Copper-cobalt foams as active and stable catalysts for hydrogen release by hydrolysis of sodium borohydride

The progress of hydrogen generation by sodium borohydride hydrolysis depends highly on the development of efficient catalysts based on non-noble metals such as cobalt. However, such catalysts undergo extensive deactivation which has a detrimental effect on their stability. Herein, highly porous copper and cobalt-based bimetallic foams, CuxCo100-x (x = 0-100 at%), produced by electrodeposition using the dynamic hydrogen bubble template are reported. The chemical composition of the foams was optimized in order to enhance specific surface area and improve their catalytic activity and stability as heterogeneous catalysts for sodium borohydride hydrolysis. Among the tested catalysts, copper-rich samples like Cu85Co15 are slightly more active than Co-100 and above all, they are less sensitive to deactivation by borates adsorption. Porous copper-rich foams were found to be an alternative to cobalt as low-cost, active and stable heterogeneous catalysts for hydrogen generation by hydrolysis of sodium borohydride. (C) 2016 Hydrogen Energy Publications LLC. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Phosphomimetic Mutation of the N-Terminal Lid of MDM2 Enhances the Polyubiquitination of p53 through Stimulation of E2-Ubiquitin Thioester Hydrolysis.

Mouse double minute 2 (MDM2) has a phosphorylation site within a lid motif at Ser17 whose phosphomimetic mutation to Asp17 stimulates MDM2-mediated polyubiquitination of p53. MDM2 lid deletion, but not Asp17 mutation, induced a blue shift in the λmax of intrinsic fluorescence derived from residues in the central domain including Trp235, Trp303, Trp323, and Trp329. This indicates that the Asp17 mutation does not alter the conformation of MDM2 surrounding the tryptophan residues. In addition, Phe235 mutation enhanced MDM2 binding to p53 but did not stimulate its ubiquitination function, thus uncoupling increases in p53 binding from its E3 ubiquitin ligase function. However, the Asp17mutation inMDM2 stimulated its discharge of the UBCH5a-ubiquitin thioester adduct (UBCH5a is a ubiquitin-conjugating enzyme E2D 1 UBC4/5 homolog yeast). This stimulation of ubiquitin discharge fromE2 was independent of the p53 substrate. There are now four known effects of the Asp17 mutation on MDM2: (i) it alters the conformation of the isolated N-terminus as defined by NMR; (ii) it induces increased thermostability of the isolated N-terminal domain; (iii) it stimulates the allosteric interaction ofMDM2 with the DNA-binding domain of p53; and (iv) it stimulates a novel protein–protein interaction with the E2-ubiquitin complex in the absence of substrate p53 that, in turn, increases hydrolysis of theE2-ubiquitin thioester bond. These data also suggest a new strategy to disrupt MDM2 function by targeting the E2-ubiquitin discharge reaction.

Diketopyrrolopyrrole derivatives for bulk heterojunction and dye sensitised solar cells

This thesis describes the synthesis and characterisation of a series of molecules for use in bulk heterojunction and dye sensitised solar cells. The target molecules were based on a central diketopyrrolopyrrole subunit. Molecules based on diketopyrrolopyrrole have a conjugated structure, allowing for π-π interaction. Diketopyrrolopyrrole molecules also have relatively low lying HOMO and LUMO levels and high absorption coefficients and exhibit efficient charge transport properties. Furthermore, their electron withdrawing properties have warranted their use as promising organic photovoltaic materials. A number of molecules were successfully synthesised and sent to collaborators for testing in organic photovoltaic devices and development of this series of molecules continues to be of interest within the research group.

Avaliação da hidrólise alcalina da quitina e elaboração de filmes de quitosana para aplicação na adsorção do corante têxtil reativo preto 5

