Cloning, baculovirus expression, and characterization of a second mouse prolyl 4-hydroxylase alpha-subunit isoform: formation of an alpha 2 beta 2 tetramer with the protein disulfide-isomerase/beta subunit.

Prolyl 4-hydroxylase (EC 1.14.11.2) catalyzes the posttranslational formation of 4-hydroxyproline in collagens. The vertebrate enzyme is an alpha 2 beta 2 tetramer, the beta subunit of which is a highly unusual multifunctional polypeptide, being identical to protein disulfide-isomerase (EC 5.3.4.1). We report here the cloning of a second mouse alpha subunit isoform, termed the alpha (II) subunit. This polypeptide consists of 518 aa and a signal peptide of 19 aa. The processed polypeptide is one residue longer than the mouse alpha (I) subunit (the previously known type), the cloning of which is also reported here. The overall amino acid sequence identity between the mouse alpha (II) and alpha (I) subunits is 63%. The mRNA for the alpha (II) subunit was found to be expressed in a variety of mouse tissues. When the alpha (II) subunit was expressed together with the human protein disulfide-isomerase/beta subunit in insect cells by baculovirus vectors, an active prolyl 4-hydroxylase was formed, and this protein appeared to be an alpha (II) 2 beta 2 tetramer. The activity of this enzyme was very similar to that of the human alpha (I) 2 beta 2 tetramer, and most of its catalytic properties were also highly similar, but it differed distinctly from the latter in that it was inhibited by poly(L-proline) only at very high concentrations. This property may explain why the type II enzyme was not recognized earlier, as an early step in the standard purification procedure for prolyl 4-hydroxylase is affinity chromatography on a poly(L-proline) column.

Functional expression of low density lipoprotein receptor-related protein is controlled by receptor-associated protein in vivo.

The 39-kDa receptor-associated protein (RAP) associates with the multifunctional low density lipoprotein (LDL) receptor-related protein (LRP) and thereby prevents the binding of all known ligands, including alpha 2-macroglobulin and chylomicron remnants. RAP is predominantly localized in the endoplasmic reticulum, raising the possibility that it functions as a chaperone or escort protein in the biosynthesis or intracellular transport of LRP. Here we have used gene targeting to show that RAP promotes the expression of functional LRP in vivo. The amount of mature, processed LRP is reduced in liver and brain of RAP-deficient mice. As a result, hepatic clearance of alpha 2-macroglobulin is impaired and remnant lipoproteins accumulate in the plasma of RAP-deficient mice that also lack functional LDL receptors. These results are consistent with the hypothesis that RAP stabilizes LRP within the secretory pathway. They also suggest a further mechanism by which the activity of an endocytic receptor may be modulated in vivo.

Mast cells express a peripheral cannabinoid receptor with differential sensitivity to anandamide and palmitoylethanolamide.

Mast cells are multifunctional bone marrow-derived cells found in mucosal and connective tissues and in the nervous system, where they play important roles in tissue inflammation and in neuroimmune interactions. Very little is known about endogenous molecules and mechanisms capable of modulating mast cell activation. Palmitoylethanolamide, found in peripheral tissues, has been proposed to behave as a local autacoid capable of downregulating mast cell activation and inflammation. A cognate N-acylamide, anandamide, the ethanolamide of arachidonic acid, occurs in brain and is a candidate endogenous agonist for the central cannabinoid receptor (CB1). As a second cannabinoid receptor (CB2) has been found in peripheral tissues, the possible presence of CB2 receptors on mast cells and their interaction with N-acylamides was investigated. Here we report that mast cells express both the gene and a functional CB2 receptor protein with negative regulatory effects on mast cell activation. Although both palmitoylethanolamide and anandamide bind to the CB2 receptor, only the former downmodulates mast cell activation in vitro. Further, the functional effect of palmitoylethanolamide, as well as that of the active cannabinoids, was efficiently antagonized by anandamide. The results suggest that (i) peripheral cannabinoid CB2 receptors control, upon agonist binding, mast cell activation and therefore inflammation; (ii) palmitoylethanolamide, unlike anandamide, behaves as an endogenous agonist for the CB2 receptor on mast cells; (iii) modulatory activities on mast cells exerted by the naturally occurring molecule strengthen a proposed autacoid local inflammation antagonism (ALIA) mechanism; and (iv) palmitoylethanolamide and its derivatives may provide antiinflammatory therapeutic strategies specifically targeted to mast cells ("ALIAmides").

