Computer modelling approach to study the modes of binding of alpha- and beta-anomers of D-galactose, D-fucose and D-glucose to L-arabinose-binding protein

The modes of binding of alpha- and beta-anomers of D-galactose, D-fucose and D-glucose to L-arabinose-binding protein (ABP) have been studied by energy minimization using the low resolution (2.4 A) X-ray data of the protein. These studies suggest that these sugars preferentially bind in the alpha-form to ABP, unlike L-arabinose where both alpha- and beta-anomers bind almost equally. The best modes of binding of alpha- and beta-anomers of D-galactose and D-fucose differ slightly in the nature of the possible hydrogen bonds with the protein. The residues Arg 151 and Asn 232 of ABP from bidentate hydrogen bonds with both L-arabinose and D-galactose, but not with D-fucose or D-glucose. However in the case of L-arabinose, Arg 151 forms hydrogen bonds with the hydroxyl group at the C-4 atom and the ring oxygen, whereas in case of D-galactose it forms bonds with the hydroxyl groups at the C-4 and C-6 atoms of the pyranose ring. The calculated conformational energies also predict that D-galactose is a better inhibitor than D-fucose and D-glucose, in agreement with kinetic studies. The weak inhibitor D-glucose binds preferentially to one domain of ABP leading to the formation of a weaker complex. Thus these studies provide information about the most probable binding modes of these sugars and also provide a theoretical explanation for the observed differences in their binding affinities.

Crystal structure of L-lysyl-L-glutamic acid dihydrate

L-Lysyl-L-glutamic acid dihydrate, C11N3O5H21·2H2O, crystallizes in the monoclinic space group P21 with a = 12.474(2), b = 5.020(1), c = 13.157(2) Å, β= 114.69(1)° and Z = 2. The crystal structure was solved by direct methods and refined to an R value of 0.037 using full matrix least-squares method. The molecule exists as a double zwitterion with both the amino and carboxyl groups ionised. The peptide has a folded conformation with its Lys residue trans and Glu residue gauche−gauche+. The side chains of the Lys and Glu residues correspond to all trans and folded (g−g−g−) conformations respectively. The terminal carboxyl group forms hydrogen bonds with the ξ-amino group of the lysine side chain. The head-to-tail interaction often seen in peptide crystals is absent in the present structure. In the extended crystal structure water molecules form channels along the b direction and are enclosed within helically arranged hydrogen bonds formed by the lysine side chain and the peptide backbone.

Photocytotoxicity and DNA cleavage activity of L-arg and L-lys Schiff base oxovanadium(IV) complexes having phenanthroline bases

Oxovanadium(IV) complexes [VO(sal-argH)(B)] Cl (1-3) and [VO(sal-lysH)(B)] Cl (4-6), where sal-argH2 and sal-lysH(2) are N-salicylidene-L-arginine and N-salicylidene-L-lysine Schiff bases and B is a phenanthroline base, viz. 1,10-phenanthroline (phen in 1 and 4); dipyrido[3,2-d: 2', 3'-f] quinoxaline (dpq in 2 and 5) and dipyrido[3,2-a: 2', 3'-c] phenazine (dppz in 3 and 6), have been prepared, characterized and their DNA photocleavage activity studied. Complex 1, characterized by X-ray crystallography, shows the presence of a vanadyl group in VIVO3N3 coordination geometry with a tridentate Schiff base having a pendant guanidinium moiety and bidentate phen ligand. The complexes exhibit a d-d band at similar to 715 nm in 20% DMF-Tris-HCl buffer. The complexes are redox active showing cathodic and anodic responses near -1.0 V and 0.85 V (vs. SCE) for the V(IV)-V(III) and V(V)-V(IV) couples, respectively, in DMF-Tris-HCl buffer. The complexes bind to calf thymus DNA giving Kb values in the range of 3.8 x 10(4) to 1.6 x 10(5) M-1. Thermal denaturation and viscosity data suggest DNA groove binding nature of the complexes. The complexes do not show any `chemical nuclease'' activity in dark in the presence of 3-mercaptopropionic acid or H2O2. The dpq and dppz complexes are efficient photocleavers of plasmid DNA in UV-A (365 nm) and red light (676 nm) via singlet oxygen pathway. The dppz complexes exhibit photocytotoxicity in HeLa cancer cells giving IC50 values of 15.4 mu M for 3 and 17.5 mu M for 6 in visible light while being non-toxic in dark giving IC50 values of > 100 mu M.

