Magnetic resonance imaging and ultrasonography in brachial plexus birth injury

Brachial plexus birth injury (BPBI) is caused by stretching, tearing or avulsion of the C5-C8 or Th1 nerve roots during delivery. Foetal-maternal disproportion is the main reason for BPBI. The goal of this study was to find out the incidence of posterior subluxation of the humeral head during first year of life in BPBI and optimal timing of the ultrasonographic screening of the glenohumeral joint. The glenohumeral congruity and posterior subluxation of the humeral head associated to muscle atrophy were assessed and surgical treatment of the shoulder girdle as well as muscle changes in elbow flexion contracture were evaluated. The prospective, population based part of the study included all neonates born in Helsinki area during years 2003-2006. Patients with BPBI sent to the Hospital for Children and Adolescents because of decreased external rotation, internal rotation contracture or deformation of the glenohumeral joint as well as patients with elbow flexion contracture were also included in this prospective study. The incidence of BPBI was calculated to be 3.1/1000 newborns in Helsinki area. About 80% of the patients with BPBI recover totally during the follow-up within the first year of life. Permanent plexus injury at the age of one year was noted in 20% of the patients (0.64/1000 newborns). Muscle imbalance resulted in sonographically detected posterior subluxation in one third of the patients with permanent BPBI. If muscle imbalance and posterior subluxation are left untreated bony deformities will develop. All patients with internal rotation contracture of the glenohumeral joint presented muscle atrophy of the rotator cuff muscles. Especially subscapular and infraspinous muscles were affected. A correlation was found particularly between greatest thickness of subscapular muscle and subluxation of the humeral head, degree of glenoid retroversion, as well as amount of internal rotation contracture. Supinator muscle atrophy was evident among all the studied patients with elbow flexion contracture. Brachial muscle pathology seemed to be an important factor for elbow flexion contracture in BPBI. Residual dysfunction of the upper extremity may require operative treatment such as tendon lengthening, tendon transfers, relocation of the humeral head or osteotomy of the humerus. Relocation of the humeral head improved the glenohumeral congruency among patients under 5 years of age. Functional improvement without remodeling of the glenohumeral joint was achieved by other reconstructive procedures. In conclusion: Shoulder screening by US should be done to all patients with permanent BPBI at the age of 3 and 6 months. Especially atrophy of the subscapular muscle correlates with glenohumeral deformity and posterior subluxation of the humeral head, which has not been reported in previous studies. Permanent muscle changes are the main reason for diminished range of motion of the elbow and forearm. Relocation of the humeral head, when needed, should be performed under the age of 5 years.

Hila- ja kuviotason laskennan vaikutus kuvion kokonaistilavuuteen, tallennustilaan ja laskentaaikaan teoreettista läpimittajakaumaa ja runkolukusarjaa käyttämällä