Cell cycle-related shifts in subcellular localization of BCR: association with mitotic chromosomes and with heterochromatin.

The disruption of the BCR gene and its juxtaposition to and consequent activation of the ABL gene has been implicated as the critical molecular defect in Philadelphia chromosome-positive leukemias. The normal BCR protein is a multifunctional molecule with domains that suggest its participation in phosphokinase and GTP-binding pathways. Taken together with its localization to the cytoplasm of uncycled cells, it is therefore presumed to be involved in cytoplasmic signaling. By performing a double aphidicolin block for cell cycle synchronization, we currently demonstrate that the subcellular localization of BCR shifts from being largely cytoplasmic in interphase cells to being predominantly perichromosomal in mitosis. Furthermore, with the use of immunogold labeling and electron microscopy, association of BCR with DNA, in particular heterochromatin, can be demonstrated even in quiescent cells. Results were similar in cell lines of lymphoid or myeloid origin. These observations suggest a role for BCR in the phosphokinase interactions linked to condensed chromatin, a network previously implicated in cell cycle regulation.

Intermolecular and Intramolecular Charge Transfer in Functional Molecular Materials

This thesis is devoted to the investigation of inter and intramolecular charge transfer (CT) in molecular functional materials and specifically organic dyes and CT crystals. An integrated approach encompassing quantum-chemical calculations, semiempirical tools, theoretical models and spectroscopic measurements is applied to understand structure-property relationships governing the low-energy physics of these materials. Four main topics were addressed: 1) Spectral properties of organic dyes. Charge-transfer dyes are constituted by electron donor (D) and electron acceptor (A) units linked through bridge(s) to form molecules with different symmetry and dimensionality. Their low-energy physics is governed by the charge resonance between D and A groups and is effectively described by a family of parametric Hamiltonians known as essential-state models. These models account for few electronic states, corresponding to the main resonance structures of the relevant dye, leading to a simple picture that is completed introducing the coupling of the electronic system to molecular vibrations, treated in a non-adiabatic way, and an effective classical coordinate, describing polar solvation. In this work a specific essential-state model was proposed and parametrized for the dye Brilliant Green. The central issue in this work has been the definition of the diabatic states, a not trivial task for a multi-branched chromophore. In a second effort, we have used essential-state models for the description of the early-stage dynamics of excited states after ultrafast excitation. Crucial to this work is the fully non-adiabatic treatment of the coupled electronic and vibrational motion, allowing for a reliable description of the dynamics of systems showing a multistable, broken-symmetry excited state. 2) Mixed-stack CT salts. Mixed-stack (MS) CT crystals are an interesting class of multifunctional molecular materials, where D and A molecules arrange themselves to form stacks, leading to delocalized electrons in one dimension. The interplay between the intermolecular CT, electrostatic interactions, lattice phonons and molecular vibrations leads to intriguing physical properties that include (photoinduced) phase transitions, multistability, antiferromagnetism, ferroelectricity and potential multiferroicity. The standard microscopic model to describe this family of materials is the Modified Hubbard model accounting for electron-phonon coupling (Peierls coupling), electron-molecular vibrations coupling (Holstein coupling) and electrostatic interactions. We adopt and validate a method, based on DFT calculations on dimeric DA structures, to extract relevant model parameters. The approach offers a powerful tool to shed light on the complex physics of MS-CT salts. 3) Charge transfer in organic radical dipolar dyes. In collaboration with the group of Prof. Jaume Veciana (ICMAB- Barcellona), we have studied spectral properties of a special class of CT dyes with D-bridge-A structure where the acceptor group is a stable radical (of the perchlorotriphenylmethyl, PTM, family), leading to an open-shell CT dyes. These materials are of interest since they associate the electronic and optical properties of CT dyes with magnetic properties from the unpaired electron. The first effort was devoted to the parametrization of the relevant essential-state model. Two strategies were adopted, one based on the calculation of the low-energy spectral properties, the other based on the variation of ground state properties with an applied electric field. 4) The spectral properties of organic nanoparticles based on radical species are investigated in collaboration with Dr. I. Ratera (ICMAB- Barcellona). Intriguing spectroscopic behavior was observed pointing to the presence of excimer states. In an attempt to rationalize these findings, extensive calculations (TD-DFT and ZINDO) were performed. The results for the isolated dyes are validated against experimental spectra in solution. To address intermolecular interactions we studied dimeric structures in the gas phase, but the preliminary results obtained do not support excimer formation.

