Structural and functional characterization of the human CCR5 receptor in complex with HIV gp120 envelope glycoprotein and CD4 receptor by molecular modeling studies

The entry of human immunodeficiency virus (HIV) into cells depends on a sequential interaction of the gp120 envelope glycoprotein with the cellular receptors CD4 and members of the chemokine receptor family. The CC chemokine receptor CCR5 is such a receptor for several chemokines and a major coreceptor for the entry of R5 HIV type-1 (HIV-1) into cells. Although many studies focus on the interaction of CCR5 with HIV-1, the corresponding interaction sites in CCR5 and gp120 have not been matched. Here we used an approach combining protein structure modeling, docking and molecular dynamics simulation to build a series of structural models of the CCR5 in complexes with gp120 and CD4. Interactions such as hydrogen bonds, salt bridges and van der Waals contacts between CCR5 and gp120 were investigated. Three snapshots of CCR5-gp120-CD4 models revealed that the initial interactions of CCR5 with gp120 are involved in the negatively charged N-terminus (Nt) region of CCR5 and positively charged bridging sheet region of gp120. Further interactions occurred between extracellular loop2 (ECL2) of CCR5 and the base of V3 loop regions of gp120. These interactions may induce the conformational changes in gp120 and lead to the final entry of HIV into the cell. These results not only strongly support the two-step gp120-CCR5 binding mechanism, but also rationalize extensive biological data about the role of CCR5 in HIV-1 gp120 binding and entry, and may guide efforts to design novel inhibitors.

Characterize dynamic conformational space of human CCR5 extracellular domain by molecular modeling and molecular dynamics simulation

The chemokine receptor CCR5 is the receptor for several chemokines and major coreceptor for R5 human immunodeficiency virus type-1 strains entry into cell. Three-dimensional models of CCR5 were built by using homology modeling approach and 1 ns molecular dynamics (MD) simulation, because studies of site-directed mutagenesis and chimeric receptors have indicated that the N-terminus (Nt) and extracellular loops (ECLs) of CCR5 are important for ligands binding and viral fusion and entry, special attention was focused on disulfide bond function, conformational flexibility, hydrogen bonding, electrostatic interactions, and solvent-accessible surface area of Nt and ECLs of this protein part. We found that the extracellular segments of CCR5 formed a well-packet globular domain with complex interactions occurred between them in a majority of time of MID simulation, but Nt region could protrude from this domain sometimes. The disulfide bond Cys20-Cys269 is essential in controlling specific orientation of Nt region and maintaining conformational integrity of extracellular domain. RMS comparison analysis between conformers revealed the ECL1 of CCR5 stays relative rigid, whereas the ECL2 and Nt are rather flexible. Solvent-accessible surface area calculations indicated that the charged residues within Nt and ECL2 are often exposed to solvent. Integrating these results with available experimental data, a two-step gp120-CCR5 binding mechanism was proposed. The dynamic interaction of CCR5 extracellular domain with gp120 was emphasized. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

In vitro anti-HIV and -HSV activity and safety of sodium rutin sulfate as a microbicide candidate

Sodium rutin sulfate (SRS) is a sulfated rutin modified from the natural flavonol glycoside rutin. Here, we investigated its in vitro anti-HIV and -HSV activities and its cytotoxic profile. Fifty percent inhibitory concentration (IC50) values of SRS against HIV-1 X4 virus IIIB, HIV-1 R5 isolates Ada-M and Ba-L were 2.3 +/- 0.2, 4.5 +/- 2.0 and 8.5 +/- 3.8 mu M with a selectivity index (SI) of 563, 575 and 329, respectively. Its IC50 against primary R5 HIV-1 isolate from Yunnan province in China was 13.1 +/- 5.5 mu M, with a Sl of 197. In contrast, unsulfated rutin had no activity against any of the HIV-1 isolates tested. Further study indicated that SRS blocked viral entry and virus-cell fusion likely through interacting with the HIV- I envelope glycoprotein. SRS also demonstrated some activity against human herpes simplex virus (HSV) with an IC50 of 88.3 +/- 0.1 mu M and a Sl of 30. The 50% cytotoxicity concentration (CC50) of SRS was >3.0 mM, as determined in human genital ME 180, HeLa and primary human foreskin fibroblast cells. Minimum inhibitory concentration of SRS for vaginal lactobacilli was >3.0 mM. These results collectively indicate that SRS represents a novel candidate for anti-HIV-1/HSV microbicide development. (C) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

