90 resultados para Svatopluk-Cech-Brücke
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In dieser Arbeit werden Synthesen und Eigenschaften von Verbindungen mit einer oder mehreren Ferrocen- bzw. Biferroceneinheiten beschrieben, die über Amid-, Anhydrid- oder Harnstoff-Funktionen verknüpft oder mittels Amidfunktion an α-Aminosäurederivate gebunden sind. Als Zentralbausteine dienen die künstlichen Aminosäuren 1’-Aminoferrocen-1-carbonsäure (Fca) bzw. 1’-Aminobiferrocen-1-carbonsäure (Bfca). Die Ferroceneinheit agiert als redoxschaltbares Gelenk, die Amidfunktion ermöglicht die Ausbildung von Sekundärstrukturen und die Bindung von Anionen. Das redoxschaltbare „Multiwellenlängen“-Sensorpaar [Dansyl-Ala-Fca-Ala-CH2-Naphthyl]0/+ ist in der Lage, insgesamt sieben Anionen aufgrund von sechs einfach zu erhaltenden optischen Messwerten eindeutig zu diskriminieren. Die Vorzugskonformation des neutralen Rezeptors mit intramolekularen Wasserstoffbrücken wird mittels X-Ray, NMR- und DFT-Methoden im Festkörper, in Lösung und in der Gasphase bestimmt. Die oligomeren Fca-Verbindungen SG-Fcan-HN-Fc (SG = Boc, Fmoc; n = 1, 2) und SG-Fca2-OMe (SG = Boc, Fmoc) werden mittels Peptidkupplung in Lösung hergestellt, Fmoc-Fca3-Gly-OMe, Fmoc-Fcan-OMe (n = 3-5) und Fmoc-Fca4-NH2 dagegen durch ein neu entwickeltes Festphasensynthese-Protokoll. Die amidverknüpften Verbindungen bilden eine „Zick-Zack“-Struktur mit 1,2’-Konformation der Fca-Einheiten und achtgliedrigen intramolekularen Wasserstoffbrücken-Ringen, wie durch X-Ray, 2D-NMR-, DFT-Methoden und Dipolmoment-Bestimmung gezeigt wird. Elektrochemische Experimente belegen eine elektronische Wechselwirkung der Eisenzentren. Die gemischt-valenten Verbindungen zeichnen sich durch IVCT-Banden im nahen Infrarot aus. Die elektronische Kopplungskonstante beträgt Hab ≈ 145-215 cm–1 für einen einzelnen FeII/FeIII-Übergang und belegt die Zugehörigkeit der Verbindungen zur Robin-Day-Klasse II. Im Festkörper sind die Valenzen gemäß Mößbauerspektren lokalisiert. Die vollständig oxidierten Verbindungen liegen nach DFT-Rechnungen nicht mehr in einer „Zick-Zack“-Struktur, sondern in einer gestreckten Konformation vor. Als Nebenprodukte bei der Amidkupplung werden die Anhydride SG-(Fca)2O (SG = Ac, Boc, Fmoc) isoliert. Diese zählen aufgrund des Fehlens einer IVCT-Bande zur Klasse I-II. Die ferrocenyloge Bfca wird in Form der N- und C-geschützten Bfca auf zwei Wegen synthetisiert. Schlüsselschritte stellen die Cu(II)-vermittelte Homokupplung bzw. die Pd-katalysierte Stille-Kupplung dar. Bfca und die amid- und harnstoffverknüpften Bis-Bfca-Verbindungen besitzen keine nachweisbare Vorzugskonformation in Lösung. Die gemischt-valenten Bfca-Kationen zeigen eine IVCT-Bande (Hab ≈ 300-600 cm–1) und gehören eher zur Klasse II-III. Die gemischt-valenten Verbindungen des als Nebenprodukt isolierten Tetraferrocenylstannans Sn[Fn(COOMe)4] (Fn = 1,1’-Ferrocenylen) mit einatomiger σ-Brücke zwischen den Ferroceneinheiten, zeigen IVCT-Banden im NIR-Spektrum und gehören somit zur Klasse II. Die elektronischen Kopplungen in Sn[Fn(COOMe)4]+/2+ betragen Hab ≈ 145 und 220 cm–1.