Desenvolvimento de microssensores eletroquímicos e aplicações no estudo de processos dinâmicos interfaciais utilizando microscopia eletroquímica de varredura

O trabalho descrito nesta tese mostra de forma detalhada a fabricação e caracterização de diferentes microssensores eletroquímicos os quais têm sido recentemente utilizados como sondas em grupo de técnicas conhecida como Scanning Electrochemical Probe Microscopy (SEPM). Desta forma, a caracterização de superfícies pode ser feita explorando diferentes fenômenos interfaciais relevantes à Ciência. Neste sentido, as interfaces de materiais cristalinos como hidroxiapatita (materiais dentários) e calcita foram o foco de estudo neste trabalho. Assim, diferentes técnicas SEPM foram exploradas no sentido de se obter informações relevantes relacionadas aos processos dentários, como a erosão ácida e hipersensibilidade. Inicialmente, microeletrodos de platina foram desenvolvidos empregando uma metodologia convencional na qual são utilizados microfibras encapsuladas em capilares de vidro. Scanning Electrochemical Microscopy (SECM) no modo amperométrico foi utilizada para obtenção de informações com relação às alterações de topografia do esmalte dentário causadas pelo contato com substâncias ácidas. Adicionalmente, SECM foi empregada no estudo do transporte de espécies eletroativas em amostras de dentina e investigações relacionadas ao bloqueio dos túbulos empregando-se cremes dentais comerciais foram realizadas. A permeação de peróxido de hidrogênio pela dentina também foi estudada. Os resultados de SECM foram comparados com imagens SEM obtidas nas mesmas condições experimentais. Microeletrodos de membrana ionófora íon-seletiva (Ion Selective Microelectrodes-ISMEs) sensíveis a íons cálcio também foram desenvolvidos e caracterizados, com subsequente aplicação em SECM no modo potenciométrico. A dissolução ácida de esmalte bovino (erosão dentária) foi investigada em diferentes valores de pH (2,5; 4,5; 6,8). Além disso, o transporte de íons cálcio através de membranas porosas sintéticas foi avaliado a uma distância tip/substrato de 300µm. Alterações no fluxo de íons cálcio foram correlacionadas em experimentos realizados na presença e ausência de campos magnéticos gerados por nanopartículas de magnetita incorporadas à membrana porosa. Microcristais de calcita facilmente sintetizados pelo método de precipitação foram utilizados como superfície modelo para investigações interfaciais, cujos resultados podem ser correlacionados aos materiais dentários. Desta forma, nanopipetas de vidro preenchidas com eletrólito suporte foram fabricadas e utilizadas como sonda em Scanning Ion Conductance Microscopy (SICM). O mapeamento topográfico de alta resolução espacial da superfície de um microcristal de calcita foi obtido utilizando o modo de varredura hopping mode. Adicionalmente, sondas multifuncionais ISME-SICM também foram desenvolvidas e caracterizadas para investigações simultâneas com relação às alterações topográficas e quantificação de íons cálcio sobre a superfície de um microcristal de calcita. A adição de reagentes ácidos no canal SICM promoveu a dissolução da superfície do microcristal, sendo obtidos dados cinéticos de dissolução. Investigações em meio neutro também foram realizadas utilizando a sonda ISME-SICM. Os resultados experimentais obtidos também foram comparados com aqueles oriundos de simulação computacional.

