974 resultados para flavone dimer


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The zero-range potential model is used to investigate positron collisions and annihilation with molecules. The Kr dimer is considered as an example. It is shown that (i) although positrons do not bind to individual Kr atoms, they do form bound states with Kr. (ii) A sequence of vibrationally excited states of the positron-molecule complex extends into the positron continuum, where it manifests as vibrational Feshbach resonances. (iii) These resonances give a very large contribution to the positron annihilation rate. Even after averaging over the thermal positron energy distribution, the contribution of the lowest Feshbach resonance exceeds that of the non-resonant background by an order of magnitude. © 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

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The structural and magnetic properties of F16CuPc thin films and powder, including x-ray diffraction (XRD), superconducting quantum interference device (SQUID) magnetometry, and theoretical modelling of exchange interactions are reported. Analysis of XRD from films, with thickness ranging between 100 and 160 nm, deposited onto Kapton and a perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic-3,4,9,10-dianhydride (PTCDA) interlayer shows that the stacking angle (defined in the text) of the film is independent of the thickness, but that the texture is modified by both film thickness and substrate chemistry. The SQUID measurements suggest that all samples are paramagnetic, a result that is confirmed by our theoretical modelling including density functional theory calculations of one-dimensional molecular chains and Green's function perturbation theory calculations for a molecular dimer. By investigating theoretically a range of different geometries, we predict that the maximum possible exchange interaction between F16CuPc molecules is twice as large as that in unfluorinated copper-phthalocyanine (CuPc). This difference arises from the smaller intermolecular spacing in F16CuPc. Our density functional theory calculation for isolated F16CuPc molecule also shows that the energy levels of Kohn-Sham orbitals are rigidly shifted similar to 1 eV lower in F16CuPc compared to CuPc without a significant modification of the intramolecular spin physics, and that therefore the two molecules provide a suitable platform for independently varying magnetism and charge transport. 

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Placing metallic nanoparticles inside cavities, rather than in dimers, greatly improves their plasmonic response. Such particle-in-cavity (PIC) hybrid architectures are shown to produce extremely strong field enhancement at the particle cavity junctions, arising from the cascaded focusing of large optical cross sections into small gaps. These simply constructed PIC structures produce the strongest field enhancement for coupled nanoparticles, up to 90% stronger than for a dimer. The coupling is found to follow a universal power law with particle surface separation, both for field enhancements and resonant wavelength shifts. Significantly enhanced Raman signals are experimentally observed for molecules adsorbed in such PIC structures, in quantitive agreement with theoretical calculations. PIC architectures may have important implications in many applications, such as reliable single molecule sensing and light harvesting in plasmonic photovoltaic devices.

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In this paper, we report a fully ab initio variational Monte Carlo study of the linear and periodic chain of hydrogen atoms, a prototype system providing the simplest example of strong electronic correlation in low dimensions. In particular, we prove that numerical accuracy comparable to that of benchmark density-matrix renormalization-group calculations can be achieved by using a highly correlated Jastrow-antisymmetrized geminal power variational wave function. Furthermore, by using the so-called "modern theory of polarization" and by studying the spin-spin and dimer-dimer correlations functions, we have characterized in detail the crossover between the weakly and strongly correlated regimes of this atomic chain. Our results show that variational Monte Carlo provides an accurate and flexible alternative to highly correlated methods of quantum chemistry which, at variance with these methods, can be also applied to a strongly correlated solid in low dimensions close to a crossover or a phase transition.

