Calcium block of Na+ channels and its effect on closing rate

Calcium ion transiently blocks Na+ channels, and it shortens the time course for closing of their activation gates. We examined the relation between block and closing kinetics by using the Na+ channels natively expressed in GH3 cells, a clonal line of rat pituitary cells. To simplify analysis, inactivation of the Na+ channels was destroyed by including papain in the internal medium. All divalent cations tested, and trivalent La3+, blocked a progressively larger fraction of the channels as their concentration increased, and they accelerated the closing of the Na+ channel activation gate. For calcium, the most extensively studied cation, there is an approximately linear relation between the fraction of the channels that are calcium-blocked and the closing rate. Extrapolation of the data to very low calcium suggests that closing rate is near zero when there is no block. Analysis shows that, almost with certainty, the channels can close when occupied by calcium. The analysis further suggests that the channels close preferentially or exclusively from the calcium-blocked state.

Simultaneous determination of helical unwinding angles and intrinsic association constants in ligand–DNA complexes: The interaction between DNA and calichearubicin B

We present a helical unwinding assay for reversibly binding DNA ligands that uses closed circular DNA, topoisomerase I (Topo I), and two-dimensional agarose gel electrophoresis. Serially diluted Topo I relaxation reactions at constant DNA/ligand ratio are performed, and the resulting apparent unwinding of the closed circular DNA is used to calculate both ligand unwinding angle (φ) and intrinsic association constant (Ka). Mathematical treatment of apparent unwinding is formally analogous to that of apparent extinction coefficient data for optical binding titrations. Extrapolation to infinite DNA concentration yields the true unwinding angle of a given ligand and its association constant under Topo I relaxation conditions. Thus this assay delivers simultaneous structural and thermodynamic information describing the ligand–DNA complex. The utility of this assay has been demonstrated by using calichearubicin B (CRB), a synthetic hybrid molecule containing the anthraquinone chromophore of (DA) and the carbohydrate domain of calicheamicin γ1I. The unwinding angle for CRB calculated by this method is −5.3 ± 0.5°. Its Ka value is 0.20 × 106 M−1. For comparison, the unwinding angles of ethidium bromide and DA have been independently calculated, and the results are in agreement with canonical values for these compounds. Although a stronger binder to selected sites, CRB is a less potent unwinder than its parent compound DA. The assay requires only small amounts of ligand and offers an attractive option for analysis of DNA binding by synthetic and natural compounds.

Assigning folds to the proteins encoded by the genome of Mycoplasma genitalium

A crucial step in exploiting the information inherent in genome sequences is to assign to each protein sequence its three-dimensional fold and biological function. Here we describe fold assignment for the proteins encoded by the small genome of Mycoplasma genitalium. The assignment was carried out by our computer server (http://www.doe-mbi.ucla.edu/people/frsvr/frsvr.html), which assigns folds to amino acid sequences by comparing sequence-derived predictions with known structures. Of the total of 468 protein ORFs, 103 (22%) can be assigned a known protein fold with high confidence, as cross-validated with tests on known structures. Of these sequences, 75 (16%) show enough sequence similarity to proteins of known structure that they can also be detected by traditional sequence–sequence comparison methods. That is, the difference of 28 sequences (6%) are assignable by the sequence–structure method of the server but not by current sequence–sequence methods. Of the remaining 78% of sequences in the genome, 18% belong to membrane proteins and the remaining 60% cannot be assigned either because these sequences correspond to no presently known fold or because of insensitivity of the method. At the current rate of determination of new folds by x-ray and NMR methods, extrapolation suggests that folds will be assigned to most soluble proteins in the next decade.

A selective phenomenology of the seismicity of Southern California.

