in erweiterten anorganischen Hybriden wurde der pH - Wert während der Reaktion eingestellt, wodurch der Grad der Protonierung des Phosphonatliganden kontrolliert wurde. Aufgrund der Tatsache, dass alle erhaltenen Metall Phosphonatverbindungen neutral waren, konnte das Ligand zu Metallverhältnis erstmals vorhergesagt werden. So wurden mehrere neue Metall–Phosphonat Verbindungen im Bereich von Null-dimensionalen (I0O0, Co-Kristallisation von M(H2O)6 mitrndeprotonierten Phosphonatligand), über eindimensionalen (I1O0, Kettenstrukturen) bis hin zu zweidimensionalen (I2O0, Schichtstrukturen) ausführlich diskutiert in Bezug auf ihr magnetisches Verhalten. Im Allgemeinen sind die erwarteten Austauschwechselwirkungen in einem erweiterten anorganischen Hybridmaterial stark, weil oft ein Superaustausch durch ein einzelnes Sauerstoffatom möglich ist. Hier waren oft mehrere konkurrierende Austauschwechselwirkungen vorhanden, so dass kompliziertere magnetische Verhalten beobachtet wurden.rnrnDarüber hinaus wurden drei neue Beispiele von Nitronyl-Nitroxidradikale dargestellt, in denen eine zusätzliche saure Funktionalität eingeführt war. Die Auswirkungen des sauren Charakters der zusätzlich eingeführten Sulfonsäure oder Phosphonsäure-Gruppe auf das Nitronyl-Nitroxidradikal wurden im Detail zum ersten Mal untersucht. Die mit der Phosphonsäure-Gruppe versehenen Nitronyl-Nitroxidradikale sind perfekte Proben für die Untersuchung einer Spin-Verschiebung in Nitronyl-Nitroxidradikale durch EPR-Spektroskopie, aufgrund des eingeführten Phosphors. Auch der Protonierungsgrad der zusätzlich eingeführten Phosphonsäure-Gruppe wurde berücksichtigt. In dieser Arbeit wurden die ersten Metallkomplexe der neuen substituierten sauren Nitronyl-Nitroxidradikale vorgestellt. Die Koordination von Nickel(II) Metallionen an die saure, zweite funktionelle Gruppe des Nitronyl–Nitroxid Radikal wurde beschrieben. Die magnetische Austauschwechselwirkung der Metallionen untereinander und die Metall-Radikal-Austauschwechselwirkungen wurden untersucht. rnrnIm Allgemeinen können interessante molekulare magnetische Materialien dadurch dargestellt werden, dass die Dimension der Metall-Phosphonat-Verbindungen als Beispiele für die erweiterten anorganischen Hybridmaterialien gesteuert werden kann. Mit Nitronyl-Nitroxidradikale als organische Liganden können in Zukunft noch mehr Spin-Träger in anorganisch-organischen Gerüstmaterialien integriert werden um die magnetischen Eigenschaften zu verbesseren.rn

A dosimetric study of radionuclide therapy for bone marrow ablation

In a phase I clinical trial, six multiple myeloma patients, who were non-responsive to conventional therapy and were scheduled for bone marrow transplantation, received Holmium-166 ($\sp{166}$Ho) labeled to a bone seeking agent, DOTMP (1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetramethylene-phosphonic acid), for the purpose of bone marrow ablation. The specific aims of my research within this protocol were to evaluate the toxicity and efficacy of $\sp{166}$Ho DOTMP by quantifying the in vivo pharmacokinetics and radiation dosimetry, and by correlating these results to the biologic response observed. The reproducibility of pharmacokinetics from multiple injections of $\sp{166}$Ho DOTMP administered to these myeloma patients was demonstrated from both blood and whole body retention. The skeletal concentration of $\sp{166}$Ho DOTMP was heterogenous in all six patients: high in the ribs, pelvis, and lumbar vertebrae regions, and relatively low in the femurs, arms, and head.^ A novel technique was developed to calculate the radiation dose to the bone marrow in each skeletal ROI, and was applied to all six $\sp{166}$Ho DOTMP patients. Radiation dose estimates for the bone marrow calculated using the standard MIRD "S" factors were compared with the average values derived from the heterogenous distribution of activity in the skeleton (i.e., the regional technique). The results from the two techniques were significantly different; the average of the dose estimates from the regional technique were typically 30% greater. Furthermore, the regional technique provided a range of radiation doses for the entire marrow volume, while the MIRD "S" factors only provided a single value. Dose volume histogram analysis of data from the regional technique indicated a range of dose estimates that varied by a factor of 10 between the high dose and low dose regions. Finally, the observed clinical response of cells and abnormal proteins measured in bone marrow aspirates and peripheral blood samples were compared with radiation dose estimates for the bone marrow calculated from the standard and regional technique. The results showed the regional technique values correlated more closely to several clinical response parameters. (Abstract shortened by UMI.) ^