Metsäsuunnittelussa tarvittavan metsävaratiedon keräämisessä ollaan Suomessa siirtymässä kuvioittaisesta arvioinnista laserkeilaus- ja ilmakuvapohjaiseen kaukokartoitukseen. Tämän tutkimuksen tarkoitus oli selvittää kuvion kokonaistilavuuden ja läpimittajakauman ennustamisen tarkkuus koealan metsikkö- ja puustotunnuksista MSN-, PRM-, ML- ja FMM-menetelmiä sekä Weibull-jakaumaa hyödyntäen seuraavilla tavoilla: 1. PRM-menetelmällä hilatasolla, 2. PRMmenetelmällä kuviotasolla, 3. ML-menetelmällä hilatasolla ja 4. ML-menetelmällä kuviotasolla. Lisäksi kuvion kokonaistilavuuden ennustamisen tarkkuus selvitettiin hyödyntäen kuviolle tuotettua runkolukusarjaa. Tulokset laskettiin puulajikohtaisesti männylle, kuuselle, koivulle ja muille puulajeille. Puulajien tulokset laskettiin kuviotasolla yhteen. Lisäksi selvitettiin menetelmien laskenta-ajan ja tallennustilan tarve. Tutkimuksen aineistona käytettiin Hämeen ammattikorkeakoulun Evon toimipisteen metsistä mitattuja kiinteäsäteisiä ympyräkoealoja, joita oli 249 kappaletta. Hakkuukoneella mitattiin 12kuvion, joiden pinta-alat vaihtelivat välillä 0,2 – 1,94 hehtaaria, puustotiedot. Aluepohjaisen laserkeilausaineiston pulssin tiheys oli 1,8/m2 ja ilmakuvien pikselikoko 0,5 metriä. Kuvion kokonaistilavuus ennustettiin tai estimoitiin laserkeilaus- ja ilmakuva-aineiston piirteiden avulla koealojen puustotunnuksista. Tulokset laskettiin erikseen kaikille kuvioille ja kuvioille, joiden pinta-ala oli yli 0,5 hehtaaria. Yli 0,5 hehtaarin kuvioita oli 8 kappaletta. Kuvion hilojen naapureina käytettiin 1 - 10 koealaa. Menetelmästä ja naapurien määrästä riippuen kokonaistilavuuden suhteellinen RMSE ja harha vaihtelivat välillä 20,76 – 52,86 prosenttia ja -12,04 – 46,54 prosenttia. Vastaavat luvut yli 0,5 hehtaarin kuvioilla olivat 6,74 – 59,41 prosenttia ja -8,04 – 49,59 prosenttia. Laskenta-aika vaihteli menetelmien ja käytettyjen naapurien määrän mukaan voimakkaasti. Kehittyneemmällä ohjelmoinnilla ja ohjelmistolla laskenta-ajat voivat laskea merkittävästi. Tallennustila ei testatuilla menetelmillä ole rajoittava tekijä laajassakaan mittakaavassa. Läpimittajakauman perusteella PRM-menetelmä ennustaa puulajille erittäin kapean läpimittajakauman, jos koeala koostuu vain muutamasta lähes samankokoisesta puusta. Tämä vaikutti tuloksiin erityisesti menetelmällä PRM2.

Micropillar Array Based Microchips for Electrospray Ionization Mass Spectrometry, Microreactors, and Liquid Chromatographic Separation

This dissertation deals with the design, fabrication, and applications of microscale electrospray ionization chips for mass spectrometry. The microchip consists of microchannel, which leads to a sharp electrospray tip. Microchannel contain micropillars that facilitate a powerful capillary action in the channels. The capillary action delivers the liquid sample to the electrospray tip, which sprays the liquid sample to gas phase ions that can be analyzed with mass spectrometry. The microchip uses a high voltage, which can be utilized as a valve between the microchip and mass spectrometry. The microchips can be used in various applications, such as for analyses of drugs, proteins, peptides, or metabolites. The microchip works without pumps for liquid transfer, is usable for rapid analyses, and is sensitive. The characteristics of performance of the single microchips are studied and a rotating multitip version of the microchips are designed and fabricated. It is possible to use the microchip also as a microreactor and reaction products can be detected online with mass spectrometry. This property can be utilized for protein identification for example. Proteins can be digested enzymatically on-chip and reaction products, which are in this case peptides, can be detected with mass spectrometry. Because reactions occur faster in a microscale due to shorter diffusion lengths, the amount of protein can be very low, which is a benefit of the method. The microchip is well suited to surface activated reactions because of a high surface-to-volume ratio due to a dense micropillar array. For example, titanium dioxide nanolayer on the micropillar array combined with UV radiation produces photocatalytic reactions which can be used for mimicking drug metabolism biotransformation reactions. Rapid mimicking with the microchip eases the detection of possibly toxic compounds in preclinical research and therefore could speed up the research of new drugs. A micropillar array chip can also be utilized in the fabrication of liquid chromatographic columns. Precisely ordered micropillar arrays offer a very homogenous column, where separation of compounds has been demonstrated by using both laser induced fluorescence and mass spectrometry. Because of small dimensions on the microchip, the integrated microchip based liquid chromatography electrospray microchip is especially well suited to low sample concentrations. Overall, this work demonstrates that the designed and fabricated silicon/glass three dimensionally sharp electrospray tip is unique and facilitates stable ion spray for mass spectrometry.