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Triose phosphate isomerase (TPI) catalyses the interconversion of dihydroxyacetone phosphate and glyceraldehyde 3-phosphate, a reaction in the glycolytic pathway. TPI from the common liver fluke, Fasciola hepatica, has been cloned, sequenced and recombinantly expressed in Escherichia coli. The protein has a monomeric molecular mass of approximately 28 kDa. Crosslinking and gel filtration experiments demonstrated that the enzyme exists predominantly as a dimer in solution. F. hepatica TPI is predicted to have a ß-barrel structure and key active site residues (Lys-14, His-95 and Glu-165) are conserved. The enzyme shows remarkable stability to both proteolytic degradation and thermal denaturation. The melting temperature, estimated by thermal scanning fluorimetry, was 67 °C and this temperature was increased in the presence of either dihydroxyacetone phosphate or glyceraldehyde 3-phosphate. Kinetic studies showed that F. hepatica TPI demonstrates Michaelis-Menten kinetics in both directions, with Km values for dihydroxyacetone phosphate and glyceraldehyde 3-phosphate of 2.3 mM and 0.66 mM respectively. Turnover numbers were estimated at 25,000 s(-1) for the conversion of dihydroxyacetone phosphate and 1900 s(-1) for the conversion of glyceraldehyde 3-phosphate. Phosphoenolpyruvate acts as a weak inhibitor of the enzyme. F. hepatica TPI has many features in common with mammalian TPI enzymes (e.g. ß-barrel structure, homodimeric nature, high stability and rapid kinetic turnover). Nevertheless, recent successful identification of specific inhibitors of TPI from other parasites, suggests that small differences in structure and biochemical properties could be exploited in the development of novel, species-specific inhibitors.

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Graphene is used as the thinnest possible spacer between gold nanoparticles and a gold substrate. This creates a robust, repeatable, and stable subnanometer gap for massive plasmonic field enhancements. White light spectroscopy of single 80 nm gold nanoparticles reveals plasmonic coupling between the particle and its image within the gold substrate. While for a single graphene layer, spectral doublets from coupled dimer modes are observed shifted into the near-infrared, these disappear for increasing numbers of layers. These doublets arise from charger-transfer-sensitive gap plasmons, allowing optical measurement to access out-of-plane conductivity in such layered systems. Gating the graphene can thus directly produce plasmon tuning.

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Glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) catalyses one of the two steps in glycolysis which generate the reduced coenzyme NADH. This reaction precedes the two ATP generating steps. Thus, inhibition of GAPDH will lead to substantially reduced energy generation. Consequently, there has been considerable interest in developing GAPDH inhibitors as anti-cancer and anti-parasitic agents. Here, we describe the biochemical characterisation of GAPDH from the common liver fluke Fasciola hepatica (FhGAPDH). The primary sequence of FhGAPDH is similar to that from other trematodes and the predicted structure shows high similarity to those from other animals including the mammalian hosts. FhGAPDH lacks a binding pocket which has been exploited in the design of novel antitrypanosomal compounds. The protein can be expressed in, and purified from Escherichia coli; the recombinant protein was active and showed no cooperativity towards glyceraldehyde 3-phosphate as a substrate. In the absence of ligands, FhGAPDH was a mixture of homodimers and tetramers, as judged by protein-protein crosslinking and analytical gel filtration. The addition of either NAD(+) or glyceraldehyde 3-phosphate shifted this equilibrium towards a compact dimer. Thermal scanning fluorimetry demonstrated that this form was considerably more stable than the unliganded one. These responses to ligand binding differ from those seen in mammalian enzymes. These differences could be exploited in the discovery of reagents which selectively disrupt the function of FhGAPDH.