印度人群线粒体 DNA 系统发育基因组学研究

人类线粒体DNA(mtDNA)是一个长度16,569bp 的环状分子，编码13 种蛋白 质、22 种tRNA 和2 种rRNA。由于mtDNA 全基因组信息具有缺乏重组、母系 遗传、高突变速率和相对较高的分辨率等特点，近年来已经成为重建人类历史的 重要工具。这些研究已经证实，mtDNA 最古老的六个单倍型类群，L0-L5，在非 洲特异的出现；而6-7 万年前从L3 衍生出的M 和N 两个超类群最终占领了世界 其他地区。然而，mtDNA 全序列研究在世界上某些特定地区尚是一片空白，其 中之一便是作为人类“走出非洲”的关键区域——印度。 为弥补这一空白，我们从 1200 个印度样品中选择了131 个可以代表所有主 要单倍型类群的个体，进行了全基因组扩增和测序，手工重建并软件验证了系统 发育关系树。我们的结果发现了12 个新的印度特有单倍型类群(N5, R7, R8, R30, R31, M34-M40)，修订了11 个已知特有单倍型类群(N1d, R5, R6, U2a, U2b, U2c, M2, M4, M5, M6, M30)的定义，详细描述了存在于印度的欧洲特有类群(HV, JT, U, N1, W)。 这一工作产生了多个推论。第一个是关于人类“走出非洲”假说长期以来 存在的争论。欧亚大陆和大洋洲mtDNA 在M 和N(包括R)超类群系统发育关系 上星状和不重叠的分布，表明了人类走出非洲是沿着亚洲海岸线(即所谓的“南 方路线”)的一个快速扩散的过程。第二个推论是关于存在于印度的欧洲特有世 系。与典型的欧洲世系相比，这些世系仅仅存在一到两个突变，从而证实了新石 器时代以来来自于近东新月地带或中亚高原的基因流。第三个推论涉及一个早期 的印度全序列研究。仔细分析其数据表明，他们的数据丢失了很多基部的特有突 变并产生了多个幻影突变，从而证实了系统发育思想对检测数据质量的作用。 随着印度人群 mtDNA 全序列研究的完成，人类mtDNA 系统发育的基本框 架得以建立。人类mtDNA 明显地呈现出大洲特异性分布。目前已经有两种假说用来解释这一现象。传统的观点把这一现象归于遗传漂变；而近期的选择假说认 为选择在人类mtDNA 的分化中扮演了极其重要的角色，而气候是主要的选择压 力。为解决这一争论，我们收集了来自南亚、大洋洲和东亚三个具有不同气候的 地区的mtDNA，使用直接计数的办法比较了各个大洲之间同义突变和异义突变 的差异。结果表明，几乎在所有的基因中，异义突变的数量低于同义突变的数量， 从而表明纯净化选择是人类mtDNA 进化中的主要力量。然而，在这三个大洲之 间没有发现显著的差异，表明mtDNA 在这三个区域上所承受的选择压力基本相 同。这一结果表明，气候不大可能是造成人类mtDNA 分化的主要原因。

Growth and survival of reciprocal crosses between two bay scallops, Argopecten irradians concentricus Say and A-irradians irradians Lamarck

A complete diallel cross between two bay scallop populations, Argopecten irradians concentricus Say (M) and A. irradians irradians Lamarck (C), was carried out. Growth and survival were compared among hybrids and pure populations. No significant difference in the shell length was found among the four groups on the first day of D-larvae. On day 10, shell lengths of the two reciprocal crosses (CM, MC)(female x male ) were significantly greater than those of the CC (141.97 mu m) and MM (146.20 mu m) groups, with the growth rate of the MC (156.14 mu m) cross greater than that of the CM (155.35 mu m) cross. Also, heterosis for survival was significantly larger than that for growth. Both maternal origin and mating strategy had significant effects on growth and survival throughout the whole larval stage. Heterosis was also observed in later spat and adult stages. On day 170, the mean shell length, shell height and total weight of the CM cross were significantly larger than those of the other crosses (P<0.05). The results from this study indicate that hybridization between A. irradians concentricus and A. irradians irradians may be a promising way for genetic improvement of existing bay scallop brood stocks in China. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