Theoretical studies on alpha-helix--DNA interactions

The interaction energies between (Ala)10 and alpha-helix fragment and different nucleotide sequences in right-handed B-form have been optimized using semi-empirical potential energy functions. The energies are calculated for two different orientations of the alpha-helix, viz., when the alpha-helix axis taken in the N----C direction is (i) parallel and (ii) antiparallel to the 5'-3' ascending strand of DNA, proximal to it. When both the DNA molecule as well as the alpha-helix are treated as rigid molecules it is found that a polyalanine alpha-helix has slightly more favourable contacts when it is in the proximity of a four nucleotide sequence of 5'-(N-A-T-N)-3' type, where N is either a purine or a pyrimidine. However, when the two interacting molecules are allowed to undergo local structural variations then the interaction energy appears to be independent of the base sequence confirming the non-specific nature of these interactions.

Maissin tuotantoon ja markkinoihin vaikuttavat tekijät Yhdysvalloissa 2000-luvulla

Tutkimus käsittelee maissin tuotantoon ja markkinoihin vaikuttavia tekijöitä Yhdysvalloissa 2000-luvulla. Yhdysvallat on maailman merkittävin maissin tuottaja. Aikaisemmin maissia on tuotettu suoraan tai välillisesti eläinten rehuna ihmisten ruuantuotannon tarpeisiin. 2000-luvulla maissin käyttö liikenteen polttoaineena käytettävän etanolin raaka-aineena on merkittävästi lisääntynyt. Samaan aikaan maissin hinta on noussut ennätyskorkeaksi. Tässä tutkimuksessa maissimarkkinoihin vaikuttavia tekijöitä tutkittiin ajankohtaisen viranomaistiedon, aiheeseen liittyvän aikaisemman tutkimuksen ja empiirisen ekonometrisen estimoinnin perusteella. Tutkimuksen teoreettinen viitekehys perustuu kysyntä- ja tarjontateoriaan. Lisäksi tässä tutkimuksessa on kerrottu Yhdysvaltojen maatalouspolitiikan lähihistoriasta ja tarkemmin tällä hetkellä rehuviljan tuotantoon vaikuttavasta maatalouspolitiikasta. Tutkimuksessa estimoitiin maissin tuottajien viljelypäätöksiin vaikuttavia tekijöitä käyttäen pienimmän neliösumman menetelmää. Viljelypäätöstä kuvaavaksi selitettäväksi muuttujaksi valittiin maissin viljelypinta-ala. Aineiston saatavuus rajasi tutkimuksen vuosiin 1987 – 2010. Viljelypinta-alaa selittäviä muuttujia valittiin 12. Muuttujien valinta perustui maissin tuotantoon liittyviin tekijöihin, joita on käytetty muissa alan tutkimuksissa ja joiden käyttöä voidaan perustella talousteorialla. Vähitellen kokeilemalla mallista karsittiin turhat muuttujat pois ja viljelypinta-alaa selittämään jäi maissin ja soijan viivästetty hintasuhde, viivästetty typpilannoitteen hinta, maissifutuurien ostomäärät sekä viivästetty etanolin tuotanto ja maissin muu teollinen käyttö. Paras ja luotettavin lineaarisella mallilla saatu tulos sai selitysasteeksi 0,85. Tässä mallissa molemmat kysyntää kuvaavat muuttujat olivat alle 1 % virhetasolla tilastollisesti merkitseviä. Alle 10 % virhetasolla tilastollisesti merkitseviä olivat myös maissin ja soijan hintasuhde samoin kuin futuuriostot. Samoilla muuttujilla testattu log-lineaarinen malli antoi tutkimuksen korkeimman selitysasteen 0,87. Selittävistä muuttujista etanolin tuotanto oli edelleen alle 1 % virhetasolla tilastollisesti merkitsevä. Sen sijaan maissin muun teollisen käytön merkitsevyys heikkeni, ollen kuitenkin alle 10 % virhetasolla tilastollisesti merkitsevä. Lannoitteen hinnan p-arvo laski, joten lannoitteen hinta oli nyt alle 5 % virhetasolla tilastollisesti merkitsevä samoin kuin futuuriostot. Log-lineaarinen malli paransi myös maissin ja soijan hintasuhteen merkitsevyyttä. Tutkimustulokset ovat loogisia ja vastaavat teoriaa ja muita tutkimuksia siltä osin, että maissin korkeampi hinta, maissin lisääntynyt kysyntä ja futuuriostot lisäävät maissin viljelypinta-alaa. Tulosten perusteella voi todeta maissin tuotantokustannusten nousun ja soijan hinnan nousun laskevan maissin viljelypinta-alaa. Tutkimuksen tuloksena saadut joustokertoimet ovat pieniä, mikä kertoo maissin viljelypinta-alan vaihtelujen olevan melko joustamattomia markkinoilla tapahtuviin muutoksiin nähden. Tästä voisi päätellä viljelijöiden tuotantopäätösten olevan melko riippumattomia markkinoiden muutoksista. Tämä voi selittyä maatalouspolitiikan luomalla vahvalla turvaverkolla, rajoitteilla ja kannustimilla.