Contribuição das células-tronco mesenquimais para as propriedades tumorigênicas de células de glioblastoma humano

Células-tronco mesenquimais (CTM) apresentam tropismo a tumores, sendo importantes componentes do estroma tumoral. No cérebro, o nicho perivascular é uma importante fonte de CTM, as quais podem contribuir direta e/ou indiretamente para o desenvolvimento de tumores, embora os mecanismos envolvidos sejam pouco conhecidos. No presente trabalho, investigou-se a influência de CTM sobre a proliferação, capacidade invasiva e tumorigenicidade de células de Glioblastoma (GBM) humano. Sabe-se que CTM produzem TGFB1, uma citocina multifuncional envolvida em imunomodulação, proliferação, migração e transição epitelial-mesenquimal de células tumorais. Experimentos in vitro, realizados com meios condicionados de CTM de cordão umbilical humano com silenciamento permanente do gene TGFB1, demonstraram que o TGFB1 secretado por CTM é capaz de aumentar significativamente a proliferação e viabilidade de células de GBM humano da linhagem U87FP635. Esses resultados revelam uma importante ação parácrina dessa citocina regulatória, quando produzida por outros tipos celulares contidos no microambiente tumoral. Entretanto, sob condições experimentais que melhor mimetizam o microambiente tumoral, detectou-se que CTM também afetam o comportamento de células tumorais por um mecanismo alternativo, dependente de contato celular, mas independente dos níveis de TGFB1 secretados pelas CTM. Sob condições de cocultivo celular, envolvendo contato físico entre CTM e células de GBM U87FP635, detectou-se um aumento significativo na quantidade de células tumorais viáveis. Quando cultivadas na forma de esferoides tumorais, o contato com CTM aumentou a capacidade invasiva das células U87FP635. Finalmente, em modelo in vivo ectópico de GBM, células U87FP635 geraram tumores mais desenvolvidos quando coinjetadas com CTM. Esses efeitos pró-tumorigênicos foram observados tanto em contato com CTM controles, quanto com CTM contendo o gene TGFB1 permanentemente silenciado. Assim, esses achados indicam que CTM podem exercer efeitos pró-tumorigênicos por dois mecanismos alternativos e independentes: ação parácrina de TGFB1 secretado por CTM e ação mediada por contato célula-célula. Nas condições experimentais testadas, o mecanismo dependente de contato célula-célula demonstrou ser predominante. O estudo proteômico do secretoma dessas células identificou 126 proteínas diferencialmente expressas além de 10 proteínas exclusivamente detectadas em meios condicionados de cocultivos de CTM com células de GBM U87FP635. Cerca de 80% dessas proteínas exclusivamente secretadas pelo contato célula-célula são componentes de exossomos e estão envolvidas em proliferação celular e desenvolvimento tecidual. Esses resultados apontam uma interação dinâmica de comunicação entre CTM e células tumorais, e revelam algumas proteínas interessantes potencialmente envolvidas em uma ação pró-tumorigênica de CTM mediada por contato celular

Expressão de metaloproteinases de matriz (MMPS) e de seus inibidores (TIMPS e RECK) em modelo de progressão tumoral de Câncer de mama e sua correlação com dados clínicos-patológicos

