Solution structure of CnErg1 (Ergtoxin), a HERG specific scorpion toxin

The three-dimensional structure of chemically synthesized CnErg1 (Ergtoxin), which specifically blocks HERG (human ether-a-go-go-related gene) K+ channels, was determined by nuclear magnetic resonance spectroscopy. CnErg1 consists of a triple-stranded beta-sheet and an a-helix, as is typical of K+ channel scorpion toxins. The peptide structure differs from the canonical structures in that the first beta-strand is shorter and is nearer to the second beta-strand rather than to the third beta-strand on the C-terminus. There is also a large hydrophobic patch on the surface of the toxin, surrounding a central lysine residue, Lys13. We postulate that this hydrophobic patch is likely to form part of the binding surface of the toxin. (C) 2003 Published by Elsevier Science B.V. on behalf of the Federation of European Biochemical Societies.

Structure of the HERG K+ channel S5P extracellular linker - Role of an amphipathic alpha-helix in C-type inactivation

The HERG K+ channel has very unusual kinetic behavior that includes slow activation but rapid inactivation. These features are critical for normal cardiac repolarization as well as in preventing lethal ventricular arrhythmias. Mutagenesis studies have shown that the extracellular peptide linker joining the fifth transmembrane domain to the pore helix is critical for rapid inactivation of the HERG K+ channel. This peptide linker is also considerably longer in HERG K+ channels, 40 amino acids, than in most other voltage-gated K+ channels. In this study we show that a synthetic 42-residue peptide corresponding to this linker region of the HERG K+ channel does not have defined structural elements in aqueous solution; however, it displays two well defined helical regions when in the presence of SDS micelles. The helices correspond to Trp(585)-Ile(593) and Gly(604)-Tyr(611) of the channel. The Trp(585)-Ile(593) helix has distinct hydrophilic and hydrophobic surfaces. The Gly(604)-Tyr(611) helix corresponds to an N-terminal extension of the pore helix. Electrophysiological studies of HERG currents following application of exogenous S5P peptides show that the amphipathic helix in the S5P linker interacts with the pore region of the channel in a voltage-dependent manner.

χ-conopeptide MrIA partially overlaps desipramine and cocaine binding sites on the human norepinephrine transporter

The interactions of chi-conopeptide MrIA with the human norepinephrine transporter (hNET) were investigated by determining the effects of hNET point mutations on the inhibitory potency of MrIA. The mutants were produced by site-directed mutagenesis and expressed in COS-7 cells. The potency of MrIA was greater for inhibition of uptake by hNET of [H-3] norepinephrine (K-i 1.89 muM) than [H-3] dopamine (K-i 4.33 muM), and the human dopamine transporter and serotonin transporter were not inhibited by MrIA ( to 7 muM). Of 18 mutations where hNET amino acid residues were exchanged with those of the human dopamine transporter, MrIA had increased potency for inhibition of [H-3] norepinephrine uptake for three mutations ( in predicted extracellular loops 3 and 4 and transmembrane domain (TMD) 8) and decreased potency for one mutation (in TMD6 and intracellular loop (IL) 3). Of the 12 additional mutations in TMDs 2, 4, 5, and 11 and IL1, three mutations (in TMD2 and IL1) had reduced MrIA inhibitory potency. All of the other mutations tested had no influence on MrIA potency. A comparison of the results with previous data for desipramine and cocaine inhibition of norepinephrine uptake by the mutant hNETs reveals that MrIA binding to hNET occurs at a site that is distinct from but overlaps with the binding sites for tricyclic antidepressants and cocaine.

Insights into the structural basis for zinc inhibition of the glycine receptor

Histidines 107 and 109 in the glycine receptor ( GlyR) alpha(1) subunit have previously been identified as determinants of the inhibitory zinc-binding site. Based on modeling of the GlyR alpha(1) subunit extracellular domain by homology to the acetylcholine-binding protein crystal structure, we hypothesized that inhibitory zinc is bound within the vestibule lumen at subunit interfaces, where it is ligated by His(107) from one subunit and His(109) from an adjacent subunit. This was tested by co-expressing alpha(1) subunits containing the H107A mutation with alpha(1) subunits containing the H109A mutation. Although sensitivity to zinc inhibition is markedly reduced when either mutation is individually incorporated into all five subunits, the GlyRs formed by the co-expression of H107A mutant subunits with H109A mutant subunits exhibited an inhibitory zinc sensitivity similar to that of the wild type alpha(1) homomeric GlyR. This constitutes strong evidence that inhibitory zinc is coordinated at the interface between adjacent alpha(1) subunits. No evidence was found for beta subunit involvement in the coordination of inhibitory zinc, indicating that a maximum of two zinc-binding sites per alpha(1)beta receptor is sufficient for maximal zinc inhibition. Our data also show that two zinc-binding sites are sufficient for significant inhibition of alpha(1) homomers. The binding of zinc at the interface between adjacent alpha(1) subunits could restrict intersubunit movements, providing a feasible mechanism for the inhibition of channel activation by zinc.