Yhteistoiminnallinen menetelmä ja oikeudenmukaisuus. Kuntatyöntekijöiden kokemuksia työkonferenssimenetelmästä.

Opinnäytetyössä tarkastellaan pienen kuntaliitoskunnan työntekijöiden asennoitumista työkonferenssiin. Työkonferenssi on keskustelutilaisuus, jonka keskeisiä periaatteita ovat demokraattisuus ja edustuksellisuus. Menetelmä on kehitetty erityisesti hierarkkisten raja-aitojen purkamiseen työyhteisöissä, ja sitä voidaan luonnehtia myös työyhteisöön kohdistuvaksi interventioksi. Työkonferenssimenetelmä on ideaalinen konstruktio, jonka periaatteet edustavat oikeudenmukaisuuden objektiivista ihannetta. Opinnäytetyön tavoitteena on selvittää, miten työkonferenssia arvotetaan työskentelymenetelmänä ja etenkin, miten oikeudenmukaisuus konstruoituu työkonferenssia arvotettaessa. Oikeudenmukaisuutta tarkastellaan sosiaaliselle toiminnalle osoitettuna hyväksyntänä tai paheksuntana. Oikeudenmukaisuudesta puhuminen on puolestaan argumentatiivinen teko, jossa keskeistä on vastuun osoittaminen koetusta epäoikeudenmukaisuudesta. Tutkielman teoreettisena viitekehyksenä on kategorioinnin näkökulma oikeudenmukaisuuteen (Ambrose & Kulik, 2001), moraalisen vastuun näkökulma (Folger, 2001) ja yleinen oikeudenmukaisuusteoria (Folger & Cropanzano, 1998) ja tutkimusnäkökulmana retorinen asenneteoria (Billig, 1987/1996). Asennoitumista tarkastellaan laadullisen asennetutkimuksen menetelmällä (Vesala & Rantanen, 2007) tuotetun ja analysoidun aineistonäytteen kautta, joka koostuu kahdeksan kuntatyöntekijän yksilöhaastatteluin tuotetusta argumentatiivisesta puheaineistosta. Haastatellut osallistuivat syksyllä 2008 työkonferenssiin, jonka tarkoituksena oli määritellä pienen kuntaliitoskunnan hyvät palvelut – mitä ja miten. Haastattelut tehtiin syksyllä 2008. Aineiston analyysin perusteella työkonferenssia arvotetaan sekä tasavertaisuuden että hyödyn näkökulmasta. Pääosin haastatellut suhtautuvat työkonferenssiin myönteisesti. Myönteinen suhtautuminen liittyy erityisesti työkonferenssimenetelmän eettis-moraalisiin periaatteisiin ja koettuun ryhmätoimintaan. Hieman kielteisempi suhtautuminen liittyy työkonferenssin mahdollisuuteen toimia tehokkaasti yksityiskohtaisten tavoitteiden saavuttamisessa. Tutkimuksen tulokset antavat olettaa, että työkonferenssinmenetelmän mahdollisuus toimia työyhteisöön kohdistuvana interventiona paranisi sen periaatteellisemmalla käytöllä ja vuorovaikutuksellisia näkökulmia korostavilla tavoitteilla. Keskeisimmät lähdeteokset: työkonferenssista Lehtosen (2004) Työkonferenssi Suomessa; oikeudenmukaisuudesta Ambrosen ja Kulikin (2001) artikkeli How do I know that’s fair?, Folgerin (2001) artikkeli Fairness as deonance, Folgerin ja Cropanzanon (1998) Organizational justice and human resource management; retorisesta asenneteoriasta Billigin (1987/1996) Arguing and thinking; laadullisesta asennetutkimuksesta Vesalan ja Rantasen (2007) Argumentaatio ja tulkinta.