甘肃临夏盆地龙担剖面晚新生代磁性地层与古环境

Linxia Basin, situated in the northeast belt of the Tibetan Plateau, is a late Cenozoic depression basin bounded by the Tibetan Plateau and the Chinese Loess Plateau. The Cenozoic deposition, spanning over 30Ma, in which very abundant mammal fossils were discovered, is very suitable for study of uplift processes and geo-morphological evolution of the Tibetan Plateau. The Longdan section (35°31′31.6″N，103°29′0.6″E) is famous for the middle Miocene Platybelodon fauna and the late Miocene Hipparion fauna for a long time and is also one of the earliest known places for wooly rhino, which lies on the east slope of Longdan, a small village of township Nalesi in the south of the Dongxiang Autonomous County, Linxia Hui Nationallity Autonomous Prefecture. The Longdan mammal fauna was discovered at the base of the Early Pleistocene loess deposits at Dongxiang, where the lithology is different from the typical Wucheng Loess on the Chinese Loess Plateau. The rich fossils contain many new species and the major two layers of fossils are in the loess beds. Geologically the fossiliferous area is located in the central part of the Linxia Cenozoic sedimentary basin. Tectonically the Linxia Basin is an intermountain fault basin, bordered by the Leijishan major fault in the south and the north Qinling and Qilianshan major faults in the north. The section is 51.6m thick above the gravel layer, including the 1.6m Late Pleistocene Malan Loess on the top and the other loess-paleosol sequences in the middle of the section. The base of the section is the Jishi Formation, consisting of gravel layer of 13 ~ 17m thick. In this study, 972 bulk samples were collected with an interval of 5cm and other 401 orientied samples were taken with a magnetic compass. In the laboratory, the paleomagnetism, medium grain size, susceptibility, color, micromorphology, anisotropy of magnetic susceptibility were analyzed. From the stratigraphic analysis, the Longdan section from the top 0.3m to the bottom 51.6m, containing 5 normal polarities (N1-N5) and 5 reversal polarities (R1-R5). The paleomagnetic results show N3 is the Olduvai subchron in the middle of the Matuyama chron, and then the chronology of the Longdan mammal fauna is constructed along the section. The Matuyama-Gauss boundary is 45m and N5 enters Gauss chron. The Olduvai subchron with the age of 1.77 ~ 1.95Ma is found just in the upper fossiliferous level of Longdan mammal fauna. Taking the deposit rate of the section into account, the geological age of the upper fossiliferous level of Longdan mammal fauna is estimated to be about 1.9Ma. The lower fossiliferous level is just below the Reunion subchron and its age is estimated to be 2.25Ma. In addition, anisotropy of magnetic susceptibility of the loess-paleosol and other climatic indexes were used for discussing the late Cenozoic paleoenvironmental changes at Longdan, from which the Longdan area should have been an area of predominantly steppe the same as the Longdan mammal fauna.

Precisão posicional dos focos de queimadas no Estado de Mato Grosso.

Para estimar a precisão posicional dos pontos de queimadas, fornecidos pelo Inpe e identificados com auxilio das imagens National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e o Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR), foram utilizados diferentes conjuntos de dados de queimadas, obtidos pela internet diretamente do site de queimadas do Inpe (INPE, 2007), imagens do satélite Landsat, composição colorida das bandas R5, G4 e B3, com data de aquisição situada até 30 dias posteriores à ocorrência dos focos de calor. O período máximo de defasagem entre a ocorrência e identificação dos pontos de calor pelo Inpe e a data de aquisição das imagens de satélite, de 30 dias, foi estabelecido com o objetivo de assegurar que as evidências da ocorrência das queimadas identificadas não fossem significativamente alteradas pela ação dos ventos ou das chuvas que transportam, lixiviam ou lavam as cinzas que são depositadas sobre o solo após a ocorrência de uma queimada.

Eficiência de fungicidas para o controle da mancha-alvo, Corynespora cassiicola, na safra 2011/12: resultados sumarizados dos ensaios cooperativos.