The Decisive Step in Betaxanthin Biosynthesis Is a Spontaneous Reaction1

Experiments were performed to confirm that the aldimine bond formation is a spontaneous reaction, because attempts to find an enzyme catalyzing the last decisive step in betaxanthin biosynthesis, the aldimine formation, failed. Feeding different amino acids to betalain-forming hairy root cultures of yellow beet (Beta vulgaris L. subsp. vulgaris “Golden Beet”) showed that all amino acids (S- and R-forms) led to the corresponding betaxanthins. We observed neither an amino acid specificity nor a stereoselectivity in this process. In addition, increasing the endogenous phenylalanine (Phe) level by feeding the Phe ammonia-lyase inhibitor 2-aminoindan 2-phosphonic acid yielded the Phe-derived betaxanthin. Feeding amino acids or 2-aminoindan 2-phosphonic acid to hypocotyls of fodder beet (B. vulgaris L. subsp. vulgaris “Altamo”) plants led to the same results. Furthermore, feeding cyclo-3-(3,4-dihydroxyphenyl)-alanine (cyclo-Dopa) to these hypocotyls resulted in betanidin formation, indicating that the decisive step in betacyanin formation proceeds spontaneously. Finally, feeding betalamic acid to broad bean (Vicia faba L.) seedlings, which are known to accumulate high levels of Dopa but do not synthesize betaxanthins, resulted in the formation of dopaxanthin. These results indicate that the condensation of betalamic acid with amino acids (possibly including cyclo-Dopa or amines) in planta is a spontaneous, not an enzyme-catalyzed reaction.

Temporally distinct accumulation of transcripts encoding enzymes of the prechorismate pathway in elicitor-treated, cultured tomato cells.

The accumulation of phenylalanine-derived phenolic compounds is a well-known element of a plant's defense in response to pathogen attack. Phenylalanine, as well as the other two aromatic amino acids, tyrosine and tryptophan, is synthesized by way of the shikimate pathway. The first seven steps of the shikimate pathway (the prechorismate pathway) are common for the biosynthesis of all three aromatic amino acids. We have studied transcript levels of six genes--i.e., two 3-deoxy-D-arabino-heptulosonate 7-phosphate synthase genes, one shikimate kinase gene, one 5-enolpyruvylshikimate 3-phosphate synthase gene, and two chorismate synthase genes--corresponding to four steps of the prechorismate pathway, in cultured tomato cells exposed to fungal elicitors. The abundance of transcripts specific for some of these genes increased 10- to 20-fold within 6 h after elicitor treatment, as did the abundance of phenylalanine ammonialyase-specific transcripts and the synthesis of ethylene. Interestingly, transcript accumulation occurred more rapidly for shikimate kinase than for the enzymes preceding or following it in the prechorismate pathway. Neither the inhibition of ethylene biosynthesis by aminoethoxyvinylglycine nor inhibition of phenylalanine ammonia-lyase (EC 4.3.1.5) activity by 2-aminoindan-2-phosphonic acid affected the time course or extent of transcript accumulation. Thus, the increased demand for phenylalanine in the phenylpropanoid pathway required after elicitor treatment appears to be met by increased de novo synthesis of its biosynthetic enzymes.

Developmental changes in expression of GABA(A) receptor-channels in rat intrinsic cardiac ganglion neurones

The effects of gamma-aminobutyric acid (GABA) on the electrophysiological properties of intracardiac neurones were investigated in the intracardiac ganglion plexus in situ and in dissociated neurones from neonatal, juvenile and adult rat hearts. Focal application of GABA evoked a depolarizing, excitatory response in both intact and dissociated intracardiac ganglion neurones. Under voltage clamp, both GABA and muscimol elicited inward currents at -60 mV in a concentration-dependent manner. The fast, desensitizing currents were mimicked by the GABA(A) receptor agonists muscimol and taurine, and inhibited by the GABA(A) receptor antagonists, bicuculline and picrotoxin. The GABA(A0) antagonist (1,2,5,6-tetrahydropyridin-4-yl)methyl phosphonic acid (TPMPA), had no effect on GABA-induced currents, suggesting that GABA(A) receptor-channels mediate the response. The GABA-evoked current amplitude recorded from dissociated neurones was age dependent whereby the peak current density measured at -100 mV was similar to 20 times higher for intracardiac neurones obtained from neonatal rats (P2-5) compared with adult rats (P45-49). The decrease in GABA sensitivity occurred during the first two postnatal weeks and coincides with maturation of the sympathetic innervation of the rat heart. Immunohistochemical staining using antibodies against GABA demonstrate the presence of GABA in the intracardiac ganglion plexus of the neonatal rat heart. Taken together, these results suggest that GABA and taurine may act as modulators of neurotransmission and cardiac function in the developing mammalian intrinsic cardiac nervous system.