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Lot6p (EC 1.5.1.39; Ylr011wp) is the sole quinone oxidoreductase in the budding yeast, Saccharomyces cerevisiae. Using hexahistidine tagged, recombinant Lot6p, we determined the steady-state enzyme kinetic parameters with both NADH and NADPH as electron donors; no cooperativity was observed with these substrates. The NQO1 inhibitor curcumin, the NQO2 inhibitor resveratrol, the bacterial nitroreductase inhibitor nicotinamide and the phosphate mimic vanadate all stabilise the enzyme towards thermal denaturation as judged by differential scanning fluorimetry. All except vanadate have no observable effect on the chemical cross-linking of the two subunits of the Lot6p dimer. These compounds all inhibit Lot6p's oxidoreductase activity, and all except nicotinamide exhibit negative cooperativity. Molecular modelling suggests that curcumin, resveratrol and nicotinamide all bind over the isoalloxazine ring of the FMN cofactor in Lot6p. Resveratrol was predicted to contact an α-helix that links the two active sites. Mutation of Gly-142 (which forms part of this helix) to serine does not greatly affect the thermal stability of the enzyme. However, this variant shows less cooperativity towards resveratrol than the wild type. This suggests a plausible hypothesis for the transmission of information between the subunits and, thus, the molecular mechanism of negative cooperativity in Lot6p.

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NAD(P)H quinone oxidoreductase 1 is involved in antioxidant defence and protection from cancer, stabilizing the apoptosis regulator p53 towards degradation. Here, we studied the enzymological, biochemical and biophysical properties of two cancer-associated variants (p.R139W and p.P187S). Both variants (especially p.187S) have lower thermal stability and greater susceptibility to proteolysis compared to the wild-type. p.P187S also has reduced activity due to a lower binding affinity for the FAD cofactor as assessed by activity measurements and direct titrations. Native gel electrophoresis and dynamic light scattering also suggest that p.P187S has a higher tendency to populate unfolded states under native conditions. Detailed thermal stability studies showed that all variants irreversibly denature causing dimer dissociation, while addition of FAD restores the stability of the polymorphic forms to wild-type levels. The kinetic destabilization induced by polymorphisms as well as the kinetic protection exerted by FAD was confirmed by measuring denaturation kinetics at temperatures close to physiological. Our data suggest that the main molecular mechanisms associated with these cancer-related variants are their low binding affinity for FAD and/or kinetic instability. Thus, pharmacological chaperones may be useful in the treatment of patients bearing these polymorphisms.

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Type III galactosemia is an inherited disease caused by mutations which affect the activity of UDP-galactose 4'-epimerase (GALE). We evaluated the impact of four disease-associated variants (p.N34S, p.G90E, p.V94M and p.K161N) on the conformational stability and dynamics of GALE. Thermal denaturation studies showed that wild-type GALE denatures at temperatures close to physiological, and disease-associated mutations often reduce GALE's thermal stability. This denaturation is under kinetic control and results partly from dimer dissociation. The natural ligands, NAD(+) and UDP-glucose, stabilize GALE. Proteolysis studies showed that the natural ligands and disease-associated variations affect local dynamics in the N-terminal region of GALE. Proteolysis kinetics followed a two-step irreversible model in which the intact protein is cleaved at Ala38 forming a long-lived intermediate in the first step. NAD(+) reduces the rate of the first step, increasing the amount of undigested protein whereas UDP-glucose reduces the rate of the second step, increasing accumulation of the intermediate. Disease-associated variants affect these rates and the amounts of protein in each state. Our results also suggest communication between domains in GALE. We hypothesize that, in vivo, concentrations of natural ligands modulate GALE stability and that it should be possible to discover compounds which mimic the stabilising effects of the natural ligands overcoming mutation-induced destabilization.

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A revised water model intended for use in condensed phase simulations in the framework of the self consistent polarizable ion tight binding theory is constructed. The model is applied to water monomer, dimer, hexamers, ice, and liquid, where it demonstrates good agreement with theoretical results obtained by more accurate methods, such as DFT and CCSD(T), and with experiment. In particular, the temperature dependence of the self diffusion coefficient in liquid water predicted by the model, closely reproduces experimental curves in the temperature interval between 230 K and 350 K. In addition, and in contrast to standard DFT, the model properly orders the relative densities of liquid water and ice. A notable, but inevitable, shortcoming of the model is underestimation of the static dielectric constant by a factor of two. We demonstrate that the description of inter and intramolecular forces embodied in the tight binding approximation in quantum mechanics leads to a number of valuable insights which can be missing from ab initio quantum chemistry and classical force fields. These include a discussion of the origin of the enhanced molecular electric dipole moment in the condensed phases, and a detailed explanation for the increase of coordination number in liquid water as a function of temperature and compared with ice-leading to insights into the anomalous expansion on freezing. The theory holds out the prospect of an understanding of the currently unexplained density maximum of water near the freezing point. 