Ácidos húmicos extraídos do lodo de esgoto sanitário e seus efeitos em plantas

O lodo de esgoto possui alto teor de matéria orgânica porém, também estão presentes diferentes poluentes e patógenos. Desta forma, neste trabalho foi extraído ácido húmico (AH) o qual é um composto resultante do fracionamento de substâncias húmicas que compreendem um grupo de compostos de carbono gerados na decomposição de resíduos orgânicos que sofrem ressíntese formando o húmus. O ácido húmico promove diversos benefícios nos vegetais, como crescimento, elongação celular, tolerância a estresses e aumento da permeabilidade da membrana plasmática. Com base nestas características, o presente trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos citogenéticos (ensaio Allium cepa), fisiológicos, anatômicos e bioquímicos do ácido húmico do lodo de esgoto sanitário. Foi realizada caracterização elementar do material para a definição das doses. Após 20 dias de tratamento, foram realizadas coletas do material e, posteriormente, analisadas. A caracterização química do AH indicou-o como bom condicionador para culturas apresentando elevadas taxas de C, H e N. Não foi observado efeito de toxicidade, citotoxicidade, genotoxicidade e mutagenicidade do AH. Foi verificado aumento expressivo de todos os pigmentos fotossintéticos vegetais nas concentrações mais altas (2 mM C L-1 e 4 mM C L-1). Houve aumento da expressão da ATPAse em todos os tratamentos e das enzimas do estresse oxidativo (CAT, SOD, APX, GST) em diferentes concentrações. A integração destas análises permitiu concluir que o ácido húmico do lodo de esgoto pode ser utilizado como adubo orgânico, pois foi observado benefícios no vegetal tais como maior crescimento vegetal e aumento da atividade nas enzimas do estresse oxidativo.

Crescimento, produção e rendimento dos clones da variedade ‘Conilon Vitória’ em condições de déficit hídrico e irrigado

O Estado do Espírito Santo é o maior produtor de grãos de café conilon do Brasil. Devido aos trabalhos na seleção de plantas produtivas, os avanços na produtividade desta cultura são mais pronunciados com a utilização da técnica da irrigação. A utilização da irrigação na cafeicultura possibilita a adoção de novas tecnologias de plantio, expansão da área produtiva, uniformização da produção diminuindo os grãos chochos e mal granados, além de mitigar os problemas da deficiência hídrica nos períodos críticos da cultura. Diante do exposto, objetivou-se com este estudo, avaliar o crescimento, a produção e o rendimento dos treze clones da variedade de café ‘Conilon Vitória’, em condições de déficit hídrico e irrigado. O experimento foi instalado no ano de 2010 no Instituto Federal do Espírito Santo, Campus Alegre, em esquema de parcelas subdivididas 3 x 13, sendo nas parcelas o manejo de irrigação em três níveis (irrigado, irrigado com déficit hídrico de 50% e sem irrigação) e nas subparcelas os clones da variedade ‘Conilon Vitória’ em treze níveis, em um delineamento em blocos casualizados, com três repetições. Cada parcela experimental foi constituída por cinco plantas úteis. O manejo da irrigação adotado foi via clima, onde a ETo foi estimada por meio da equação de Hargreaves e Samani (1985). Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey para comparações entre o fator manejo e Scott-Knott para comparações entre o fator clone. O crescimento dos ramos das plantas foi diferenciado em relação ao manejo de irrigação aplicado. Plantas sem irrigação apresentaram maiores picos de crescimento. Plantas irrigadas apresentaram menores picos de crescimento dos ramos, porém, com maior período de crescimento. A produtividade média de plantas irrigadas foi cerca de 474,5% superior a plantas sem irrigação. A produtividade média de plantas irrigadas com déficit hídrico de 50% foi cerca de 329,6 % superior a plantas sem irrigação. O rendimento entre plantas irrigadas e irrigadas com déficit hídrico de 50% não diferiu. Já plantas sem irrigação apresentaram menor rendimento em todos os clones. A irrigação influenciou no tamanho dos grãos, plantas irrigadas apresentaram maiores percentagens de grãos retidos em peneiras 13 e superiores. Já plantas sem irrigação apresentaram maiores percentagens de grãos retidos na fundagem.