Predictions of earthquakes that are based on observations of precursory seismicity cannot depend on the average properties of the seismicity, such as the Gutenberg-Richter (G-R) distribution. Instead it must depend on the fluctuations in seismicity. We summarize the observational data of the fluctuations of seismicity in space, in time, and in a coupled space-time regime over the past 60 yr in Southern California, to provide a basis for determining whether these fluctuations are correlated with the times and locations of future strong earthquakes in an appropriate time- and space-scale. The simple extrapolation of the G-R distribution must lead to an overestimate of the risk due to large earthquakes. There may be two classes of earthquakes: the small earthquakes that satisfy the G-R law and the larger and large ones. Most observations of fluctuations of seismicity are of the rate of occurrence of smaller earthquakes. Large earthquakes are observed to be preceded by significant quiescence on the faults on which they occur and by an intensification of activity at distance. It is likely that the fluctuations are due to the nature of fractures on individual faults of the network of faults. There are significant inhomogeneities on these faults, which we assume will have an important influence on the nature of self-organization of seismicity. The principal source of the inhomogeneity on the large scale is the influence of geometry--i.e., of the nonplanarity of faults and the system of faults.

The neck region of the myosin motor domain acts as a lever arm to generate movement.

The myosin head consists of a globular catalytic domain that binds actin and hydrolyzes ATP and a neck domain that consists of essential and regulatory light chains bound to a long alpha-helical portion of the heavy chain. The swinging neck-level model assumes that a swinging motion of the neck relative to the catalytic domain is the origin of movement. This model predicts that the step size, and consequently the sliding velocity, are linearly related to the length of the neck. We have tested this point by characterizing a series of mutant Dictyostelium myosins that have different neck lengths. The 2xELCBS mutant has an extra binding site for essential light chain. The delta RLCBS mutant myosin has an internal deletion that removes the regulatory light chain binding site. The delta BLCBS mutant lacks both light chain binding sites. Wild-type myosin and these mutant myosins were subjected to the sliding filament in vitro motility assay. As expected, mutants with shorter necks move slower than wild-type myosin in vitro. Most significantly, a mutant with a longer neck moves faster than the wild type, and the sliding velocities of these myosins are linearly related to the neck length, as predicted by the swinging neck-lever model. A simple extrapolation to zero speed predicts that the fulcrum point is in the vicinity of the SH1-SH2 region in the catalytic domain.

Very-long-baseline radio interferometry (VLBI) observations of gamma-ray blazars: results from millimeter-VLBI observations.

VLBI observations of the extremely gamma-bright blazar PKS 0528+134 at 8, 22, 43, and 86 GHz reveal a strongly bent one-sided-core jet structure with at least three moving and two apparently stationary jet components. At the highest observing frequencies the brightest and most compact jet component (the VLBI core) is unresolved with an upper limit to its size of approximately 50 microarcsec corresponding to approximately 0.2 parsec [H0 = 100 km.s-1.Mpc-1 (megaparsec-1), q0 = 0.5, where H0 is Hubble constant and q0 is the deceleration parameter]. Two 86-GHz VLBI observations performed in 1993.3 and 1994.0 reveal a new jet component emerging with superluminal speed from the core. Linear back-extrapolation of its motion yields strong evidence that the ejection of this component is related to an outburst in the millimeter regime and a preceding intense flare of the gamma-flux density observed in early 1993. This and the radio/optical "light curves" and VLBI data for two other sources (S5 0836+710 and 3C 454.3) suggest that the observed gamma-radiation might be Doppler-boosted and perhaps is closely related to the physical processes acting near the "base" of the highly relativistic jets observed in quasars.