O câncer de mama é o tipo de câncer mais comumente detectado em mulheres de todo o mundo. Na maioria das pacientes, a causa de morte se deve, principalmente, à doença metastática que pode se desenvolver a partir do tumor primário. O processo metastático envolve uma complexa cascata de eventos, incluindo a quebra organizada dos componentes da matriz extracelular por metaloproteinases de matriz (MMPs). A atividade das MMPs é precisamente regulada por inibidores específicos, os inibidores teciduais das MMPs (TIMPs). Dado seu papel na progressão tumoral, níveis elevados de MMPs têm sido associados com prognóstico desfavorável para pacientes com câncer. Por outro lado, sendo os TIMPs proteínas multifuncionais, níveis elevados de TlMP-1 e de TIMP-2 correlacionam com agressividade do tumor e prognóstico ruim em diferentes tipos de câncer, incluindo o câncer de mama. O gene supressor de metástase RECK codifica uma glicoproteína de membrana capaz de inibir a invasão e a metástase tumoral através da regulação negativa da atividade de MMPs envolvidas em carcinogênese: MMP-2, MMP-9 e MMP-14 (MT1-MMP). A fim de analisar o papel das MMPs e de seus inibidores (TIMPs e RECK) na progressão tumoral do câncer de mama, o perfil de expressão destes genes foi detectado, através de ensaios de Real-Time PCR, em um painel de cinco linhagens celulares de carcinoma de mama humano com diferentes potenciais invasivos e metastáticos e em 72 amostras teciduais de tumores primários de mama e 30 amostras teciduais de borda normal adjacente ao tumor. O perfil de expressão protéica de RECK foi avaliado em 236 amostras de tumores primários de mama através de ensaios de Tissue Microarray. Além disso, a atividade proteolítica das MMPs foi detectada em ensaios de Zimografia. Os resultados obtidos indicam que a progressão do câncer de mama humano está relacionada com um aumento dos níveis de expressão das MMPs e de seus inibidores específicos. O aumento dos níveis de expressão dos TIMPs parece estar relacionado ao seu papel como proteína multifuncional que pode estar funcionando de maneira a promover, mais do que suprimir, a progressão tumoral. Níveis elevados da expressão protéica de RECK estão associados com pior prognóstico. No entanto, para pacientes em estádios clínicos avançados, altos níveis de expressão de RECK podem estar correlacionados com melhor prognóstico, dependendo do balanço MMP/inibidor. Os níveis de expressão das MMPs apresentaram correlação positiva em relação aos níveis de expressão de seus inibidores específicos, sugerindo a existência de fatores e vias de sinalização comuns envolvidas na regulação coordenada destes genes. Além disso, a síntese do inibidor pode estar relacionada a uma resposta celular ao aumento da expressão e atividade de proteases. O balanço transcricional enzima/inibidor favorece a enzima nas amostras tumorais e, de modo contrário, o inibidor específico nas amostras de borda normal, sugerindo o balanço como o principal fator na determinação da degradação da MEC em processos invasivos e metastáticos. Os resultados obtidos podem contribuir para um melhor entendimento da complexidade dos mecanismos envolvidos na metástase do câncer de mama.

Vida útil de revestimento frio e autolimpante.

Considerando aspectos relacionados ao conforto térmico nas edificações e redução da demanda de energia para resfriamento, a utilização de revestimentos frios (que refletem boa parcela da radiação solar recebida e emitem calor) no envelope construtivo pode ser uma alternativa viável para alcançar estas condições. No entanto, a sua durabilidade é o caminho crítico. O presente estudo tem o objetivo de determinar a durabilidade de revestimento multifuncional que reúne as propriedades: fria e autolimpante. Para alcançar esta meta foi formulado um revestimento cimentício monocamada, com e sem a adição de pigmento, ambos com elevada refletância solar e emissividade iniciais. Para manter a refletância ao longo do tempo foi realizada a aplicação de TiO2 anatásio aos revestimentos de duas formas, na primeira as partículas foram adicionadas à matriz cimentícia, enquanto na segunda foram aplicadas superficialmente como pós-tratamento. A exposição à radiação UV proporciona a fotoativação do anatásio que possui capacidade de oxidação da matéria orgânica e alteração do ângulo de contato entre a água e a superfície, facilitando o arraste das sujidades quando esta é molhada tornando-a autolimpante. A manutenção das propriedades frias e a permanência das partículas de TiO2 sobre a superfície foram avaliadas após 6 e 12 meses de exposição natural em estações localizadas nas cidades de Ubatuba, Pirassununga e São Paulo. Após o envelhecimento observou-se a influência determinante das características dos sítios de exposição no comportamento dos materiais. Dentre as formas de aplicação do anatásio verificou-se uma melhora sutil no desempenho dos revestimentos com adição de TiO2 à matriz cimentícia em relação à aplicação superficial do pós-tratamento. O processo de lixiviação observado em ambos os revestimentos expôs as partículas encapsuladas na argamassa com adição de TiO2, enquanto no pós-tratamento houve a remoção da camada superficial de anatásio. Por esse motivo o revestimento com adição apresentou interação com a radiação UV e material a ser degradado por mais tempo. Entretanto os resultados sugeriram que o tempo de exposição foi insuficiente para afirmar este comportamento, pois os resultados são próximos entre si.