Nesta pesquisa, diferentes amostras de quitosana foram produzidas por diferentes condições de hidrólise alcalina da quitina. A partir das amostras de quitosana foram produzidos filmes,sendo estes aplicados na adsorção do corante têxtil reativo preto 5 e os resultados foram comparados com os dos seus respectivos pós. Os valores das massas molares da quitosana aumentaram em função do aumento do diâmetro da quitina e diminuíram com o aumento da relação de solução NaOH:quitina, da concentração de NaOH e tempo de reação, e ficaram na faixa de 100 a 200 kDa. Um comportamento inverso foi observado para o grau de desacetilação da quitosana, e seus valores variaram de 65 a 95%. Quanto aos filmes biopoliméricos elaborados, os que apresentaram melhores valores quanto as suas propriedades mecânicas e de permeabilidade ao vapor de água foram os filmes produzidos com quitosana de mais elevada massa molar e menor grau de desacetilação. A fim de avaliar o comportamento dos filmes em processos de adsorção, estes foram aplicados na remoção do corante reativo preto 5 (RB5) em diferentes condições de pH (4, 6 e 8). Após, foram escolhidos quatro filmes de quitosana (FQ), com diferentes graus de desacetilação e massas molares, que foram comparados com as quitosanas na forma de pó (PQ) no estudo de adsorção. Este foi realizado sob diversas condições experimentais (pH, temperatura e taxa de agitação) através das isotermas de equilíbrio, da termodinâmica e da cinética. Análises de interação e ciclos de adsorção-dessorção também foram realizados. Verificou-se que PQ e FQ com grau de desacetilação de 95% e massa molar de 100 kDa foram os adsorvente mais adequados, apresentando mais de 99% de remoção do corante RB5 em pH 4,0. Para ambos, PQ e FQ, o modelo de Langmuir foi o mais adequado para representar os dados de equilíbrio. As capacidades máximas de adsorção foram 654,3 e 589,5 mg g-1 para PQ e FQ, respectivamente, obtidos a 298 K. O processo de adsorção foi espontâneo, favorável e exotérmico. A adsorção de RB5 para PQ e FQ seguiu o modelo cinético de Elovich,e ocorreram interações eletrostáticas do PQ-RB5 e do FQ-RB5. Os filmes de quitosana foram reutilizados três vezes, enquanto que a quitosana em pó não pode ser reutilizada.

Enzymatic hydrolysis and fermentation of ultradispersed wood particles after ultrasonic pretreatment

Background: A study of the correlation between the particle size of lignocellulosic substrates and ultrasound pretreatment on the efficiency of further enzymatic hydrolysis and fermentation to ethanol. Results: Themaximumconcentrations of glucose and, to a lesser extent, di- and trisaccharideswere obtained in a series of experiments with 48-h enzymatic hydrolysis of pine rawmaterials ground at 380–400 rpm for 30min. The highest glucose yield was observed at the end of the hydrolysis with a cellulase dosage of 10 mg of protein (204 ± 21 units CMCase per g of sawdust). The greatest enzymatic hydrolysis efficiency was observed in a sample that combined two-stage grinding at 400 rpm with ultrasonic treatment for 5–10 min at a power of 10 W per kg of sawdust. The glucose yield in this case (35.5 g glucose l−1) increased twofold compared to ground substrate without further preparation. Conclusions: Using a mechanical two-stage grinding of lignocellulosic raw materials with ultrasonication increases the efficiency of subsequent enzymatic hydrolysis and fermentation.

Isolamento, seleção e cultivo de leveduras com potencia biotecnológico para a produção de endo-xilaneses