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The BAR (Bin/amphiphysin/Rvs) domain is the most conserved feature in amphiphysins from yeast to human and is also found in endophilins and nadrins. We solved the structure of the Drosophila amphiphysin BAR domain. It is a crescent-shaped dimer that binds preferentially to highly curved negatively charged membranes. With its N-terminal amphipathic helix and BAR domain (N-BAR), amphiphysin can drive membrane curvature in vitro and in vivo. The structure is similar to that of arfaptin2, which we find also binds and tubulates membranes. From this, we predict that BAR domains are in many protein families, including sorting nexins, centaurins, and oligophrenins. The universal and minimal BAR domain is a dimerization, membrane-binding, and curvature-sensing module.

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A utilização combinada de espectroscopia vibracional e de cálculos envolvendo a teoria do funcional de densidade (DFT) possibilita o estudo de ligações de hidrogénio em fase condensada, assim como a análise da estrutura molecular dos sistemas em estudo. Por um lado, a espectroscopia vibracional permite a detecção de associações moleculares, enquanto os métodos computacionais auxiliam na obtenção de informação referente aos mecanismos de associação, nomeadamente no que diz respeito à possível estrutura de dímeros e compostos de inclusão em ciclodextrinas e às energias de interacção e de inclusão. O estudo que originou a presente dissertação pretende contribuir para o reforço da aplicação de estudos espectroscópicos e computacionais na elucidação de diversos fenómenos químicos, com especial destaque para o papel desempenhado por interacções intermoleculares fracas na estrutura e propriedades de materiais moleculares. No âmbito desta tese foram investigados os seguintes tópicos: polimorfismo e pseudopolimorfismo em sólidos farmacêuticos, transições de fase em misturas binárias de ácidos gordos, inclusão em ciclodextrinas, interacção de compostos farmacêuticos com superfícies metálicas e formação de agregados de água em materiais híbridos orgânicos-inorgânicos. Os sistemas foram analisados utilizando a espectroscopia vibracional – particularmente a espectroscopia de difusão de Raman – como técnica fundamental. Para uma melhor caracterização de processos envolvendo transições de fase, foram efectuados estudos com variação de temperatura, variação de humidade relativa e substituição isotópica. O estudo da interacção com superfícies metálicas foi realizado por espectroscopia de Raman intensificada à superfície. Dada a complexidade dos sistemas em estudo, a informação obtida por espectroscopia vibracional foi complementada por resultados de cálculos mecânico-quânticos. Em particular, os cálculos DFT foram utilizados para a optimização de geometrias e previsão de frequências vibracionais de moléculas e associações moleculares, permitindo assim a análise e interpretação de espectros vibracionais e a caracterização da estrutura de materiais.