Einzelmolekülspektroskopische und quantenchemische Untersuchungen zum elektronischen Energietransfer
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In der vorliegenden Arbeit wurden Untersuchungen zum Mechanismus, der Dynamik und der Kontrolle des elektronischen Energietransfers in multichromophoren Modellsystemen durchgeführt. Als Untersuchungsmethoden wurden hauptsächlich die konfokale Einzelmolekülspektroskopie und die Quantenchemie eingesetzt. Der Aufbau des Einzelmolekülmikroskops wurde bezüglich der Anregungs- und Detektionskomponenten variiert, um die unterschiedlichen Experimente durchzuführen. Die quantenchemischen Rechnungen wurden auf Dichtefunktional- und Coupled-Cluster-Niveau durchgeführt. Die aus den Rechnungen erhaltenen zusätzlichen Informationen über experimentell zum Teil schwer zugängliche Eigenschaften der Farbstoffe unterstützten die Interpretation der experimentellen Befunde. rnIn früheren Untersuchungen der AG Basché wurden die Energietransfer-Raten von Donor-Akzeptor-Systemen gemessen, die erhebliche Abweichungen von nach der Förster-Theorie berechneten Raten zeigten. Daher war ein Ziel der vorliegenden Arbeit, diese Abweichungen zu erklären. Zu diesem Zweck wurde die Geometrie der Diaden experimentell untersucht, sowie die elektronische Kopplung zwischen den Chromophoren quantenchemisch berechnet. Die relative Orientierung der Chromophore in den Diaden wurde in einem Einzelmolekül-Experiment mit rotierender Anregungspolarisation abgefragt. Die erhaltenen Winkelverteilungen konnten schließlich eindeutig auf die Flexibilität der die Chromophore verbrückenden Oligophenyl-Einheiten zurückgeführt werden. Die Unterschiede der gemessenen Energietransfer-Raten zu den nach der Förster-Theorie ermittelten Werten konnten jedoch nicht über die molekulare Flexibilität der Systeme erklärt werden. Aufklärung über die Diskrepanzen zur Förster-Theorie ergaben die quantenchemischen Rechnungen. In Rahmen dieser Arbeit wurde zum ersten Mal die Coupled-Cluster-Theorie zur Berechnung der elektronischen Kopplung eingesetzt. Die Betrachtung der isolierten Chromophore reichte aber nicht aus, um die gemessenen Abweichungen von der Förster-Theorie zu erklären. Erst über die Berücksichtigung der molekularen Brücke konnten die gefunden Abweichungen erklärt werden. Die deutliche Verstärkung der elektronischen Kopplung ist auf die Polarisierbarkeit der Brücke zurückzuführen.rnNach diesen Betrachtungen stand die Kontrolle des Energietransfers im Fokus der weiteren Untersuchungen. In den durchgeführten Einzelmolekülexperimenten wurden die Chromophore der Donor-Akzeptor-Systeme selektiv mit zwei Laserpulsen unterschiedlicher Wellenlänge angeregt. Beim gleichzeitigen Anregen beider Chromophore wurde Singulett-Singulett-Annihilation (SSA) induziert, ein Energietransferprozess, bei dem die Anregungsenergie vom vorigen Akzeptor zum vorigen Donor übertragen wird. Da über SSA Fluoreszenzphotonen gelöscht wurden, konnte über den Abstand der Laserpulse die Fluoreszenzintensität des einzelnen Moleküls moduliert werden. Konzeptionell verwandte Einzelmolekülexperimente wurden an einem weiteren molekularen System durchgeführt, das aus einem Kern und einer Peripherie bestand. Fluoreszenzauszeiten des Gesamtsystems bei selektiver Anregung des Kerns wurden auf die Population eines Triplett-Zustandes zurückgeführt, der die Fluoreszenz der Peripherie löschte. rnAbschließend wurde der SSA-Prozess zwischen zwei gleichartigen Chromophoren untersucht. Es wurde eine Methode entwickelt, die es zum ersten Mal erlaubte, die SSA-Zeitkonstante individueller Moleküle zu bestimmen. Hierfür wurden die Daten der gemessenen Photonen-Koinzidenzhistogramme mittels eines im Rahmen dieser Arbeit hergeleiteten analytischen Zusammenhangs ausgewertet, der über Monte-Carlo-Simulationen bestätigt wurde.