Hoivakodin työntekijöiden työhyvinvointi symbolisen interaktionismin näkökulmasta - Työssä kohdattujen ongelmien ja sosiaalisten suhteiden tarkastelua

Tutkielma keskittyy hoivahenkilöstön työhyvinvoinnin merkityksiin ja sen ongelmakohtiin erään vanhusten hoivalaitoksen henkilökunnan kertomana. Tutkimuksen teoreettisena viitekehyksenä toimii Blumerin (1969) teoria symbolisesta interaktionismista, sekä Strykerin strukturaalinen symbolinen interaktionismi (2008). Tutkimuskohteena ovat sosiaaliset prosessit siltä osin kuin ne haittaavat tai tukevat työhyvinvointia hoivalaitoksissa. Tutkielman tavoitteena ei ole käyttää grounded theorya uuden teorian löytämiseen, vaan uusien työhyvinvoinnin tekijöiden kartoittamiseen. Tutkimuskysymykset käsittelivät sitä, millaisena työhyvinvointi näyttäytyy haastateltavien kertomana. Ja lisäksi tarkasteltiin sitä, miten sosiaaliset suhteet työyhteisössä kytkeytyvät työhyvinvoinnin eri aspekteihin. Vanhustenhoidon erityispiirteitä ja aikaisempia työhyvinvoinnin tutkimuksia käydään läpi, sekä kartoitetaan vanhustenhoidon tilaa suomalaisessa yhteiskunnassa. Työhyvinvoinnin käsitettä tarkastellaan sekä yleisesti että vanhustenhoidon osalta. Tutkimusmenetelmänä toimi laadullinen aineistolähtöinen symboliseen interaktionismiin perustuva grounded theory. Aineisto koostui puolistrukturoiduista haastatteluista ja käsitti yhteensä 24 haastattelua, joista 12 valittiin tähän tutkielmaan. Kaikki haastateltavat olivat naisia, johon kuului 8 lähi- ja perushoitajaa, 2 sairaanhoitajaa ja 2 osastonhoitajaa. Haastateltavien valinnan kriteerinä oli työskentely pitkäaikaispotilaiden osastolla. Aineisto analysoitiin glaserilaista grounded theory metodologiaa käyttäen hyödyntäen abduktion logiikkaa. Haastattelut analysoitiin grounded theory metodologian mukaisesti avoimen ja selektiivisen koodauksen avulla CAT-ohjelmaa apuna käyttäen. Tutkimustulosten perusteella havaittiin, että työhyvinvointi koostuu dynaamisista työyhteisön prosesseista, joita säätelevät luottamuksen ja vallankäytön tasapainottelu. Työhyvinvointia kannatteleviin tekijöihin lukeutui avoin kommunikaatio, kollegiaalinen tuki, tasavertaisuus ja yhteiset pelisäännöt. Työhyvinvointia haittaaviksi sosiaalisiksi prosesseiksi fokusoitui vallankäyttö, joka oli selkein työhyvinvointia uhkaava kategoria haastateltavien puheessa. Se oli yhteydessä lukuisiin suoriin ja epäsuoriin interaktion muotoihin, kuten vaientamiseen, syyllistämiseen ja nonkommunikaatioon. Hoivaorganisaation keskeinen dynaaminen elementti oli hoivaorganisaation jähmeys, joka näkyi monella tapaa työyhteisön arjessa vaikeuttaen koko organisaation toimintaa. Organisaation johdolla on merkitystä hoivaorganisaation toiminnan kannalta sekä puheen kulttuurin että konservatiivisen johtamisen muodossa. Merkityssisältöjen erilaisuus johdon ja alaisten välillä aiheutti vuorovaikutuksen vaikeutumista. Sosiaaliset suhteet olivat odotetusti tärkeässä asemassa hoivahenkilöstön työn arjessa. Analyysin tulokset tukivat hoivalaitoksien työntekijöiden työhyvinvointitutkimuksen aikaisempaa linjaa, joissa on korostettu sosiaalisten suhteiden, luottamuksen ja vallankäytön merkitystä työhyvinvointiin. Työn tarkoituksena oli tuottaa uusia työhyvinvoinnin tekijöitä. Tällaisena voidaan pitää nonkommunikaation merkitystä organisaation vuorovaikutusprosessien kannalta. Tutkielman keskeisimmät lähteet ovat: Blumer, H.: Symbolic Interactionism: Perspective and Method; Utriainen, K.: Arvostava vastavuoroisuus ikääntyvien sairaanhoitajien työhyvinvoinnin ytimenä hoitotyössä, sekä Stryker, S.: From Mead to a Structural Symbolic Interactionism and Beyond.