Turvemaan männyn (Pinus sylvestris L.) ja kuusen (Picea abies [L.] Karst.) kanto- ja juuripuun ominaisuudet ja asetoniliukoisten uuteaineiden määrä

Tutkimus on osa Metsäklusteri Oy:n Future Biorefinery –tutkimusohjelmaa, jossa kartoitetaan mahdollisuuksia hyödyntää metsäteollisuuden raaka-aineita aiempaa tarkemmin ja uusissa tuotteissa. Tutkimuksen tavoitteena on selvittää männyn (Pinus sylvestris L.) ja kuusen (Picea abies [L.] Karst.) juurten ja kantopuun rakenne ja ominaisuudet. Tutkimuksessa selvitetään löytyykö männyn ja kuusen juurista reaktiopuuta ja määritetään asetoniliukoisten uuteaineiden osuus kantoja juuripuussa. Tutkimusaineistona oli viisi eri-ikäistä mäntyä ja viisi eri-ikäistä kuusta. Juuri- ja kantoaineisto kerättiin Metsäntutkimuslaitoksen toimesta Parkanon seudulta (62.017°N, 23.017°E) hakkuun jälkeen. Maanalaisista juurista otettiin näytteet kolmelta eri etäisyydeltä juurenniskaan nähden. Kummankaan lajin juurista ei löytynyt varsinaista reaktiopuuta, mutta joissakin näytteissä havaittiin lievää reaktiopuuta. Lievää reaktiopuuta löytyi enemmän männyn kuin kuusen juurista, eikä sitä löytynyt lainkaan kaikkein ohuimmista, noin 2 cm paksuisista juurenosista. Männyn kannoissa uuteaineprosentti oli korkeampi kuin kuusen. Männyn juurissa uuteaineprosentti kasvoi edettäessä kohti juuren kärkeä. Kuusella uuteaineprosentti laski aluksi, mutta lähellä juuren kärkeä taas kasvoi. Kuoren uuteainepitoisuus oli molemmilla puulajeilla korkeampi kuin puuaineen. Tutkimusaineisto oli suppea, eikä tutkimuksessa pyritty tilastolliseen yleistettävyyteen. Laajemmasta aineistosta tehdylle tutkimukselle on tarvetta, sillä turvekankailta saatavan puun tarjonta on Suomessa kasvussa, mutta juurten uuteaine- ja reaktiopuututkimuksia on tehty vain kivennäismailta kerätyistä aineistoista.

"Helvetti on kiistaton, mutta taivas on suhteellinen." : Uskonnollisten ihanteiden ja kokemuksen välinen ristiriita L. M. Montgomeryn elämässä vuosina 1921 1927