Crescimento, produção e rendimento dos clones da variedade ‘Conilon Vitória’ em condições de déficit hídrico e irrigado

O Estado do Espírito Santo é o maior produtor de grãos de café conilon do Brasil. Devido aos trabalhos na seleção de plantas produtivas, os avanços na produtividade desta cultura são mais pronunciados com a utilização da técnica da irrigação. A utilização da irrigação na cafeicultura possibilita a adoção de novas tecnologias de plantio, expansão da área produtiva, uniformização da produção diminuindo os grãos chochos e mal granados, além de mitigar os problemas da deficiência hídrica nos períodos críticos da cultura. Diante do exposto, objetivou-se com este estudo, avaliar o crescimento, a produção e o rendimento dos treze clones da variedade de café ‘Conilon Vitória’, em condições de déficit hídrico e irrigado. O experimento foi instalado no ano de 2010 no Instituto Federal do Espírito Santo, Campus Alegre, em esquema de parcelas subdivididas 3 x 13, sendo nas parcelas o manejo de irrigação em três níveis (irrigado, irrigado com déficit hídrico de 50% e sem irrigação) e nas subparcelas os clones da variedade ‘Conilon Vitória’ em treze níveis, em um delineamento em blocos casualizados, com três repetições. Cada parcela experimental foi constituída por cinco plantas úteis. O manejo da irrigação adotado foi via clima, onde a ETo foi estimada por meio da equação de Hargreaves e Samani (1985). Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey para comparações entre o fator manejo e Scott-Knott para comparações entre o fator clone. O crescimento dos ramos das plantas foi diferenciado em relação ao manejo de irrigação aplicado. Plantas sem irrigação apresentaram maiores picos de crescimento. Plantas irrigadas apresentaram menores picos de crescimento dos ramos, porém, com maior período de crescimento. A produtividade média de plantas irrigadas foi cerca de 474,5% superior a plantas sem irrigação. A produtividade média de plantas irrigadas com déficit hídrico de 50% foi cerca de 329,6 % superior a plantas sem irrigação. O rendimento entre plantas irrigadas e irrigadas com déficit hídrico de 50% não diferiu. Já plantas sem irrigação apresentaram menor rendimento em todos os clones. A irrigação influenciou no tamanho dos grãos, plantas irrigadas apresentaram maiores percentagens de grãos retidos em peneiras 13 e superiores. Já plantas sem irrigação apresentaram maiores percentagens de grãos retidos na fundagem.

Type checking cryptography implementations

Cryptographic software development is a challenging eld: high performance must be achieved, while ensuring correctness and com- pliance with low-level security policies. CAO is a domain speci c language designed to assist development of cryptographic software. An important feature of this language is the design of a novel type system introducing native types such as prede ned sized vectors, matrices and bit strings, residue classes modulo an integer, nite elds and nite eld extensions, allowing for extensive static validation of source code. We present the formalisation, validation and implementation of this type system

Decomposition of ground biomass of secondary forest and yield of annual crops in no tillage

ABSTRACT The objective of this work was to evaluate the dynamics of decomposition process of chopped secondary forest system, previously enriched with legumes Inga velutina Willd. and Stryphnodendron pulcherrimum (Willd.) Hochr. and the contribution of this process to the nutrient input to the cultivation of corn and bean under no-tillage. The experimental design was a randomized block, split plot with four replications. The plots were two species (I. velutina and S. pulcherrimum) and the subplots were seven times of evaluation (0, 7, 28, 63, 189, 252, 294 days after experiment installation). There was no difference (p ≥ 0.05) between the secondary forest systems enriched and no interaction with times for biomass waste, decomposition constant and half-life time. The waste of S. pulcherrimum trees had higher (p < 0.05) C/N ratio than that I. velutina. However, this one was higher (p < 0.05) in lignin content. Nevertheless, the dynamics of residue decomposition was similar. The corn yield was higher (p < 0.05) in cultivation under I.velutina waste. Meanwhile, the beans planted after corn, shows similar (p > 0.05) yield in both areas, regardless of the waste origin.