Synthetic and conformational studies on dehydrophenylalanine containing model peptides

Four model dipeptides containing a Z-dehydrophenylalanine residue (ΔZPhe) at the C-terminal, Boc-X-ΔZ Phe-NHMe (X = Ala (1), Gly (2), Pro (3), and Val (4)), have been synthesised and their solution conformations investigated by 270 MHz 1H n.m.r. and i.r. spectroscopy. N.m.r. studies on these peptides clearly show the presence of intramolecularly hydrogen bonded structures in CHCl3 solutions while such structures appear to be absent in the corresponding saturated peptides. This conclusion is also supported by i.r. studies. Studies of the nuclear Overhauser effect provided evidence for the occurrence of a significant population of β-turn structures in solvents like CDCl3 and (CD3)2SO. The observed NOES are consistent with a major contribution from Type II β-turn structure in CDCl3, while in (CD3)2SO solutions there is evidence of a partially extended structure also.

Sarveiskalvon permeabiliteetin ennustaminen QSPR-mallin avulla

QSPR-malli kuvaa kvantitatiivista riippuvuutta muuttujien ja biologisen ominaisuuden välillä. Näin ollen QSPR mallit ovat käyttökelpoisia lääkekehityksen apuvälineitä. Kirjallisessa osassa kerrotaan sarveiskalvon, suoliston ja veriaivoesteen permeabiliteetin malleista. Useimmin käytettyjä muuttujia ovat yhdisteen rasvaliukoisuus, polaarinen pinta-ala, vetysidosten muodostuminen ja varaus. Myös yhdisteen koko vaikuttaa läpäisevyyteen, vaikka tutkimuksissa onkin erilaista tietoa tämän merkittävyydestä. Malliin vaikuttaa myös muiden kuin mallissa mukana olevien muuttujien suuruusluokka esimerkkinä Lipinskin ‖rule of 5‖ luokittelu. Tässä luokittelussa yhdisteen ominaisuus ei saa ylittää tiettyjä raja-arvoja. Muussa tapauksessa sen imeytyminen suun kautta otettuna todennäköisesti vaarantuu. Lisäksi kirjallisessa osassa tutustuttiin kuljetinproteiineihin ja niiden toimintaan silmän sarveiskalvossa, suolistossa ja veriaivoesteessä. Nykyisin on kehitetty erilaisia QSAR-malleja kuljetinproteiineille ennustamaan mahdollisten substraatittien tai inhibiittorien vuorovaikutuksia kuljetinproteiinin kanssa. Kokeellisen osan tarkoitus oli rakentaa in silico -malli sarveiskalvon passiiviselle permeabiliteetille. Työssä tehtiin QSPR-malli 54 yhdisteen ACDLabs-ohjelmalla laskettujen muuttujien arvojen avulla. Permeabiliteettikertoimien arvot saatiin kirjallisuudesta kanin sarveiskalvon läpäisevyystutkimuksista. Lopullisen mallin muuttujina käytettiin oktanoli-vesijakaantumiskerrointa (logD) pH:ssa 7,4 ja vetysidosatomien kokonaismäärää. Yhtälö oli muotoa log10(permeabiliteettikerroin) = -3,96791 - 0,177842Htotal + 0,311963logD(pH7,4). R2-korrelaatiokerroin oli 0,77 ja Q2-korrelaatiokerroin oli 0,75. Lopullisen mallin hyvyyttä arvioitiin 15 yhdisteen ulkoisella testijoukolla, jolloin ennustettua permeabiliteettia verrattiin kokeelliseen permeabiliteettiin. QSPR-malli arvioitiin myös farmakokineettisen simulaation avulla. Simulaatiossa laskettiin seitsemän yhdisteen kammionestepitoisuudet in vivo vakaassa tilassa käyttäen simulaatioissa QSPR mallilla ennustettuja permeabiliteettikertoimia. Lisäksi laskettiin sarveiskalvon imeytymisen nopeusvakio (Kc) 13 yhdisteelle farmakokineettisen simulaation avulla ja verrattiin tätä lopullisella mallilla ennustettuun permeabiliteettiin. Tulosten perusteella saatiin tilastollisesti hyvä QSPR-malli kuvaamaan sarveiskalvon passiivista permeabiliteettia, jolloin tätä mallia voidaan käyttää lääkekehityksen alkuvaiheessa. QSPR-malli ennusti permeabiliteettikertoimet hyvin, mikä nähtiin vertaamalla mallilla ennustettuja arvoja kokeellisiin tuloksiin. Lisäksi yhdisteiden kammionestepitoisuudet voitiin simuloida käyttäen apuna QSPR-mallilla ennustettuja permeabiliteettikertoimien arvoja.