Tässä tutkimuksessa tutkittiin kanadalaisen kirjailijan L. M. Montgomeryn (1874 1942) elämää vuosina 1921 1927. Kyseisinä vuosina Montgomery eli presbyteeripapin vaimona maaseutuseurakunnissa, ensin Leaskdalessa ja sitten Norvalissa Kanadan Ontariossa. Tutkimus keskittyi tarkastelemaan kirjailijan elämää hallinnutta ristiriitaa, joka muodostui uskonnollisten ihanteiden ja yksilöllisen kokemuksen välisistä eroavaisuuksista. Primäärilähteinä olivat Montgomeryn toimitetut ja julkaistut päiväkirjat The Selected Journals of L. M. Montgomery 1 5 (1985 2004), joista käytettiin etenkin tutkimusvuosiin keskittyvää kolmatta osaa, Montgomeryn neljä romaania Emily of New Moon (1923), Emily Climbs (1925), Blue Castle (1926) ja Emily's Quest (1927) sekä Montgomeryn toimitettu ja julkaistu kirjeenvaihto After Green Gables: L. M. Montgomery's Letters to Ephraim Weber , 1916 1941 (2006) ja My Dear Mr. M.: Letters to G. B. MacMillan (1980). Lisäksi lähteinä oli Leaskdalen seurakuntalaisten kokoama muistelmateos Montgomerysta. Kirjallisuutta käytettiin kirkkohistorian, kirjallisuudentutkimuksen ja naistutkimuksen alalta. Suositusta kirjailijasta on tehty useampia elämäkertoja ja niitä hyödynnettiin tutkimuksessa. Tutkimus jakautui kahteen päälukuun, jotka toimivat toistensa vastaparina. Ensimmäinen tutkimusluku keskittyi tarkastelemaan uskonnollisia ja viktoriaanisia ihanteita, joiden mukaisesti Montgomery oli saanut kasvatuksen. Hän pyrki täyttämään näitä ihanteita myös pappilan emäntänä. Toinen tutkimusluku tarkasteli kirjailijan elämää, uskonnollisia ajatuksia ja avioliittoa julkisivun takana, jolloin kävi selvästi ilmi kirjailijan kahtiajakautunut elämä. Montgomery sai presbyteerisen ja viktoriaanisen kasvatuksen ja oppi jo lapsena huomioimaan sen, mitä muut ihmiset ajattelevat hänestä. Hän eli pienissä maaseutuyhteisöissä, joissa juoruilu oli yksi kontrollin väline. Papin vaimolla oli velvollisuuksia seurakunnassa ja pappilan hoidossa, ja Montgomery hoiti ne tarmokkaasti ja velvollisuudentuntoisesti. Hänellä oli apulainen pappilassa, jossa arki sujui viikkoaikataulun mukaisesti. Papin vaimon roolin lisäksi Montgomery jatkoi omaa kirjoittamistyötään ja hänen runsaat tulonsa mahdollistivat nelihenkisen perheen monet hankinnat. Hänen avioliittonsa oli vaikea, sillä aviomies kärsi uskonnollisesta melankoliasta ja asia piti salata seurakuntalaisilta. Montgomery käsittelee uskonnollisia teemoja romaaneissaan ja päiväkirjassaan. Hänen uskonnolliset ajatuksensa erosivat presbyteerikirkon opista useassa kohdin. Hän ei uskonut moneenkaan opinkappaleeseen, kohtasi Jumalan ennemmin luonnossa ollessaan yksin kuin kirkossa seurakunnan keskellä sekä ajatteli kristinuskon olevan jäännös menneestä ja tieteen ottaneen sen paikan Jumalan toiminnan kanavana. Kirjailijan ajattelussa on yhtymäkohtia transsendentalismiin, teosofiaan ja darwinismiin. Hän oli innokas psykologisen kirjallisuuden lukija ja sovelsi oppejaan käytäntöön. Hän uskoi unien välittävän viestejä. Kirkkokunta oli hänelle kuitenkin merkittävä identiteetin rakentaja. Papin vaimon roolin ja yksityisesti kriittisen ajattelijan roolin yhteensovittaminen aiheutti Montogmerylle ongelmia ja väsymystä. Hän kätki uskonnolliset ajatuksensa ja yksinäisyyden aiheuttaman kivun päiväkirjaansa, jonka hän toivoi julkaistavan viimeistään kuolemansa jälkeen. Kaikenlainen kirjoittaminen oli hänelle pakoa todellisuudesta ja auttoi häntä jaksamaan. Otsikon sitatti kuvaa Montgomeryn suhdetta kristinuskoon: hän käytti kristillisiä ilmauksia, mutta muokkasi niiden sisältöä omaa uskoaan vastaavaksi. Taivas ja helvetti kuvasivat usein hänen henkistä olotilaansa sanojen uskonnollisen merkityksen sijasta.

Structure of L-tyrosyl-L-leucine monohydrate

C15H22N204.H20 , Mr= 312.37, monoclinic,P21, a=5.577(2), b=8.686(2), c= 16.228 (2) A,fl=92.63(2) ° , V=785(1)A 3, Z=2, O =1.34,Dx= 1.32Mgm -3, CuKa, 2= 1.54184'~, /2=0.78 mm -I, F(000) = 320, T= 293 K. The final R value for 1607 observed reflections ll,,>_3tr(l,,)l is 0.039. The terminal N 1 is protonated and the dipeptide exists as a zwitterion. The crystal structure is stabilized by extensive hydrogen-bonding interactions involving N and O atoms, with N...O in the range 2.65 (1)-2.95 (1) ,/~ and O...O in the range 2.60 (1)-2.78 (1) A.

Structure of L-Arginyl-L-aspartie Acid Dihydrate

C~0H~gN5Os.2H20, Mr=325.32, monoclinic,P2~, a = 12.029 (2), b=4.904 (2), c=13.215 (2) A, fl= 107.68 (2) ° , F= 743 (1) A 3, Z= 2,D m = 1-45, D x = 1.45 Mg m -3, Cu Ka, 2 = 1.54184 A,fl= 1.01mm -1, F(000)=348, T=293K. The final R value for 1277 observed reflections 110 >_ 3tr(Io)l is 0.031. The dipeptide exists as a zwitterion. The arginyl side-chain conformation is similar to that found in arginyl-glutamic acid [Pandit, Seshadri & Viswamitra (1983). Acta Cryst. C39, 1669-16721. The guanidyl group forms a pair of hydrogen bonds with oxygen atoms of the backbone carboxyl group. The crystal structure is also stabilized by -bonding interactions involving both water molecules.