Avaliação de técnicas cromatográficas acopladas a espectrometria de massas para análise de morfolina em manga

A constante preocupação com o aumento do uso de agrotóxicos nas lavouras e os riscos gerados pelos resíduos destes compostos fazem com que os órgãos responsáveis pela fiscalização de alimentos no Brasil controlem a presença dessas substâncias nos produtos que chegam à mesa do consumidor. Atualmente, um dos grandes problemas na produção de alimentos é a utilização de substâncias proibidas em lavouras, muitas das quais não possuem estudos nem limites máximos de resíduos (LMR) estabelecidos, assim como a utilização de substâncias já registradas, mas em quantidades ou métodos de manejo incorretos. Ambos os casos podem resultar em sérios problemas à saúde humana. O objetivo deste estudo foi a avaliação da determinação de morfolina em amostras de manga utilizando técnicas como a Extração em Fase Sólida e a Cromatografia Gasosa acoplada à Espectrometria de Massas (SPE-GC-MS), assim como a Microextração em Sorvente Empacotado e Cromatografia Gasosa acoplada à Espectrometria de Massas (MEPS-GC-MS). Um segundo objetivo deste estudo consistiu em desenvolver, validar e avaliar uma metodologia analítica capaz de identificar quantitativamente a morfolina em amostras de manga por Cromatografia Líquida de Ultra Eficiência acoplada a Espectrometria de Massas em tandem (UHPLC-MS/MS). Para análise por GC-MS fez-se necessária a etapa de derivatização do analito, de forma que o mesmo aumentasse sua volatilidade e diminuísse a polaridade. A comparação entre as técnicas SPE e MEPS não foi possível devido ao efeito de matriz causado pela contaminação do liner e da coluna cromatográfica. Já a metodologia validada por UHPLC-MS/MS seguiu os critérios exigidos pelo Manual de Garantia da Qualidade Analítica, do Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento (MAPA). O método foi aplicado em mangas de diferentes variedades obtidas no comércio local. Não foram encontrados resíduos de morfolina em nenhuma das amostras investigadas, de acordo com a metodologia proposta. Os resultados apresentados neste trabalho estabelecem metodologias eficientes, rápidas e de baixo custo na determinação de morfolina em amostras de manga.

Caracterização in vitro do metabolismo e da absorção intestinal da casearina X

As principais propriedades farmacológicas da Casearia sylvestris, uma espécie de árvore cujas folhas são utilizadas na medicina popular, já foram descritas na literatura. Recentemente foi demonstrada a potente atividade citotóxica in vitro da casearina X (CAS X), o diterpeno clerodânico majoritário isolado das folhas de C. sylvestris, contra linhagens de células tumorais humanas. Apesar dos resultados promissores, sua potente atividade citotóxica in vitro não pode ser extrapolada para uma potente atividade in vivo, a menos que possua boa biodisponibilidade e duração desejável do seu efeito. Tendo em vista que o avanço nas pesquisas de produtos naturais requer a avaliação pré-clínica de propriedades farmacocinéticas, no presente trabalho foi realizada a caracterização in vitro do metabolismo e da absorção intestinal da CAS X, com o objetivo de prever sua biodisponibilidade in vivo. Para os estudos de metabolismo in vitro, foi utilizado o modelo microssomal hepático de ratos e de humanos. Foi desenvolvido um método analítico para a quantificação da CAS X em microssomas, empregando a precipitação de proteínas com acetonitrila no preparo das amostras e a cromatografia líquida de alta eficiência para as análises. O método foi validado de acordo com os guias oficiais da Agência Nacional de Vigilância Sanitária e da European Medicine Agency (EMA). A CAS X demonstrou ser substrato para as reações de hidrólise mediada pelas carboxilesterases (CES) e apresentou um perfil cinético de Michaelis-Menten. Foram estimados os parâmetros de Vmax e KM, demonstrando que o clearance intrínseco em microssomas hepático de humanos foi 1,7 vezes maior que o de ratos. O clearance hepático foi estimado por extrapolação in vitro-in vivo, resultando em mais de 90% do fluxo sanguíneo hepático em ambas as espécies. Um estudo qualitativo para a pesquisa de metabólitos foi feito utilizando espectrometria de massas, pelo qual foi possível sugerir a formação da casearina X dialdeído como produto de metabolismo. Nos estudos de absorção intestinal in vitro foi utilizado o modelo de monocamadas de células Caco-2. Um método analítico por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas foi desenvolvido e validado de acordo com o EMA, para as etapas de quantificação da CAS X no sistema de células. Os parâmetros cinéticos de permeabilidade aparente absortiva e secretória da CAS X foram estimados em um sistema celular, no qual a atividade hidrolítica da CES foi inibida. Assim, a CAS X foi capaz de permear a monocamada de células Caco-2, provavelmente por transporte ativo, sem a ocorrência de efluxo, mas com significativa retenção do composto dentro das células. Em conjunto, os ensaios in vitro realizados demonstraram a susceptibilidade da CAS X ao metabolismo de primeira passagem, como substrato para as CES específicas expressas no fígado e intestino.