Conformations of synthetic alamethicin fragments. Evidence for 310 helical folding from 270-MHz hydrogen-1 nuclear magnetic resonance and circular dichroism studies

IH NMR studies at 270 MHz on the synthetic alamethicin fragments Z-Aib-Pro-Aib-Ala-Aib-Ala-OMe (1-6), Boc-Gln-Aib-Val-Aib-Gly-Leu-Aib-OMe (7-1 3), Boc-Leu-Aib-Pro-Val-Aib-OMe (1 2-16), and Boc-Gly-Leu- Aib-Pro-Val-Aib-OMe (1 1-16) have been carried out in CDC13 and (CD3)2S0. The intramolecularly hydrogen bonded amide hydrogens in these peptides have been delineated by using solvent titration experiments and temperature coefficientsof NH chemical shifts in (CD3)+30. All the peptides adopt highly folded structures, characterized by intramolecular 4 - 1 hydrogen bonds. The 1-6 fragment adopts a 310 helical conformation with four hydrogen bonds, in agreement with earlier studies (Rao, Ch. P., Nagaraj, R., Rao, C. N. R., & Balaram, P. (1980) Biochemistry 19, 425-4311. The 7-13

An infrared spectroscopic study of C7 intramolecular hydrogen bonds in peptides

The ir-spectra in the N-H stretching region of Piv-Pro-NHMe and Boc-Pro-NHMe have been studied in carbon tetrachloride and chloroform solutions over a wide range of concentrations. Based on the concentration dependence of the N-H stretching bands, it has been shown that the characteristic N-H stretching band due to the C7 intramolecular hydrogen bond is around 3335 cm-'. Intermolecular hydrogen bonding also occurs to a small extent in these peptides, giving rise to a slight concentration dependence of the N-H stretching bands. The band around 3335 cm-* need not necessarily be due to C7 hydrogen bonds alone as proposed by Tsuboi et al. or to intermolecular hydrogen bonding alone as proposed by Maxfield et al.; this conclusion is supported by studies on Boc-Leu-NHMe, which undergoes only intermolecular hydrogen bonding We have shown that 2-Aib-Aib-OMe and Z-Aib- Ala-OMe form C7 intramolecular hydrogen bonds in addition to C5 intramolecular hydrogen bonds. The present studies also show that all the peptides studied exist in more than one conformation in solution.

Peptide models for b-turns.A circular dichroism study

The circular dichroism spectra of four 0-turn model peptides, Z-Aib-Pro-Aib-Pro- OMe (l), Piv-Pro-Aib-NHMe (2), Piv-Pro-D-Ala-NHMe (3) and Piv-Pro-Val-NHMe (4) have been examined under a wide range of solvent conditions, using methanol, hexafluoroisopropanol and cyclohexane. Type I and Type I1 0-turns have been observed for peptides 1 and 2 respectively, in the solid state, while the Pro-D-Ala sequence adopts a Type I1 Sturn in a related peptide crystal structure. A class C spectrum is observed for 1 in various solvents, suggesting a variant of a Type I(II1) structure. The Type I1 f3-turn is characterized by a CD spectrum having two positive CD bands at - 230 nm and - 202 nm, a feature observed in Piv-Pro- D-Ala-NHMe in cyclohexane and methanol and for Piv-Pro-Aib-NHMe in methanol. Peptide 2 exhibits solvent dependent CD spectra, which may be rationalized by considering Type 11, I11 and V reverse turn structures. Piv-Pro- Val-NHMe adopts nonaturn structures in polar solvents, but exhibits a class B spectrum in cyclohexane suggesting a population of Type I &turns.