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This thesis reports on the synthesis and characterisation of trans-(M)AB2C meso-substituted porphyrin amino acid esters (PAr) (M = 2H or Zn) with tunable electron donating and electron withdrawing Ar substituents at B positions (Ar = 4-C6H4OnBu, 4-C6H4OMe, 2,4,6-C6H2Me3, 4-C6H4Me, C6H5, 4-C6H4F, 4-C6H4CF3, C6F5). These porphyrins were used as key building blocks for photosynthetic LHC (LHC = light-harvesting antenna complex) and RC (RC = reaction center) model compounds.rnBased on free-base or zinc(II) porphyrin amino acid esters and porphyrin acids several amide linked free-base bis(porphyrins) PAr1-PAr2 (Ar1 = 2,4,6-C6H2Me3, C6F5 and Ar2 = 2,4,6-C6H2Me3, 4-C6H4F, 4-C6H4CF3, C6F5), mono metallated bis(porphyrin) PAr1-(Zn)PAr2 (Ar1 = 2,4,6-C6H2Me3 and Ar2 =4-C6H4F) and its doubly zincated complexes (Zn)PAr1-(Zn)PAr2 were prepared. In the fluorescence spectra of free-base bis(porphyrins) the porphyrin with the strongest electron donating power of Ar substituents at B positions is the light emitting unity. The emission of mono metallated bis(porphyrin) occurs only from the free-base porphyrin building block. This phenomenon is caused by an efficient energy transfer likely via the Dexter through-bond mechanism.rnLinking of anthraquinone (Q) as electron acceptor (A) to the N-terminus of porphyrin amino acid esters ((M)PAr) and aminoferrocene (Fc) as electron donor (D) to the C-terminus of the porphyrin resulting in Q-(M)PAr-Fc triads (M = 2H or Zn, Ar = 4-C6H4OnBu, 4-C6H4OMe, 2,4,6-C6H2Me3, 4-C6H4Me, C6H5, 4-C6H4F, 4-C6H4CF3, C6F5) with tunable electron density at the porphyrin chromophore. In these triads initial oxidative PET (Q←(M)PAr) and reductive PET ((M)PAr→Fc) (PET = photoinduced electron transfer) are possible. Both processes leads to an emission quenching of (M)PAr. The efficiency of the PET pathways occurring in the Marcus normal region is controlled by the specific porphyrin electron density.rnAmide-linked conjugates PAr-Fc (Ar = 2,4,6-C6H2Me3, C6F5) and Fmoc-Fc-PAr1 (N-Fmoc-Fc = N-Fmoc protected 1,1’-ferrocene amino acid; Ar1 = C6H5, 4-C6H4F, 4-C6H4CF3, C6F5) as well as hinges PAr2-Fc-PAr1 (Ar1 = C6H5, 4-C6H4F and Ar2 = 2,4,6-C6H2Me3) were studied with respect to the reductive PET. The PET driving force (−GET) in dyads increases with the increasing electron withdrawing character of Ar substituents. Additionally, intramolecular energy transfer between porphyrins PAr1 and PAr2 is feasible in the hinges via the Förster mechanism.rn
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Im Rahmen dieser Dissertation wurden quantenchemische Untersuchungen zum Phänomen des elektronischen Energietransfers durchgeführt. Zum einen wurden theoretische Modelle zur Berücksichtigung temperaturabhängiger Elektron-Phonon-Kopplung in vibronischen Spektren ausgearbeitet und numerischen Tests unterzogen. Zum anderen erfolgte die Bestimmung molekularer Eigenschaften bichromophorer Systeme unter Anwendung etablierter Rechenmethoden. Im Fokus stehen das Zusammenspiel elektronischer Kopplung und statischer Unordnung sowie Energietransferzeiten und der Einfluss molekularer Brücken in Dimeren auf die Kopplung. Da sich elektronischer Energietransfer spektroskopisch nachweisen lässt, wurden temperaturabhängige Simulationen der Linienform von vibronischen Übergängen, die an ein Wärmebad ankoppeln, durchgeführt. Die erforderliche Antwortfunktion zur Bestimmung der spektralen Linienform kann aus einer Kumulantenentwicklung und alternativ aus der Multi-Level Redfieldtheorie abgeleitet werden. Statt der genäherten Schwingungsstruktur des Brownschen Oszillatormodells wurde eine