Spin glass phase in the four-state three-dimensional Potts model

We perform numerical simulations, including parallel tempering, a four-state Potts glass model with binary random quenched couplings using the JANUS application-oriented computer. We find and characterize a glassy transition, estimating the critical temperature and the value of the critical exponents. Nevertheless, the extrapolation to infinite volume is hampered by strong scaling corrections. We show that there is no ferromagnetic transition in a large temperature range around the glassy critical temperature. We also compare our results with those obtained recently on the “random permutation” Potts glass.

Investigação de aquífero fraturado para entendimento de fluxo e transporte de contaminantes clorados: estudo de caso em Valinhos, SP

Casos de contaminação de aquíferos fraturados são bastante complexos, tendo em vista a heterogeneidade das redes de fraturas, e no geral, sua investigação demanda a utilização de técnicas pouco usuais, como por exemplo o imageamento acústico e a perfilagem de velocidade de fluxo de água. Na área de estudo, localizada em Valinhos/SP, o uso inadequado de solventes organoclorados no passado ocasionou a contaminação do aquífero raso em duas áreas, e o aparecimento de concentrações no aquifero profundo levaram a condução do atual trabalho, que teve como principal objetivo a elaboração de um modelo conceitual de fluxo de água e transporte de contaminantes no aquífero cristalino. Previamente à investigação do aquífero fraturado, foi realizada uma análise de trabalhos existentes, incluindo a interpretação de lineamentos, levantamentos geológicos além de perfilagens geofísicas de superfície. Em cada área investigada, foi realizada a perfuração de um poço profundo e aplicadas as técnicas de perfilagens de raios gama, cáliper, flowmeter, imageamento acústico, além da filmagem do poço e realização de ensaios hidráulicos nos dois pontos perfurados. Para caracterização química do aquífero fraturado, foram realizadas coletas de água subterrânea em intervalos selecionados com a utilização de obturadores pneumáticos. As cargas hidráulicas medidas durante a amostragem também auxiliaram no entendimento da direção do fluxo de água. O aquífero cristalino é formado por rochas gnáissicas e se encontra bastante fraturado e intemperizado, principalmente na porção superficial da rocha (até aproximadamente 65,0 m) onde as maiores velocidades de fluxo de água também foram observadas. A rocha sã possui uma menor densidade de fraturas e predominância de minerais mais claros. As fraturas de baixo a médio angulo de mergulho (Grupo 1) são as mais frequentes em ambas as perfurações e possuem direção principal N-S a NE-SW. São observadas, no geral, exercendo grande influência sobre o fluxo de água, principalmente na porção alterada do gnaisse. Fraturas com ângulo elevado de mergulho, classificadas como Grupo 2 (paralelas à foliação) e Grupo 3 (direção NW à W), são também observadas ao longo de toda a perfuração estabelecendo a conexão hidráulica entre as fraturas do Grupo 1. Em menor proporção, são ainda verificadas fraturas com ângulos de mergulho >40 ° pertencente aos Grupos 4 (NE-SW), 5 (E-W), 6 (NW-SE) e 7 (E-W). O fluxo de água subterrânea se mostrou descendente na porção superior da rocha alterada e ascendente na porção mais profunda, possivelmente direcionando a água subterrânea para a região de transição da rocha mais alterada para a rocha sã (entre 61 a 65 m de profundidade). Apesar do fluxo ascendente em profundidade, o bombeamento de poços tubulares existentes no entorno ao longo dos anos, favoreceu a migração dos contaminantes para porções mais profundas. Os contaminantes observados no poço tubular P6 possuem maior semelhança com os contaminantes observados na Área 2, e ambos estão localizados entre lineamentos NW-SE, indicando uma possível influência dos lineamentos no controle sobre o fluxo de água. No entanto, para entendimento do transporte dos contaminantes em área, é necessário um adensamento da rede de monitoramento, levando em consideração a heterogeneidade do meio e as incertezas relacionadas à extrapolação dos dados para áreas não investigadas.