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A presente dissertação contempla estudos de reactividade na periferia e no interior do macrociclo corrólico, nomeadamente do 5,10,15- tris(pentafluorofenil)corrol. Nesses estudos foram estabelecidas novas rotas de síntese para a preparação de novos derivados tetrapirrólicos do tipo corrol, alguns deles com potencial aplicação medicinal. Na primeira parte, foi estudado o comportamento de 5,10,15- tris(pentafluorofenil)corrol como componente 2ʌ em reacções de cicloadição de Diels-Alder com hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, designadamente antraceno, tetraceno, nafto[2,3-a]pireno e pentaceno. Estas reacções foram efectuadas em aquecimento clássico e com radiação de microondas. Desses estudos concluiu-se que todos os hidrocarbonetos aromáticos considerados, à excepção do nafto[2,3-a]pireno, reagem segundo reacções de Diels-Alder, mas apenas com o pentaceno se obtêm aductos provenientes de reacções de cicloadição [4+4]. Os resultados obtidos em algumas destas reacções levaram a um estudo aprofundado sobre a estabilidade do macrociclo considerado. Este estudo foi efectuado sob condições térmicas, sob a acção da luz e na presença de um agente promotor de radicais. Desses estudos concluiu-se que apenas com aquecimento clássico é possível obter o dímero com o anel ciclooctatetraeno ligado pelas posições C-2, C-2’ e C-18, C-18’ e o dímero assimétrico ligado pelas posições C-2 e C-3’. Na presença de luz ou na presença de agente promotor de radicais obtém-se o dímero simétrico ligado pelas posições C-3 e C-3’. O estudo do mecanismo da reacção de dimerização na presença de luz levou ainda à síntese de um corrol mono-iodado. Foi ainda analisado o comportamento de 5,10,15-tris(pentafluorofenil)corrol e de 5,10,15-tris(pentafluorofenil)corrolatogálio(III)(piridina) na presença de iletos de azometino. Destes estudos resultou o desenvolvimento de novas rotas de síntese para a obtenção de novos derivados do tipo amina e do tipo éter. Na terceira parte, descrevem-se estudos de complexação do 5,10,15- tris(pentafluorofenil)corrol com diferentes sais metálicos por espectrometria de massa. Foram usados como fontes de ionização o Electrospray e o LSIMS. Os resultados obtidos comprovaram que os metalocorróis obtidos na fonte são idênticos aos metalocorróis sintetizados. Na quarta parte deste trabalho foram sintetizados novos conjugados corrolciclodextrina por meio de reacções de substituição nucleófila. A actividade fotodinâmica destes derivados foi avaliada numa linha celular cancerígena. A estrutura dos compostos sintetizados foi estabelecida recorrendo a diversas técnicas espectroscópicas actuais, principalmente espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN de 1H, 13C e 19F, DEPT, COSY, HSQC, HMBC e NOESY), espectrometria de massa em LSIMS, ESI e MALDI e ainda recorrendo a espectrofotometria de Ultravioleta-Visível (UV-vis).