Filmes de óxido de zinco e nitreto de zinco depositados por magnetron sputtering com diferentes pressões de argônio, oxigênio e nitrogênio.

O óxido de zinco é um material semicondutor que apresenta alta transparência óptica no espectro visível, alta energia de ligação de éxcitons e piezoeletricidade. Por suas propriedades, ele é utilizado na área de sensores, eletrodos transparentes e dispositivos optoeletrônicos. No entanto, sua utilização ainda é limitada pela dificuldade de obtenção de condutividade tipo p, cujo principal dopante é o nitrogênio, devido à assimetria de dopagem ocasionada por defeitos intrínsecos do material, dopagem em valências diferentes das esperadas e formação de níveis de aceitadores profundos na banda proibida. A aplicação em dispositivos piezoelétricos também exige alta resistividade e ótimas propriedades cristalinas. Muitos processos de deposição estabelecidos hoje ainda utilizam altas temperaturas, o que impede sua deposição sobre superfícies ou substratos sensíveis a altas temperaturas. O objetivo deste trabalho é desenvolver técnicas de deposição de filmes de ZnO, principalmente em baixas temperaturas ( 100°C), pelo método de magnetron sputtering de rádio frequência, para avaliar a influência dos gases de processo nas características estruturais, estequiométricas, elétricas e ópticas dos filmes. Para isso, foram obtidos filmes utilizando pressão total de argônio, e pressões parciais de argônio e oxigênio e argônio e nitrogênio, utilizando alvo cerâmico de óxido de zinco ou alvo metálico de zinco. Para alvo de ZnO, filmes com condutividade tipo n foram obtidos em ambiente de argônio, em condições que geraram deficiências de oxigênio. Filmes altamente resistivos foram obtidos com a utilização de pressão parcial de oxigênio no gás de processo, em condições que resultaram em filmes estequiométricos, inclusive com condutividade tipo p. Condutividade tipo p mais alta foi observada, apenas por ponta quente, para uma amostra obtida em argônio logo após a utilização de nitrogênio na câmara de processo, que provavelmente sofreu influência da dopagem não intencional do cobre, que foi identificado como um contaminante do processo devido à estrutura da câmara. Para alvo de Zn, observou-se a formação de nitreto de zinco, que demonstrou alta capacidade de oxidação em ambiente atmosférico, e portanto, transforma-se naturalmente ao longo do tempo ou por processos de oxidação térmica em ZnO dopado com nitrogênio. Filmes de ZnO produzidos a partir de nitreto de zinco foram os únicos dos testados que apresentaram fotoluminescência característica do ZnO, mesmo para processos onde não houve aquecimento intencional.

Self-sensing properties of alkali activated blast furnace slag (BFS) composites reinforced with carbon fibers

In recent years, several researchers have shown the good performance of alkali activated slag cement and concretes. Besides their good mechanical properties and durability, this type of cement is a good alternative to Portland cements if sustainability is considered. Moreover, multifunctional cement composites have been developed in the last decades for their functional applications (self-sensing, EMI shielding, self-heating, etc.). In this study, the strain and damage sensing possible application of carbon fiber reinforced alkali activated slag pastes has been evaluated. Cement pastes with 0, 0.29 and 0.58 vol % carbon fiber addition were prepared. Both carbon fiber dosages showed sensing properties. For strain sensing, function gage factors of up to 661 were calculated for compressive cycles. Furthermore, all composites with carbon fibers suffered a sudden increase in their resistivity when internal damages began, prior to any external signal of damage. Hence, this material may be suitable as strain or damage sensor.