explizit berechnete Zustandsdichte als Ausgangspunkt verwendet. Sowohl reine Elektron-Phonon- als auch Schwingung-Phonon-Kopplung werden für verschiedene Spektraldichten der Badmoden diskutiert. Im Zuge eines Kooperationsprojekts führten wir Untersuchungen zur elektronischen Kopplung an einer homologen Reihe von Rylendimeren mit unterschiedlichen Brückenlängen durch. Zu diesem Zweck wurden Ergebnisse aus Tieftemperatureinzelmolekülmessungen und quantenchemischen Berechnungen auf Grundlage des vibronischen Kopplungsmodells herangezogen und ausgewertet. Die untersuchten Dimere zeigen einen Übergang vom Grenzfall starker Kopplung hin zu schwacher Kopplung und die mittleren Energietransferzeiten konnten in guter Übereinstimmung mit experimentellen Messwerten berechnet werden. Da eine molekulare Brücke zwischen Donor- und Akzeptoreinheit die elektronische Kopplung modifiziert, kann sie sich störend auf experimentelle Messungen auswirken. Daher wurde untersucht, ob das interchromophore Kopplungsverhalten vorwiegend durch die Polarisierbarkeit des verbrückenden Elements oder durch bindungsvermittelte Wechselwirkungen beeinflusst wird und welche Brückentypen sich folglich für experimentelle Studien eignen. Sämtliche untersuchten Brückenelemente führten zu einer Vergrößerung der elektronischen Kopplung und die Kopplungsstärke wurde maßgeblich durch brückenvermittelte Wechselwirkungen bestimmt.
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In den letzten Jahren wurde die Vision einer Welt smarter Alltagsgegenstände unter den Begriffen wie Ubiquitous Computing, Pervasive Computing und Ambient Intelligence in der Öffentlichkeit wahrgenommen. Die smarten Gegenstände sollen mit digitaler Logik, Sensorik und der Möglichkeit zur Vernetzung ausgestattet werden. Somit bilden sie ein „Internet der Dinge“, in dem der Computer als eigenständiges Gerät verschwindet und in den Objekten der physischen Welt aufgeht. Während auf der einen Seite die Vision des „Internet der Dinge“ durch die weiter anhaltenden Fortschritte in der Informatik, Mikroelektronik, Kommunikationstechnik und Materialwissenschaft zumindest aus technischer Sicht wahrscheinlich mittelfristig realisiert werden kann, müssen auf der anderen Seite die damit zusammenhängenden ökonomischen, rechtlichen und sozialen Fragen geklärt werden. Zur Weiterentwicklung und Realisierung der Vision des „Internet der Dinge“ wurde erstmals vom AutoID-Center das EPC-Konzept entwickelt, welches auf globale netzbasierte Informationsstandards setzt und heute von EPCglobal weiterentwickelt und umgesetzt wird. Der EPC erlaubt es, umfassende Produktinformationen über das Internet zur Verfügung zu stellen. Die RFID-Technologie stellt dabei die wichtigste Grundlage des „Internet der Dinge“ dar, da sie die Brücke zwischen der physischen Welt der Produkte und der virtuellen Welt der digitalen Daten schlägt. Die Objekte, die mit RFID-Transpondern ausgestattet sind, können miteinander kommunizieren und beispielsweise ihren Weg durch die Prozesskette finden. So können sie dann mit Hilfe der auf den RFID-Transpondern gespeicherten Informationen Förderanlagen oder sonstige Maschinen ohne menschliches Eingreifen selbstständig steuern.
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Der Artikel diskutiert das methodische Vorgehen, neutestamentliche Forschung und empirische Methoden zu verbinden bzw. aufeinander zu beziehen. Das Vorgehen wird beispielhaft an einer Studie zum Matthäusevangelium und zu einer schweizerischen Kirchgemeinde vorgeführt. Die Verbindung von exegetischer Forschung und empirischer Untersuchung bildet in diesem Fall die hermeneutische Brücke des Trennungskonflikts.