Parallel relaxed and extrapolated algorithms for computing PageRank

In this paper, parallel Relaxed and Extrapolated algorithms based on the Power method for accelerating the PageRank computation are presented. Different parallel implementations of the Power method and the proposed variants are analyzed using different data distribution strategies. The reported experiments show the behavior and effectiveness of the designed algorithms for realistic test data using either OpenMP, MPI or an hybrid OpenMP/MPI approach to exploit the benefits of shared memory inside the nodes of current SMP supercomputers.

Desenvolvimento económico baseado na teoria dos Clusters: o exemplo do calçado em Portugal

Este trabalho aborda o tema dos clusters industriais - concentrações geográficas de empresas interligadas, fornecedores de produtos e serviços, empresas em setores afins e entidades que lhes estão associadas, como as universidades, entidades públicas, associações empresariais. A competitividade resulta da ação das empresas, e estas devem competir e cooperar para criar lucro económico, mas também gerar benefícios para a região e o país. O objetivo deste trabalho é demonstrar que a aplicação da teoria dos clusters no nosso país, - introduzida na sequência de um estudo pedido em 1994 ao criador desta teoria, o Dr. Michael Porter – teve efeitos muito positivos no desenvolvimento dos últimos 20 anos e que maiores poderiam ter sido esses efeitos, se tivesse sido feita a sua aplicação em todos os setores em que se identificavam vantagens competitivas da nossa economia. Foi realizada uma análise da evolução do mais reconhecido cluster, o da indústria do calçado, cujos resultados apontam para as estratégias a adotar em muitos outros setores da nossa economia. Numa extrapolação, fica claro que as regiões nacionais e os países que contam com clusters industriais são aqueles que apresentam desempenho superior, em termos de intensidade exportadora e valor acrescentado. Estas zonas apresentam ainda níveis elevados de riqueza e longevidade dos seus cidadãos. Em termos europeus, a Alemanha, que tem como grandes clusters os setores automóvel, da automação, da eletrónica e da pesquisa laboratorial, é o melhor exemplo deste facto.

Construção tridimensional de atlas dos núcleos anteriores do tálamo a partir de cortes de um bloco de encéfalo

Tese de mestrado integrado em Engenharia Biomédica e Biofísica, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2016