Xilanases são enzimas que catalisam a hidrólise das xilanas e têm sido em grande parte, obtidas a partir de bolores e bactérias. No entanto poucos estudos têm sido relatados sobre a produção destas enzimas por leveduras. O presente trabalho teve como objetivo isolar leveduras de diferentes fontes vegetais visando à produção de xilanases, além de maximizar sua produção, estudar o uso de diferentes fontes de nitrogênio e cultivar as leveduras em meios contendo coprodutos agroindustriais. As amostras de alimentos e resíduos foram enriquecidas em caldo extrato de malte e levedura e isoladas em Ágar Nutriente Wallerstein, as leveduras isoladas foram, a seguir, avaliadas quanto à capacidade de degradar xilana presente no meio e produzir halos de hidrólise, os quais foram visualizados através do uso do corante vermelho congo. Os micro-organismos selecionados como potenciais produtores de xilanase foram crescidos em meio complexo líquido e as atividades enzimáticas de endoxilanase, β-xilosidase, carboximetilcelulase, celulase total, pH e concentração de biomassa foram avaliadas ao longo de 96 h de cultivo. Dentre as leveduras isoladas, sete foram selecionadas, e a 18Y foi a que apresentou a maior atividade de endo- xilanase (2,7 U.mL-1 ), sendo esta isolada de chicória e identificada como Cryptococcus laurentii. Esta estirpe apresentou capacidade de produzir xilanase com baixos níveis de celulase, sendo assim selecionada neste trabalho. A maximização de endo-xilanase foi avaliada fazendo uso de planejamento experimental onde primeiramente foi realizado um planejamento fracionário 2 6-2 para verificar os efeitos do pH inicial e as concentrações de xilana, peptona, (NH4)2SO4, extrato de levedura e KH2PO4 sobre a atividade enzimática. Após selecionar as variáveis xilana, peptona, pH e extrato de levedura foi realizado um delineamento composto central rotacional (24 ) onde todos os cultivos foram mantidos a 30°C, 150 rpm durante 96 h sendo retiradas alíquotas para determinação das atividades, pH e biomassa. A produção máxima foi de 6,9 U.mL-1 usando 10,0 g.L-1 de extrato de levedura, 10,0 g.L-1 de peptona, 10,0 g.L-1 de xilana, 1,0 g.L-1 de (NH4)2SO4 em pH 6,5 o que permitiu um incremento de mais de 250% sobre a atividade. Posteriormente foram realizados ensaios avaliando diferentes fontes e concentrações de nitrogênio orgânico e inorgânico. A presença de NH4NO3 e (NH₄)₂SO₄ usados na concentração de 3% proporcionaram as maiores atividades de endo-xilanase (6,2 e 6,0 U.mL-1 respectivamente). O sulfato de amônio foi selecionado e fixado em 1 g.L-1 e logo após um planejamento completo 22 foi realizado onde as variáveis xilana e extrato de levedura foram estudadas e as demais fixadas. As condições ótimas estabelecidas para a produção da enzima foram: concentração de xilana de 18,6 g.L-1 , concentração de extrato de levedura de 10 g.L-1 atingindo 14 U.mL-1 . Após a maximização enzimática estudou-se o crescimento de Pichia pastoris NRRL Y-1603 e Cryptococcus laurentti em cinco substratos agroindustriais visando a possibilidade estes substratos substituírem a xilana em cultivos para a produção de endo-xilanase. Os ensaios foram realizados utilizando os subtratos pré-tratados com NaOH 4% e não tratados. Para inserção dos mesmos aos meios de cultivo, estes foram moídos e adicionados na concentração de 2%. O pré-tratamento para todos as fontes de hemicelulose foi eficiente e promoveu aumento nas atividades produzidas. Cryptococcus laurentti apresentou maior atividade enzimática (8,7 U.mL-1 ) em farelo de arroz desengordurado e pré- tratado enquanto que a levedura Pichia pastoris NRRL Y-1603 apresentou sua melhor condição para produção de endo-xilanase quando cultivada em meio contendo casca de aveia e o farelo de arroz pré-tratados, alcançando atividades máximas de 7,6 e 7,5 U.mL-1 .

Post consumer pet depolymerization by acid hydrolysis

The reaction of post-consumer poly(ethylene terephthalate) with aqueous solutions of sulfuric acid 7.5M was investigated in terms of temperature, time and particle size. The reaction extent reached 80% in four days at 100 degrees C and 90% in 5 hours at 135 degrees C. TPA obtained was purified and considered in the same level of quality of the commercial one after tests of elemental analysis, particle size and color. It was concluded that the hydrolysis occurred preferentially at the chain ends and superficially, having as controller mechanism the acid diffusion into the polymer structure. The shrinking-core model can explain the reaction kinetics.

Valorization of the Macroalgae Sargassum Muticum by Enzymatic Hydrolysis, Interest of Surfactants to Improve the Extraction of Phlorotannins and Polysaccharides

The use of surfactants to improve enzymatic hydrolysis of the macroalgae Sargassum muticum has been investigated. Visible absorption spectroscopy has been used to quantify the solubilization of both polysaccharides and phlorotannins in the hydrolysates.   After total extraction, results showed that Sargassum muticum contained 2.74% (expressed in percent of the dry weight of the algae) of phlorotannins whose 32 % were in the cell wall. This result shows that it is important to access to the parietal phlorotannins. To reach this objective, we chose the enzymatic approach for destructurating the cell wall of the algae. The use of 5% dry weight (DW - 5% by weight of hydrolyzed algae) of an enzymatic mix containing a commercial beta-glucanase, a commercial protease and an alginate lyase extracted from Pseudomonas alginovora led after 3 hours of hydrolysis to the solubilization of 2.43% DW polysaccharides and 0.52% DW phlorotannins. The use of 0.5% volume of the surfactant Triton® X-100 with 10% DW of the enzymatic mix has allowed to reaching the value of 2.63% DW of solubilized phlorotannins, that is 96% of the total phenolic content.   The use of non-ionic surfactant, combined to enzymatic hydrolysis, showed an increased efficiency in disrupting cell wall and solubilizing phlorotannins in Sargassum muticum.