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Der moderne Nationalstaat mit seinen Grenzlinien, welche die räumliche Reichweite des souveränen Gewaltmonopols fixierten und gleichsam einen Kulturraum mit homogenen sozialen und rechtlichen Normen abschlossen, war lange eine zentrale Orientierungsgröße für die Geschichtsschreibung. Die wirtschaftlichen, politischen und kulturellen Globalisierungsprozesse der letzten zwei Jahrzehnte haben jedoch das nationale Narrativ mit seinen eindeutigen Demarkationslinien in Frage gestellt. Stattdessen sind Randzonen und Zwischenräume in den Mittelpunkt des Interesses gerückt. Dieser Paradigmenwechsel in Methodik und Perspektive hat auch realhistorisch seine volle Berechtigung, denn solche Zwischenräume sind keine neuartigen Phänomene der Postmoderne mit ihren globalen Transfers und multikulturellen Gesellschaften. Sie hatten sich beispielsweise stets auch während des Epochen übergreifenden Prozesses der europäischen Expansion aufgetan, insbesondere an den fluiden imperialen Randzonen. Nach eurozentrischen Maßstäben handelte es sich dabei um rechtlich nicht regulierte und territorial undefinierte Räume. Aber selbst in der Hochphase des Imperialismus sowie auch in den postkolonialen Gesellschaften konnte das nationalstaatliche Modell nur partiell etabliert werden und konkurrierte stets mit „tribalen“ oder quasi-feudalen Formen sozio-politischer Organisation. Außerdem wurde selbst in den westlichen Nationalstaaten das staatliche Gewaltmonopol sowie die soziale, rechtliche und politische Ordnung bei innerstaatlichen Konflikten wie Revolutionen und Bürgerkriegen sowie internationalen Kriegen immer wieder in Frage gestellt oder sogar ausgehebelt. In solch gewaltbasierten Umfeldern des Ausnahmezustandes und der Insurrektion sowie in solch deregulierten Räumen, weitgehend frei von Hierarchien, bürokratischer Kontrolle und rechtlichen Einschränkungen, agierten stets auch besondere Akteurstypen. Sie hatten einerseits das Privileg einer geringen Kontrolle unterworfen zu sein oder völlig losgelöst davon zu handeln, waren aber andererseits überwiegend auf sich gestellt und konnten nur sehr beschränkt den Schutz des fernen Souveräns im Hintergrund beanspruchen oder hatten sich diesen durch ihre Verhaltensweise sogar zum Gegner gemacht. Diese Akteure an den Randzonen von Souveränität und Legitimität können grob in verschiedene Typen eingeteilt werden: Zu nennen sind die Avantgardisten der Expansion wie Entdecker und Eroberer, die klassischen „Men on the Spot“ an der Peripherie von Imperien wie Militärs und Administratoren, private Gewaltunternehmer und Söldner, Insurgenten und Revolutionäre, sowie Spione und Nachrichtenhändler. Anhand verschiedener Fallstudien soll diese Figur des Akteurs an den Randzonen in globaler Perspektive beleuchtet werden. Es stellt sich die Frage nach seiner Motivation für Sondermissionen, seiner ideellen Beweggründe und politischen Überzeugung sowie seiner Beziehung zum Auftraggeber oder Souverän im fernen Hintergrund. Insbesondere ist untersuchen, ob deren Interessen trotz beschränkter Kontrolle und Rückendeckung loyal verfolgt wurden oder ob für unsere Protagonisten vor allem materielle Interessen ausschlaggebend waren, womöglich sogar einfach das Streben nach einem Betätigungsfeld mit möglichst großer Handlungsfreiheit? Während entgrenzte Verhaltensweisen in der Regel auf rechtlich nur schwach regulierte Umfeldern zurückgeführt werden, ist auch zu untersuchen, ob sich gewisse Persönlichkeiten nicht gezielt Räume am Rande oder jenseits nationalstaatlicher Rechtsnormen als Agitationsfeld suchten oder ob sie