No primeiro ano de realização dos ensaios cooperativos para o controle da mancha-alvo observou-se que há necessidade de ajustes na metodologia, como, por exemplo, não iniciar as aplicações no estádio vegetativo nos ensaios cooperativos. Como as aplicações se iniciaram muito cedo nos ensaios, sendo limitadas a três aplicações, a última aplicação foi realizada entre os estádios R3 e R5, comprometendo a proteção das plantas no final do ciclo da cultura e a porcentagem de controle final dos tratamentos. No entanto, pôde-se observar que há diferença entre os produtos, objetivo principal dos ensaios. Os fungicidas do grupo dos benzimidazóis, amplamente utilizados no campo para controle da mancha-alvo, apresentaram eficiência inferior aos outros produtos. Os produtos com maior eficiência nos ensaios não possuem registro no MAPA até o momento. Outra variável que deve ser analisada com maior rigor é o potencial de dano da mancha-alvo. Para os ensaios cooperativos foram utilizadas cultivares relatadas como suscetíveis no campo e, mesmo assim, a média de redução de produtividade para a testemunha sem controle foi baixa, de 10,3%. Conhecer a reação das cultivares pode auxiliar na definição da necessidade de controle químico específico para essa doença.

Multivalent benzoboroxole functionalized polymers as gp120 glycan targeted microbicide entry inhibitors.

Microbicides are women-controlled prophylactics for sexually transmitted infections. The most important class of microbicides target HIV-1 and contain antiviral agents formulated for topical vaginal delivery. Identification of new viral entry inhibitors that target the HIV-1 envelope is important because they can inactivate HIV-1 in the vaginal lumen before virions can come in contact with CD4+ cells in the vaginal mucosa. Carbohydrate binding agents (CBAs) demonstrate the ability to act as entry inhibitors due to their ability to bind to glycans and prevent gp120 binding to CD4+ cells. However, as proteins they present significant challenges in regard to economical production and formulation for resource-poor environments. We have synthesized water-soluble polymer CBAs that contain multiple benzoboroxole moieties. A benzoboroxole-functionalized monomer was synthesized and incorporated into linear oligomers with 2-hydroxypropylmethacrylamide (HPMAm) at different feed ratios using free radical polymerization. The benzoboroxole small molecule analogue demonstrated weak affinity for HIV-1BaL gp120 by SPR; however, the 25 mol % functionalized benzoboroxole oligomer demonstrated a 10-fold decrease in the K(D) for gp120, suggesting an increased avidity for the multivalent polymer construct. High molecular weight polymers functionalized with 25, 50, and 75 mol % benzoboroxole were synthesized and tested for their ability to neutralize HIV-1 entry for two HIV-1 clades and both R5 and X4 coreceptor tropism. All three polymers demonstrated activity against all viral strains tested with EC(50)s that decrease from 15000 nM (1500 microg mL(-1)) for the 25 mol % functionalized polymers to 11 nM (1 microg mL(-1)) for the 75 mol % benzoboroxole-functionalized polymers. These polymers exhibited minimal cytotoxicity after 24 h exposure to a human vaginal cell line.

Evaluación de la fenología, el rendimiento y la calidad granométrica de tres variedades de maní (Arachis hypogaea L.), en condiciones de campo para la zona central de Córdoba

El desplazamiento del área de siembra hacia el sur y los requerimientos del mercado obligaron a la introducción de nuevas variedades de maní en reemplazo de las tradicionales. Sin embargo no se han evaluado las tres variedades más difundidas en relación a su comportamiento a campo. El objetivo de este trabajo fue comparar tres variedades comerciales de maní (Arachis hypogaea L.) en términos de fenología, rendimiento y calidad granométrica en condiciones de campo para la zona central de Córdoba. Se llevó a cabo la siembra a campo de las variedades GRANOLEICO, ASEM 484 y ASEM 485. Se evaluaron: a) parámetros fenológicos: emergencia de plántulas, ciclo de las variedades (R1 y R5), estado de madurez de las variedades, b) parámetros productivos: rendimiento (kg/ha) y calidad granométrica, c) análisis económico. De acuerdo a los resultados obtenidos se concluye que la variedad GRANOLEICO requiere mayor tiempo térmico (ºCdía) para cumplir las mismas etapas fenológicas, si bien el rendimiento es similar al obtenido por las variedades ASEM 484 y 485. Sin embargo estas variedades presentan mayor calidad granométrica. La variedad GRANOLEICO obtuvo un (- 16,30 por ciento) y la variedad ASEM 485 un (- 0,46 por ciento) de ingreso ($/ha) respecto de la variedad ASEM 484. Por lo expuesto se sugiere la correcta elección de las variedades de maní, de acuerdo al área y fecha de siembra.