Natural additives and agricultural wastes in biopolymer formulations for food packaging

The main directions in food packaging research are targeted toward improvements in food quality and food safety. For this purpose, food packaging providing longer product shelf-life, as well as the monitoring of safety and quality based upon international standards, is desirable. New active packaging strategies represent a key area of development in new multifunctional materials where the use of natural additives and/or agricultural wastes is getting increasing interest. The development of new materials, and particularly innovative biopolymer formulations, can help to address these requirements and also with other packaging functions such as: food protection and preservation, marketing and smart communication to consumers. The use of biocomposites for active food packaging is one of the most studied approaches in the last years on materials in contact with food. Applications of these innovative biocomposites could help to provide new food packaging materials with improved mechanical, barrier, antioxidant, and antimicrobial properties. From the food industry standpoint, concerns such as the safety and risk associated with these new additives, migration properties and possible human ingestion and regulations need to be considered. The latest innovations in the use of these innovative formulations to obtain biocomposites are reported in this review. Legislative issues related to the use of natural additives and agricultural wastes in food packaging systems are also discussed.

Mechanical Properties and Durability of CNT Cement Composites

In the present paper, changes in mechanical properties of Portland cement-based mortars due to the addition of carbon nanotubes (CNT) and corrosion of embedded steel rebars in CNT cement pastes are reported. Bending strength, compression strength, porosity and density of mortars were determined and related to the CNT dosages. CNT cement paste specimens were exposed to carbonation and chloride attacks, and results on steel corrosion rate tests were related to CNT dosages. The increase in CNT content implies no significant variations of mechanical properties but higher steel corrosion intensities were observed.

Effect of aspect ratio on strain sensing capacity of carbon fiber reinforced cement composites

The electrical resistivity of carbon fiber reinforced cement composites (CFRCCs) has been widely studied, because of their utility as multifunctional materials. The percolation phenomenon has also been reported and modeled when the electrical behavior of those materials had to be characterized. Amongst the multiple applications of multifunctional cement composites the ability of a CFRCC to act as a strain sensor is attractive. This paper provides experimental data relating self-sensing function and percolation threshold, and studying the effect of fiber aspect ratio on both phenomena. Higher fiber slenderness permitted percolation at lower carbon fiber addition, affected mechanical properties and improved strain-sensing sensitivity of CFRCC, which was also improved if percolation had not been achieved.

Heterofunctional Supports in Enzyme Immobilization: From Traditional Immobilization Protocols to Opportunities in Tuning Enzyme Properties

A heterofunctional support for enzyme immobilization may be defined as that which possesses several distinct functionalities on its surface able to interact with a protein. We will focus on those supports in which a final covalent attachment between the enzyme and the support is achieved. Heterofunctionality sometimes has been featured in very old immobilization techniques, even though in many instances it has been overlooked, giving rise to some misunderstandings. In this respect, glutaraldehyde-activated supports are the oldest multifunctional supports. Their matrix has primary amino groups, the hydrophobic glutaraldehyde chain, and can covalently react with the primary amino groups of the enzyme. Thus, immobilization may start (first event of the immobilization) via different causes and may involve different positions of the enzyme surface depending on the activation degree and immobilization conditions. Other “classical” heterofunctional supports are epoxy commercial supports consisting of reactive covalent epoxy groups on a hydrophobic matrix. Immobilization is performed at high ionic strength to permit protein adsorption, so that covalent attachment may take place at a later stage. Starting from these old immobilization techniques, tailor-made heterofunctional supports have been designed to permit a stricter control of the enzyme immobilization process. The requirement is to find conditions where the main covalent reactive moieties may have very low reactivity toward the enzyme. In this Review we will discuss the suitable properties of the groups able to give the covalent attachment (intending a multipoint covalent attachment), and the groups able to produce the first enzyme adsorption on the support. Prospects, limitations, and likely pathways for the evolution (e.g., coupling of site-directed mutagenesis and thiol heterofunctional supports of enzyme immobilization on heterofunctional supports) will be discussed in this Review.