MOREMATA: Stata module (Mata) to provide various functions

This package includes various Mata functions. kern(): various kernel functions; kint(): kernel integral functions; kdel0(): canonical bandwidth of kernel; quantile(): quantile function; median(): median; iqrange(): inter-quartile range; ecdf(): cumulative distribution function; relrank(): grade transformation; ranks(): ranks/cumulative frequencies; freq(): compute frequency counts; histogram(): produce histogram data; mgof(): multinomial goodness-of-fit tests; collapse(): summary statistics by subgroups; _collapse(): summary statistics by subgroups; gini(): Gini coefficient; sample(): draw random sample; srswr(): SRS with replacement; srswor(): SRS without replacement; upswr(): UPS with replacement; upswor(): UPS without replacement; bs(): bootstrap estimation; bs2(): bootstrap estimation; bs_report(): report bootstrap results; jk(): jackknife estimation; jk_report(): report jackknife results; subset(): obtain subsets, one at a time; composition(): obtain compositions, one by one; ncompositions(): determine number of compositions; partition(): obtain partitions, one at a time; npartitionss(): determine number of partitions; rsubset(): draw random subset; rcomposition(): draw random composition; colvar(): variance, by column; meancolvar(): mean and variance, by column; variance0(): population variance; meanvariance0(): mean and population variance; mse(): mean squared error; colmse(): mean squared error, by column; sse(): sum of squared errors; colsse(): sum of squared errors, by column; benford(): Benford distribution; cauchy(): cumulative Cauchy-Lorentz dist.; cauchyden(): Cauchy-Lorentz density; cauchytail(): reverse cumulative Cauchy-Lorentz; invcauchy(): inverse cumulative Cauchy-Lorentz; rbinomial(): generate binomial random numbers; cebinomial(): cond. expect. of binomial r.v.; root(): Brent's univariate zero finder; nrroot(): Newton-Raphson zero finder; finvert(): univariate function inverter; integrate_sr(): univariate function integration (Simpson's rule); integrate_38(): univariate function integration (Simpson's 3/8 rule); ipolate(): linear interpolation; polint(): polynomial inter-/extrapolation; plot(): Draw twoway plot; _plot(): Draw twoway plot; panels(): identify nested panel structure; _panels(): identify panel sizes; npanels(): identify number of panels; nunique(): count number of distinct values; nuniqrows(): count number of unique rows; isconstant(): whether matrix is constant; nobs(): number of observations; colrunsum(): running sum of each column; linbin(): linear binning; fastlinbin(): fast linear binning; exactbin(): exact binning; makegrid(): equally spaced grid points; cut(): categorize data vector; posof(): find element in vector; which(): positions of nonzero elements; locate(): search an ordered vector; hunt(): consecutive search; cond(): matrix conditional operator; expand(): duplicate single rows/columns; _expand(): duplicate rows/columns in place; repeat(): duplicate contents as a whole; _repeat(): duplicate contents in place; unorder2(): stable version of unorder(); jumble2(): stable version of jumble(); _jumble2(): stable version of _jumble(); pieces(): break string into pieces; npieces(): count number of pieces; _npieces(): count number of pieces; invtokens(): reverse of tokens(); realofstr(): convert string into real; strexpand(): expand string argument; matlist(): display a (real) matrix; insheet(): read spreadsheet file; infile(): read free-format file; outsheet(): write spreadsheet file; callf(): pass optional args to function; callf_setup(): setup for mm_callf().

Helium in solubility equilibrium with quartz and porefluids in rocks - a new approach in hydrology

Quartz crystals in sandstones at depths of 1200 m–1400 m below the surface appear to reach a solubility equilibrium with the 4He-concentration in the surrounding pore- or groundwater after some time. A rather high 4Heconcentration of 4.5x10E-3 cc STP 4He/cm3 of water measured in a groundwater sample would for instance maintain a He pressure of 0.47 atm in a related volume. This value is equal within analytical error to the pressure deduced from the measured helium content of the quartz and its internal helium-accessible volume. To determine this volume, quartz crystals of 0.1 to 1 mm were separated from sandstones and exposed to a helium gas pressure of 32 atm at a temperature of 290°C for up to 2 months. By crushing, melting or isothermal heating the helium was then extracted from the helium saturated samples. Avolume on the order of 0.1% of the crystal volume is only accessible to helium atoms but not to argon atoms or water molecules. By monitoring the diffusive loss of He from the crystals at 350°C an effective diffusion constant on the order of 10E-9 cm2/s is estimated. Extrapolation to the temperature of 70°C in the sediments at a depth of 1400 m gives a typical time of about 100 000 years to reach equilibrium between helium in porewaters and the internal He-accessible volume of quartz crystals. In a geologic situation with stagnant pore- or groundwaters in sediments it therefore appears to be possible with this new method to deduce a 4He depth profile for porewaters in impermeable rocks based on their mineral record.