Mancha Ojo de Rana (Cercospora sojina K. Hara) y su efecto sobre rendimiento y componentes industriales del grano de soja : proteína y aceite

La mancha ojo de rana (MOR), causada por Cercospora sojina K. Hara, se encuentra dentro del complejo de enfermedades fúngicas de fin de ciclo (EFC), que afectan al cultivo de soja (Glycine max (L.) Merr.) preferentemente en los estadíos reproductivos. Es una enfermedad común en la soja en la mayor parte de las regiones sojeras del mundo, incluyendo Argentina. Con los objetivos de (i) estudiar el efecto de MOR sobre rendimiento y calidad industrial del grano de soja y (ii) analizar la respuesta a distintos momentos de aplicación de estrobilurina+triazol durante el ciclo reproductivo del cultivo para disminuir el daño de esta enfermedad evitando pérdidas del rendimiento y de calidad del grano, se realizó un ensayo durante la campaña agrícola 2010-2011, en la localidad de Oncativo (Cordoba), que involucró 2 genotipos contrastantes en susceptibilidad a MOR. Se realizaron para cada cultivar cuatro tratamientos con una mezcla de triazol y estrobilurina: T1= aplicación en R3; T2= aplicación en R3+R5; T3= testigo enfermo (sin aplicación de fungicida) y T4= testigo sano (aplicacion cada 20 dias a partir de R1). Se determinó el nivel de incidencia y severidad de la enfermedad, rendimiento, número de grano por m2 (NGm2), peso de mil semillas (PMA), concentración de proteína (Pr) y aceite (Ac) del grano. Se observaron distintos niveles de severidad de MOR entre los tratamientos del cultivar DM3700. Todos los tratamientos que involucraron a DM3810 mostraron hojas sin manchas de MOR. Se encontró una correlación negativa entre la severidad de MOR y el rendimiento alcanzado por el cultivo. Los valores más elevados de severidad (37,3 por ciento de manchas foliares) se correspondieron con los rendimientos mas bajos (2117 kg ha-1) en el cultivar DM3700. Todos los tratamientos aplicados a DM3810 exhibieron los rendimientos mas elevados y no se diferenciaron estadisticamente entre si (3478 kg ha-1). DM3700 alcanzó rendimientos similares a DM3810 sólo cuando se aplicó la mezcla de fungicidas en T1 y T4, no diferenciándose entre si ambos tratamientos y mostrando un incremento en el rendimiento de aproximadamente 35,5 por ciento comparado con su testigo enfermo. Ambos componentes del rendimiento disminuyeron en el testigo enfermo DM3700; sin embargo, las reducciones en el NGm2 fueron más pronunciadas que las del PMAj y; por lo tanto, disminuciones en el NGm2 parecían ser el principal componente de la pérdida de rendimiento. No se observaron incrementos de rendimiento, NGm2 y/o PMAj atribuídos a la mezcla estrobilurinas + triazoles en los tratamientos que involucraron a DM3810 ante ausencia de MOR. La severidad máxima alcanzada por MOR en el genotipo mas susceptible (37,3 por ciento) de area foliar dañada en el tratamiento enfermo de DM3700) no fue suficiente como para causar disminución significativa en la acumulación del aceite. Según nuestro conocimiento este trabajo es el primero en demostrar que genotipos susceptibles a MOR disminuyen su rendimiento, pero no la calidad química del grano, si la severidad es . 37,3 por cientoy pueden ser controlados con una única aplicación de estrobilurina+triazol en R3. Concluyéndose que la elección de genotipos poco susceptibles a MOR (como DM3810) es efectiva para controlar C. sojina, sin beneficios adicionales en el rendimiento debidos a la aplicacion de fungicidas.