Structure of N2-carbamoyl-L-asparagine

CsH9N304, M r= 175.1, orthorhombic,P212~2 ~, a = 7.486 (1), b = 9.919 (2), c =20.279 (2) A, V= 1505.8 A 3, z = 8, D x = 1.54, D m = 1.60 Mg m -3, ~,(Cu Ka) = 1.5418 A, g = 1. I I mm -~, F(000) = 736, T = 300 K, final R = 0.032 for 1345 observed reflections. The two independent molecules in the asymmetric unit are related by a pseudo twofold axis, with the asparagine side chains having different conformations [X 2 being -132.1 (3) and 139.6 (2)°]. The crystal structure is stabilized by extensive hydrogen bonding, with a specific interaction between the carboxyl group of one molecule and the carbamoyl group of another forming hydrogen-bonded chains.

Studies on the metabolism of l-menthol in rats

Metabolism of l-menthol in rats was investigated both in vivo and in vitro. Metabolites isolated and characterized from the urine of rats after oral administration (800 mg/kg of body weight/day) of l-menthol were the following: p-menthane-3,8-diol (II), p-menthane-3,9-diol (III), 3,8-oxy-p-menthane-7-carboxylic acid (IV), and 3,8-dihyroxy-p-menthane-7-carboxylic acid (V). In vivo, the major urinary metabolites were compounds II and V. Repeated oral administration (800 mg/kg of body weight/day) of l-menthol to rats for 3 days resulted in the increase of both liver microsomal cytochrome P-450 content and NADPH-cytochrome c reductase activity by nearly 80%. Further treatment (for 7 days total) reduced their levels considerably, although the levels were still higher than the control values. Both cytochrome b5 and NADH-cytochrome c reductase levels were not changed during the 7 days of treatment. Rat liver microsomes readily converted l-menthol to p-menthane-3,8-diol (II) in the presence of NADPH and O2. This activity was significantly higher in microsomes obtained from phenobarbital (PB)-induced rats than from control microsomal preparations, whereas 3-methylcholanthrene (3-MC)-induced microsomes failed to convert l-menthol to compound II in the presence of NADPH and O2. l-Menthol elicited a type I spectrum with control (Ks = 60.6 microM) and PB-induced (Ks = 32.3 microM) microsomes whereas with 3MC-induced microsomes it produced a reverse type I spectrum.

X-ray studies on crystalline complexes involving amino acids and peptides. XV. Crystal structures of L-lysine D-glutamate and L-lysine D-aspartate monohydrate and the effect of chirality on molecular aggregation

L-Lysine D-glutamate crystallizes in the monoclinic space group P2(1) with a = 4.902, b = 30.719, c = 9.679 A, beta = 90 degrees and Z = 4. The crystals of L-lysine D-aspartate monohydrate belong to the orthorhombic space group P2(1)2(1)2(1) with a = 5.458, b = 7.152, c = 36.022 A and Z = 4. The structures were solved by the direct methods and refined to R values of 0.125 and 0.040 respectively for 1412 and 1503 observed reflections. The glutamate complex is highly pseudosymmetric. The lysine molecules in it assume a conformation with the side chain staggered between the alpha-amino and the alpha-carboxylate groups. The interactions of the side chain amino groups of lysine in the two complexes are such that they form infinite sequences containing alternating amino and carboxylate groups. The molecular aggregation in the glutamate complex is very similar to that observed in L-arginine D-aspartate and L-arginine D-glutamate trihydrate, with the formation of double layers consisting of both types of molecules. In contrast to the situation in the other three LD complexes, the unlike molecules in L-lysine D-aspartate monohydrate aggregate into alternating layers as in the case of most LL complexes. The arrangement of molecules in the lysine layer is nearly the same as in L-lysine L-aspartate, with head-to-tail sequences as the central feature. The arrangement of aspartate ions in the layers containing them is, however, somewhat unusual. Thus the comparison between the LL and the LD complexes analyzed so far indicates that the reversal of chirality of one of the components in a complex leads to profound changes in molecular aggregation, but these changes could be of more than one type.