Stereochemically constrained peptides. Theoretical and experimental studies on the conformations of peptides containing 1-aminocyclohexane carboxylic acid

Conformational energy calculations on the model system N-acetyl- 1 -aminocyclohexanecarboxylic acid N'methylamide (Ac-Acc6-NHMe), using an average geometry derived from 13 crystallographic observations, establish that the Acc6 residue is constrained to adopt conformations in the helical regions of In contrast, the a,a-dialkylated residue with linear hydrocarbon side chains, a,a-di-n-propylglycine favors fully extended backbone structures (6 1= $ = 180'). The crystal structures of two model peptides, Boc-(Acc6),-OMe (type 111 @-turn at -Acc6(1)-Acc6(2)-) and Boc-Pro-Acc6-Ala-OMe (type I1 P-turn at -Pro-Acc6-), establish that Acc6 residues can occupy either position of type 111 P-turns and the i + 2 position of type I1 @-turns. The stereochemical rigidity of these peptides is demonstrated in solution by NMR studies, which establish the presence of one intramolecular hydrogen bond in each peptide in CDCI, and (CDJ2S0. Nuclear Overhauser effects permit characterization of the @-turn conformations in solution and establish their similarity to the solid-state structures. The implications for the use of Acc6 residues in conformational design are considered.

Conformations of dehydrophenylalanine containing peptides. NMR studies on three tripeptides with a central dehydrophenylalanyl residue.

Three tripeptides containing a central Z-dehydrophenylalanine residue (Δz-Phe), Boc-L-Phe-Δz-Phe-X-OMe (X = L-Val 1, L-Leu 2 and X = L-Ala 3) have been synthesized and their solution conformations investigated by 270 MHz 1H NMR spectroscopy. In all three peptides, conformations involving the X residue NH in an intramolecular hydrogen bond were favoured in CDCl3 solutions. Studies of the nuclear Overhauser effect (NOE) provided support for a Type II β turn conformation in these peptides with Phe and Δz-Phe occupying the i + 1 and i + 2 positions, respectively. Significantly different conformations lacking any intramolecular hydrogen bonds were observed for peptide 1 in (CD3)2SO. NOE results were consistent with a significant population of molecules having semi-extended conformations (ø > 100°) at the Δz-Phe residue.

Conformation of a 16-residue zervamicin IIA analog peptide containing three different structural features: 310-helix, alpha helix and ß-bend ribbon

Boc-Trp-Ile-Ala-Aib-Ile-Val-Aib-Leu-Aib- Pro-Ala-Aib-Pro-Aib-Pro-Phe-OM(we here Boc is t-butoxycarbonyla nd Aib is a-aminoisobutyriac cid), a synthetica polar analog of the membrane-activefu ngal peptide antibioticz ervamtycinII A, crystallizesi n spaceg roupP 1 withZ =1 and cell parameters a = 9.086 ?0.002 A, b = 10.410 ?+ 0.002 A, c = 28.188 ? 0.004 A, a = 86.13 ? 0.01?, 13 = 87.90 ? 0.01?, and y = 89.27 ? 0.01?;o veralla greementf actorR = 7.3% for 7180 data (Fo > 3cr) and 0.91-A resolution. The peptide backbone makes a continuous spiral that begins as a 310-helix at the N-terminus, changes to an a-helix for two turns, and ends in a spiral of three fl-bends in a ribbon. Each of the fl-bends contains a proline residue at one of the corners. The torsion angles 4i range from -51? to -91? (average value -64o), and the torsion angles ai range from -1? to -46? (average value -31?). There are 10 intramolecularN H...OCh ydrogenb onds in the helix and two directh ead-to-taihl ydrogenb ondsb etween successive molecules. Two H20 and two CH30H solvent molecules fill additional space with appropriate hydrogen bonding in the head-to-tail region, and two additional H20 molecules form hydrogen bonds with carbonyl oxygens near the curve in the helix at Pro-10. Since there is only one peptide molecule per cell in space group P1, the molecules repeat only by translation, and consequently the helices pack parallel to each other.