Mutation of conserved negatively charged residues in the S2 and S3 transmembrane segments of a mammalian K+ channel selectively modulates channel gating.

Voltage-gated channel proteins sense a change in the transmembrane electric field and respond with a conformational change that allows ions to diffuse across the pore-forming structure. Site-specific mutagenesis combined with electrophysiological analysis of expressed mutants in amphibian oocytes has previously established the S4 transmembrane segment as an element of the voltage sensor. Here, we show that mutations of conserved negatively charged residues in S2 and S3 of a brain K+ channel, thought of as countercharges for the positively charged residues in S4, selectively modulate channel gating without modifying the permeation properties. Mutations of Glu235 in S2 that neutralize or reverse charge increase the probability of channel opening and the apparent gating valence. In contrast, replacements of Glu272 by Arg or Thr268 by Asp in S3 decrease the open probability and the apparent gating valence. Residue Glu225 in S2 tolerated replacement only by acidic residues, whereas Asp258 in S3 was intolerant to any attempted change. These results imply that S2 and S3 are unlikely to be involved in channel lining, yet, together with S4, may be additional components of the voltage-sensing structure.

Influência do tempo de imersão em solução aquosa contendo H2S sobre a tenacidade de tubo API 5L X65 sour avaliada a partir de ensaio Charpy

Com o decorrer dos anos o consumo de petróleo e seus derivados aumentou significativamente e com isso houve a necessidade de se investir em pesquisas para descobertas de novas jazidas de petróleo como o pré-sal. Porém, não apenas a localização dessas jazidas deve ser estudada, mas, também, sua forma de exploração. Essa exploração e extração, na maioria das vezes, se dão em ambientes altamente corrosivos e o transporte do produto extraído é realizado através de tubulações de aço de alta resistência e baixa liga (ARBL). Aços ARBL expostos a ambientes contendo H2S e CO2 (sour gas) sofrem corrosão generalizada que promovem a entrada de hidrogênio atômico no metal, podendo diminuir sua tenacidade e causar falha induzida pela presença de hidrogênio (Hydrogen Induced Cracking HIC), gerando falhas graves no material. Tais falhas podem ser desastrosas para o meio ambiente e para a sociedade. O objetivo deste trabalho é estudar a tenacidade, utilizando ensaio Charpy, de um tubo API 5L X65 sour após diferentes tempos de imersão em uma solução saturada com H2S. O eletrólito empregado foi a solução A (ácido acético contendo cloreto de sódio) da norma NACE TM0284 (2011), fazendo-se desaeração com injeção de N2, seguida de injeções de H2S. Os materiais foram submetidos a: ensaios de resistência a HIC segundo a norma NACE TM0284 (2011) e exames em microscópio óptico e eletrônico de varredura para caracterização microestrutural, de inclusões e trincas. As amostras foram submetidas a imersão em solução A durante 96h e 360h, sendo que, após doze dias do término da imersão, foram realizados os ensaios Charpy e exames fractográficos. Foram aplicados dois métodos: o de energia absorvida e o da expansão lateral, conforme recomendações da norma ASTM E23 (2012). As curvas obtidas, em função da temperatura de impacto, foram ajustadas pelo método da tangente hiperbólica. Esses procedimentos foram realizados nas duas seções do tubo (transversal e longitudinal) e permitiram a obtenção dos seguintes parâmetros: energias absorvidas e expansão lateral nos patamares superior e inferior e temperaturas de transição dúctil-frágil (TTDF) em suas diferentes definições, ou seja, TTDFEA, TTDFEA-DN, TTDFEA-FN, TTDFEL, TTDFEL-DN e TTDFEL-FN (identificação no item Lista de Abreviaturas e Siglas). No exame fractográfico observou-se que o material comportou-se conforme o previsto, ou seja, em temperaturas mais altas ocorreu fratura dúctil, em temperaturas próximas a TTDF obteve-se fratura mista e nas temperaturas mais baixas observou-se o aparecimento de fratura frágil. Os resultados mostraram que quanto maior o tempo de imersão na solução A, menor é a energia absorvida e a expansão lateral no patamar superior, o que pode ser explicado pelo (esperado) aumento do teor de hidrogênio em solução sólida com o tempo de imersão. Por sua vez, os resultados mostraram que há tendência à diminuição da temperatura de transição dúctil-frágil com o aumento do tempo de imersão, particularmente, as TTDFEA-DN e TTDFEL-DN das duas seções do tubo (longitudinal e transversal). Esse comportamento controverso, que pode ser denominado de tenacificação com o decorrer do tempo de imersão na solução A, foi explicado pelo aparecimento de trincas secundárias durante o impacto (Charpy). Isso indica uma limitação do ensaio Charpy para a avaliação precisa de materiais hidrogenados.

(Table S2) Biometric data, time of ice breakup and carbon isotopic composition of adipose tissue of polar bears (Ursus maritimus) between 1991-2007

Two global environmental issues, climate change and contamination by persistent organic pollutants, represent major concerns for arctic ecosystems. Yet, it is unclear how these two stressors interact in the Arctic. For instance, the influence of climate-associated changes in food web structure on exposure to pollutants within arctic ecosystems is presently unknown. Here, we report on recent changes in feeding ecology (1991-2007) in polar bears (Ursus maritimus) from the western Hudson Bay subpopulation that have resulted in increases in the tissue concentrations of several chlorinated and brominated contaminants. Differences in timing of the annual sea ice breakup explained a significant proportion of the diet variation among years. As expected from climate change predictions, this diet change was consistent with an increase in the consumed proportions of open water-associated seal species compared to ice-associated seal species in years of earlier sea ice breakup. Our results demonstrate that climate change is a modulating influence on contaminants in this polar bear subpopulation and may pose an additional and previously unidentified threat to northern ecosystems through altered exposures to contaminants.