Calidad de aquenio y aceite de girasol : efectos del genotipo, factores ambientales y su interacción y relación con el rendimiento y sus componentes

El objetivo de esta tesis fue estudiar los efectos del genotipo, el ambiente y su interacción sobre peso de cáscara y aptitud al descascarado de los granos; y la composición acídica, contenido de ceras, tocoferoles y fosfolípidos y estabilidad oxidativa del aceite de girasol; así como de las relaciones intrínsecas entre dichos variables con rendimiento en aceite y peso de aquenios, identificando etapas fenológicas de máxima respuesta de estas características de calidad al efecto combinado de factores ambientales, dentro de los cuales se incluyeron a la productividad media y a características de suelo y climáticas, registrados para cada una de las etapas fenológicas de cada cultivar en cada localidad. Se utilizó un diseño de bloques al azar con 5 cultivares sembrados en 11 localidades de Argentina, distribuidas en las áreas NEA, OESTE y SUR. Se aplicaron técnicas de ANAVA factorial, regresión múltiple, análisis de sendero y esquemas de causa-efecto para estimar la importancia relativa de las fuentes de variación e identificar los factores ambientales de mayor efecto sobre estas características. Se utilizó análisis de conglomerados y componentes principales para el estudio de interrelaciones entre las características de calidad y factores ambientales. Aunque se observó variabilidad entre genotipos, el efecto del ambiente sobre la variabilidad total fue superior a la contribución del componente genético para todos los atributos examinados, con la excepción de porcentaje de cáscara y concentración de ceras. No se observó relación entre el rendimiento y las características estudiadas. Los factores ambientales de mayor efecto sobre las características de calidad fueron temperatura mínima, PAR, agua útil, precipitaciones, humedad relativa y nitrógeno, dependiendo el efecto individual, de cada factor, de su interrelación y de la etapa fenológica que se considere. Las condiciones ambientales durante las etapas R1-R5.5 y R5.5+300°Cd lograron explicar gran parte de la variabilidad total.

Alteración de la relación fuente / destino en etapas tardías del desarrollo reproductivo y su influencia en el rendimiento de la soja (Glycine max (L.) Merr)

En el cultivo de soja, una vez que el número de vainas quedó fijado, la ocurrencia de defoliaciones puede disminuir el rendimiento al afectar el peso de las semillas; sin embargo, la magnitud del efecto de las defoliaciones tardías sobre el rendimiento es altamente variable. El objetivo general de la tesis fue obtener una aproximación cuantitativa para estimar las pérdidas del rendimiento en genotipos de soja con número y peso potencial de semillas contratantes ante defoliaciones tardías, basada en el entendimiento de las bases funcionales que definen el crecimiento de las semillas. Se realizaron tres experimentos en parcelas con manipulaciones de la fuente (0, 33, 67 y 100 por ciento de defoliación) y los destinos (desvainado de 0 y 40 por ciento de vainas) 15 y 20 días después de R5. El índice de área foliar (IAF) y el porcentaje de radiación fotosintéticamente activa interceptada (porcentaje RFAi), medidos luego de los tratamientos, se usaron como estimadores de la fuente remanente y para calcular la relación Fuente/Destino (F/D) establecida. Estos atributos permitieron cuantificar adecuadamente las mermas en rendimiento y los cambios en el peso de las semillas, siendo el nivel de destinos sólo importante bajo nula o leve defoliación. La respuesta a la disponibilidad de fuente se manifestó principalmente en posiciones distales del tallo principal, y se debió a cambios en la tasa de crecimiento de la semilla más que a la duración del llenado efectivo. Las defoliaciones no alteraron el patrón de desecamiento de las semillas, a excepción de la defoliación total, que lo aceleró. El contenido máximo de agua se asoció con el peso final de los granos en cada uno de los tratamientos de defoliación. La removilización aparente de reservas no se incrementó ante la reducción de la relación F/D y se redujo con una defoliación total. No se encontraron evidencias que sugieran un rol moderador de las reservas para sostener el peso de las semillas, sin embargo existió una respuesta diferencial de los genotipos y entre años en el nivel de removilización. Puede concluirse que defoliaciones tardías reducen el rendimiento de soja debido a reducciones en la tasa de crecimiento de las semillas, que no fueron compensadas por removilización, por lo que podría estimarse la caída del rendimiento mediante la cuantificación de la fuente remanente luego de una defoliación.