sich sogar zur Verwirklichung ihrer persönlichen Bedürfnisse solche Räume durch Subversion staatlicher Ordnung gezielt schafften. Indem die Protagonisten mit den kulturellen, politischen und rechtlichen Ordnungen ihres Betätigungsfeldes in Beziehung gesetzt werden, kann auch eine Brücke von einer rein personenbezogenen Biographik zur Strukturgeschichte geschlagen werden. Die Grenzgänger wie auch die Zwischenräume, in denen sie agierten, sind wohl auch weniger als Randerscheinungen des Ausnahmezustandes zu verstehen, sondern vielmehr als die unmittelbar mit der sich intensivierenden Verrechtlichung und Homogenisierung der westeuropäischen Nationalstaaten einhergehende andere Seite dieses Prozesses: Einerseits brauchten Regierungen zuweilen für besondere Aufgaben Akteure, die nicht an die eigenen Rechtsnormen gebunden waren, andererseits gab es stets Persönlichkeiten, die sich in der engen Rechtswirklichkeit und sozialen Ordnung des Nationalstaates nicht zurechtfanden. Darüber hinaus sind diese Grenzgänger auch als Brückenköpfe politischer wie ökonomischer Machterweiterung sowie als Schlüsselfiguren von Interaktions-, Kooperations-, Vernetzungs- und Transformationsprozessen zu verstehen – nur in Extremfällen waren sie radikale Grenzüberschreiter sowie Träger der bloßen Zerstörung und Zersetzung. Da sie in einem kulturell fremden oder zerrütteten, krisengebeutelten Umfeld agierten, gilt ein besonderes Augenmerk ihrer Rolle als Makler von Interessen, Vermittler sowie Informationsbeschaffer. Schließlich soll auch die Außenwahrnehmung dieser Randfiguren in Betracht gezogen werden. Ihre Position am Rande der Gesellschaft und der Legalität löste in der Regel eine große Faszination beim „Normalbürger“ aus, die sich entweder in Bewunderung oder Abscheu wenden konnte. Teilweise veranlassten sie einen regelrechten Medienrummel, der den Staat wiederum in Zugzwang bringen konnte, oft mit beachtlichen Folgen.
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Die 18 Beiträge werfen einen regionalgeschichtlichen Blick auf Wirtschaft, Alltag, Militär, Kultur zur Zeit des Ersten Weltkriegs in Stadt und Kanton Zürich und thematisieren das Gedenken daran. Sie schlagen eine Brücke von der europäischen Kriegs- zur Krisengeschichte im Raum Zürich.
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Central to the understanding of how mitochondria control their morphology, communicate with their surroundings and manage exchange of metabolites and transport of biopolymers (proteins, RNAs) is the mitochondrial outer membrane (MOM), as the MOM defines the boundary of the organelle. Recently, we have purified the MOM of the mitochondrial model organism T. brucei and characterized its proteome. Our results show that the trypanosomal MOM proteome consists of 82 proteins. Among these, we identified novel factors required to regulate mitochondrial morphology and the long-elusive protein import machinery of T. brucei. A comparison with the MOM proteome of yeast defines a set of 17 common proteins that are likely present in the mitochondrial outer membrane of all eukaryotes. One of these is the Miro-GTPase Gem1. In yeast, this Ca2+-EF-Hand containing polypeptide is thought to be involved in a protein complex that physically tethers the mitochondrion to the ER. In mammalian cells, a putative tethering complex was linked to the mitochondrial fusion/fission machinery. Thus, the concept of a protein complex-mediated connection seems to be a general and conserved feature. We are currently investigating if such a protein complex exists in T. brucei and if the trypanosomal Gem1 protein is involved.