Surface plasmon resonance as a tool in the functional analisys of an immunodominant site in foot-and-mouth disease virus

A fast and direct surface plasmon resonance (SPR) method for the kinetic analysis of the interactions between peptide antigens and immobilised monoclonal antibodies (mAb) has been established. Protocols have been developed to overcome the problems posed by the small size of the analytes (< 1600 Da). The interactions were well described by a simple 1:1 bimolecular interaction and the rate constants were self-consistent and reproducible. The key features for the accuracy of the kinetic constants measured were high buffer flow rates, medium antibody surface densities and high peptide concentrations. The method was applied to an extensive analysis of over 40 peptide analogues towards two distinct anti-FMDV antibodies, providing data in total agreement with previous competition ELISA experiments. Eleven linear 15-residue synthetic peptides, reproducing all possible combinations of the four replacements found in foot-and-mouth disease virus (FMDV) field isolate C-S30, were evaluated. The direct kinetic SPR analysis of the interactions between these peptides and three anti-site A mAbs suggested additivity in all combinations of the four relevant mutations, which was confirmed by parallel ELISA analysis. The four-point mutant peptide (A15S30) reproducing site A from the C-S30 strain was the least antigenic of the set, in disagreement with previously reported studies with the virus isolate. Increasing peptide size from 15 to 21 residues did not significantly improve antigenicity. Overnight incubation of A15S30 with mAb 4C4 in solution showed a marked increase in peptide antigenicity not observed for other peptide analogues, suggesting that conformational rearrangement could lead to a stable peptide-antibody complex. In fact, peptide cyclization clearly improved antigenicity, confirming an antigenic reversion in a multiply substituted peptide. Solution NMR studies of both linear and cyclic versions of the antigenic loop of FMDV C-S30 showed that structural features previously correlated with antigenicity were more pronounced in the cyclic peptide. Twenty-six synthetic peptides, corresponding to all possible combinations of five single-point antigenicity-enhancing replacements in the GH loop of FMDV C-S8c1, were also studied. SPR kinetic screening of these peptides was not possible due to problems mainly related to the high mAb affinities displayed by these synthetic antigens. Solution affinity SPR analysis was employed and affinities displayed were generally comparable to or even higher than those corresponding to the C-S8c1 reference peptide A15. The NMR characterisation of one of these multiple mutants in solution showed that it had a conformational behaviour quite similar to that of the native sequence A15 and the X-ray diffraction crystallographic analysis of the peptide ? mAb 4C4 complex showed paratope ? epitope interactions identical to all FMDV peptide ? mAb complexes studied so far. Key residues for these interactions are those directly involved in epitope ? paratope contacts (141Arg, 143Asp, 146His) as well as residues able to stabilise a particular peptide global folding. A quasi-cyclic conformation is held up by a hydrophobic cavity defined by residues 138, 144 and 147 and by other key intrapeptide hydrogen bonds, delineating an open turn at positions 141, 142 and 143 (corresponding to the Arg-Gly-Asp motif).

Controlo tolerante a falhas de um canal de rega

A presente dissertação pretende conceber e implementar um sistema de controlo tolerante a falhas, no canal experimental de rega da Universidade de Évora, utilizando um modelo implementado em MATLAB/SIMULINK®. Como forma de responder a este desafio, analisaram-se várias técnicas de diagnóstico de falhas, tendo-se optado por técnicas baseadas em redes neuronais para o desenvolvimento de um sistema de detecção e isolamento de falhas no canal de rega, sem ter em conta o tipo de sistema de controlo utilizado. As redes neuronais foram, assim, os processadores não lineares utilizados e mais aconselhados em situações onde exista uma abundância de dados do processo, porque aprendem por exemplos e são suportadas por teorias estatísticas e de optimização, focando não somente o processamento de sinais, como também expandindo os horizontes desse processamento. A ênfase dos modelos das redes neuronais está na sua dinâmica, na sua estabilidade e no seu comportamento. Portanto, o trabalho de investigação do qual resultou esta Dissertação teve como principais objectivos o desenvolvimento de modelos de redes neuronais que representassem da melhor forma a dinâmica do canal de rega, de modo a obter um sistema de detecção de falhas que faça uma comparação entre os valores obtidos nos modelos e no processo. Com esta diferença de valores, da qual resultará um resíduo, é possível desenvolver tanto o sistema de detecção como de isolamento de falhas baseados nas redes neuronais, possibilitando assim o desenvolvimento dum sistema de controlo tolerante a falhas, que engloba os módulos de detecção, de isolamento/diagnóstico e de reconfiguração do canal de rega. Em síntese, na Dissertação realizada desenvolveu-se um sistema que permite reconfigurar o processo em caso de ocorrência de falhas, melhorando significativamente o desempenho do canal de rega.