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Em Portugal, as indústrias corticeira e de pasta de papel constituem um importante sector económico, contudo, gerando elevadas quantidades de subprodutos. Estes subprodutos poderiam ser explorados em aplicações de alto valor acrescentado, como fonte de compostos fenólicos, por exemplo, em vez de serem apenas queimados para produção de energia. Estes compostos são conhecidos pelas suas inúmeras propriedades, entre as quais, antioxidante, anti-inflamatória e anti-trombótica. Neste estudo as frações fenólicas da maior parte dos subprodutos gerados nas indústrias corticeira e de pasta de papel foram caracterizados em detalhe, com vista à sua valorização. A fração fenólica das cascas de Eucalyptus globulus, E. grandis, E. urograndis e E. maidenii, bem como da cortiça de Quercus suber e resíduos provenientes da sua exploração, nomeadamente, o pó de cortiça e os condensados negros, foi obtida por processos convencionais de extração sólido-líquido. No caso da casca de E. globulus, foi ainda avaliado o potencial de metodologias “verdes” no processo de extração de compostos fenólicos, usando extração com CO2 supercrítico. Esta técnica foi otimizada com recurso a metodologias de superfície de resposta. Na identificação e quantificação dos compostos fenólicos foi usada cromatografia líquida de alta resolução aliada a técnicas de espectrometria de massa. O teor de fenólicos totais foi ainda determinado pelo método de Folin- Ciocalteu, essencialmente para efeitos comparativos. A caracterização da fração fenólica de cada extrato foi ainda complementada com a análise da atividade antioxidante, usando o radical 2,2-difenil-1-picrilhidrazilo (DPPH). Foram identificados trinta compostos fenólicos na casca de E. globulus, 17 deles referenciados pela primeira vez como seus constituintes, nomeadamente os ácidos quínico, di-hidroxifenilacétic, cafeico e metil-elágico, bis-hexahidroxidifenoil( HHDP)-glucose, galoil- bis-HHDP-glucose, galoil-HHDPglucose, isoramnetina—hexosídeo, quercetina-hexosídeo, ácido metil-elágicopentosídeo, miricetina-ramnosídeo, isoramnetina-ramnosídeo, mearnsetina, floridzina, mearnsetina-hexosídeo, luteolina e uma proantocianidina B. Neste trabalho, foi estudada pela primeira vez a composição fenólica das cascas de E. grandis, E. urograndis e E. maidenii. Treze, doze e vinte e quatro compostos fenólicos foram identificados nas cascas de E. grandis, E. urograndis e E. maidenii, respetivamente. Entre estes compostos encontram-se os ácidos quínico, gálico, metilgálico, protocatequínico, clorogénico e elágico, catequina, galoil-bis-HHDP-glucose, digaloilglucose, epicatequina, quercetina-glucoronídeo, di-hidroxiisopropilcromona- hexosídeo, isoramnetina-hexosídeo, ácido elágicoramnosídeo, taxifolina, quercetina-hexosídeo, di-hidroxi- (metilpropil)isopropilcromona-hexosídeo, ácido metil-elágico-pentosídeo, miricetina-ramnosídeo, isoramnetina-ramnosídeo, aromadendrina-ramnosídeo, mearnsetina, mearnsetina-hexosídeo, eriodictiol, quercetina, isoramnetina e naringenina. A análise da fração fenólica da cortiça permitiu identificar vinte e dois compostos fenólicos, dez deles referenciados pela primeira vez como seus constituintes, nomeadamente, os ácidos quínico, salicílico, p-hidroxifenillático e metilgálico, ácido carboxílico da brevifolina, eriodictiol, naringenina, um éster isoprenílico do ácido cafeico, isoramnetina-ramnosídeo e isoramnetina. No pó de cortiça industrial foram identificados dezasseis compostos fenólicos, nomeadamente os ácidos quínico, gálico, protocatequínico, cafeico, ferúlico, elágico e metilgálico, esculetina, ácido carboxílico da brevifolina, coniferaldeído, um éster isoprenílico do ácido cafeico, uma dilactona do ácido valoneico, ácido elágico-pentosídeo, ácido elágico-ramnosídeo, isoramnetinaramnosídeo e isoramnetina. Destes, apenas o ácido elágico foi previamente referenciado como componente do pó de cortiça. Do mesmo modo, treze compostos fenólicos foram identificados no condensado negro, doze deles referenciados pela primeira vez como seus constituintes. São eles os ácidos quínico, gálico, p-hidroxifenil-láctico, protocatequínico, p-coumarico, cafeico e elágico, vanilina, esculetina, coniferaldeído, um éster isoprenílico do ácido cafeico e o eriodictiol. A extração supercrítica de compostos fenólicos da casca de eucalipto permitiu não só verificar os parâmetros que afetam a qualidade e quantidade finais dos extratos, como também obter os valores ótimos para estes parâmetros. Esta extração mostrou ainda ser bastante seletiva para determinados grupos de compostos fenólicos, como as flavanonas eriodictiol e naringenina e para o flavonol O-metilado isoramnetina. Este é também o primeiro estudo envolvendo a determinação da atividade antioxidante de extratos da cortiça e dos resíduos da sua exploração, bem como da casca de E. grandis, E. urograndis e E. maidenii. A vasta gama de compostos fenólicos identificados em cada extrato analisado, assim como as prominentes atividades antioxidantes, todas na mesma gama de valores do bem conhecido antioxidante comercial, ácido ascórbico, são claramente um grande contributo para a valorização destes subprodutos industriais.