Low-Carbon Cement with Waste Oil-Cracking Catalyst Incorporation

The present paper shows preliminary results of an ongoing project which one of the goals is to investigate the viability of using waste FCC catalyst (wFCC), originated from Portuguese oil refinery, to produce low carbon blended cements. For this purpose, four blended cements were produced by substituting cement CEM I 42.5R up to 20% (w/w) by waste FCC catalyst. Initial and final setting times, consistency of standard paste, soundness and compressive strengths after 2, 7 and 28 days were measured. It was observed that the wFCC blended cements developed similar strength, at 28 days, compared to the reference cement, CEM I 42.5R. Moreover, cements with waste FCC catalyst incorporation up to 15% w/w meet European Standard EN 197-1 specifications for CEM II/A type cement, in the 42.5R strength class.

Can power laws help us understand gene and proteome information?

Proteins are biochemical entities consisting of one or more blocks typically folded in a 3D pattern. Each block (a polypeptide) is a single linear sequence of amino acids that are biochemically bonded together. The amino acid sequence in a protein is defined by the sequence of a gene or several genes encoded in the DNA-based genetic code. This genetic code typically uses twenty amino acids, but in certain organisms the genetic code can also include two other amino acids. After linking the amino acids during protein synthesis, each amino acid becomes a residue in a protein, which is then chemically modified, ultimately changing and defining the protein function. In this study, the authors analyze the amino acid sequence using alignment-free methods, aiming to identify structural patterns in sets of proteins and in the proteome, without any other previous assumptions. The paper starts by analyzing amino acid sequence data by means of histograms using fixed length amino acid words (tuples). After creating the initial relative frequency histograms, they are transformed and processed in order to generate quantitative results for information extraction and graphical visualization. Selected samples from two reference datasets are used, and results reveal that the proposed method is able to generate relevant outputs in accordance with current scientific knowledge in domains like protein sequence/proteome analysis.

Efeito da incorporação de resíduos da indústria petrolífera na durabilidade de argamassas de reparação de estruturas de betão

Na presente dissertação, o trabalho desenvolvido teve como objetivo, a avaliação de alguns parâmetros de durabilidade de argamassas com incorporação de catalisador exausto de FCC (do inglês “Fluid Catalytic Cracking”) para serem utilizadas na reparação de estruturas de betão. O catalisador exausto de FCC é um resíduo da indústria petrolífera e o utilizado neste estudo é proveniente da refinaria da Petrogal, S.A. em Sines. A presente investigação baseou-se na preparação, e avaliação de propriedades, de duas séries distintas de argamassas: a série que se denominou “RAS” e a série que se denominou “Durabilidade”, nas quais se substituiu, parcialmente entre 5, 10 e 15%, em massa de cimento por resíduo exausto de FCC. As argamassas de ambas as séries diferenciam-se entre si, sobretudo, pela utilização de areia reativa nas argamassas da série RAS e de areia inerte no caso das argamassas da série durabilidade. Nas argamassas estudadas foram realizados ensaios no estado fresco e ensaios no estado endurecido. Os ensaios no estado fresco incluíram a determinação da consistência por espalhamento, da massa volúmica e do teor de ar. Nos ensaios no estado endurecido foram avaliadas, no caso das argamassas da série RAS a extensão da reação àlcalis-sílica e no caso das argamassas da série Durabilidade as resistências mecânicas - à flexão e à compressão, a resistência à carbonatação acelerada, o módulo de elasticidade à compressão, a absorção capilar, a permeabilidade ao oxigénio, a difusão de cloretos em regime não estacionário. O trabalho desenvolvido nesta dissertação demonstrou que a incorporação de catalisador exausto de FCC, em argamassas à base de cimento, minimiza o efeito de expansão das reações álcalis-sílica, bem como contribui para reduzir a absorção capilar e coeficiente de difusão de cloretos. No entanto, este resíduo quando incorporados em argamassas contribui para a diminuição da resistência à carbonatação acelerada e para o aumento da permeabilidade ao oxigénio.

Dissolução redutiva de minério de ferro por Acidithiobacillus ferrooxidans para a recuperação de metais de interesse econômico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)