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In the United States, approximately 4,000 pregnancies each year are affected by the two most common birth defects, spina bifida and anencephaly. Studies have shown that exposure to environmental chemicals before and after conception may adversely affect reproduction by inducing cell death or dysfunction, which leads to infertility, fetal loss, lowered weight at birth, or birth anomalies in the offspring. The objective of the study was to evaluate the relationship between Neural Tube Defect births and residence at conception in proximity to hazardous waste sites in the Texas-Mexico border region between 1993 and 2000. ^ The study design was a nested matched case-control and utilized secondary data from a project, “The role of chemical and biological factors in the etiology of neural tube birth defects births along the Texas-Mexico Border” (Irina Cech, Principal Investigator). Geographic Information Systems (GIS) database methods were used to compare Neural Tube Defects cases to controls on status of conception residence occurring within a one-mile radius from hazardous waste sites, as compared to conception residence further away. Information on the exposures was obtained from the OnTarget Database and Environment Protection Agency website. Conditional logistic regression was used for the matched case-control study to investigate the relationship between an outcome of being a case or a control and proximity to hazardous waste sites. ^ The result of the study showed a 36 percent non-significant increased risk of having an NTD birth associated with maternal proximity to abandoned hazardous waste sites (95% CI = 0.62–3.02). In addition, there was a 24% non-significant elevated risk of having an NTD birth when living in proximity to air pollutant sites than when living further away (95% CI = 0.67–2.32). Although this study did not find statistically significant associations, it will expand on the existing knowledge of the relationship between NTD and proximity to hazardous waste sites. ^
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A study to assess possible exposure to carcinogenic metabolites (aflatoxins) from a mold Aspergillus flavus has been made in a rice producing area of Brazoria County, Texas. One hundred samples of unmilled rice were analyzed by thin-layer chromatography (TLC) for the amount of aflatoxin produced by the mold during rice growth and storage. Two well water samples and two rice elevator dust samples were also checked for possible aflatoxin content. The mortality rates from gastrointestinal and urinary tract cancers in the rice-growing part of the county were compared with mortality rates in the nonrice-producing areas of the same county.^ This study was an outgrowth of an earlier investigation by Cech and co-workers in Brazoria County which focused on environmental differences, specifically on the quality of drinking water in the former residences of decedents from primary liver cancer. It also compared subjects who died from other causes. The author of this dissertation participated in this phase of the overall investigation by performing some of the chemical analyses and by preparing synographic maps of water quality, and thus, part of those results from the early phase is also included in this manuscript.^ No aflatoxin was detected by TLC methods. However, when extracts of rice dust were checked for mutagenesis by the Ames Salmonella-microsome assay as a supplement to the TLC analysis, the result suggested that these dusts might have contained mutagenic material. The age-adjusted mortality rates in the rice-growing area were higher than those in the comparison area for both male and female gastrointestinal tract cancer and for male urinary tract cancer, but the differences were not statistically significant. ^
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Background Past and recent evidence shows that radionuclides in drinking water may be a public health concern. Developmental thresholds for birth defects with respect to chronic low level domestic radiation exposures, such as through drinking water, have not been definitely recognized, and there is a strong need to address this deficiency in information. In this study we examined the geographic distribution of orofacial cleft birth defects in and around uranium mining district Counties in South Texas (Atascosa, Bee, Brooks, Calhoun, Duval, Goliad, Hidalgo, Jim Hogg, Jim Wells, Karnes, Kleberg, Live Oak, McMullen, Nueces, San Patricio, Refugio, Starr, Victoria, Webb, and Zavala), from 1999 to 2007. The probable association of cleft birth defect rates by ZIP codes classified according to uranium and radium concentrations in drinking water supplies was evaluated. Similar associations between orofacial cleft birth defects and radium/radon in drinking water were reported earlier by Cech and co-investigators in another of the Gulf Coast region (Harris County, Texas).50, 55 Since substantial uranium mining activity existed and still exists in South Texas, contamination of drinking water sources with radiation and its relation to birth defects is a ground for concern. ^ Methods Residential addresses of orofacial cleft birth defect cases, as well as live births within the twenty Counties during 1999-2007 were geocoded and mapped. Prevalence rates were calculated by ZIP codes and were mapped accordingly. Locations of drinking water supplies were also geocoded and mapped. ZIP codes were stratified as having high combined uranium (≥30μg/L) vs. low combined uranium (<30μg/L). Likewise, ZIP codes having the uranium isotope, Ra-226 in drinking water, were also stratified as having elevated radium (≥3 pCi/L) vs. low radium (<3 pCi/L). A linear regression was performed using STATA® generalized linear model (GLM) program to evaluate the probable association between cleft birth defect rates by ZIP codes and concentration of uranium and radium via domestic water supply. These rates were further adjusted for potentially confounding variables such as maternal age, education, occupation, and ethnicity. ^ Results This study showed higher rates of cleft births in ZIP codes classified as having high combined uranium versus ZIP codes having low combined uranium. The model was further improved by adding radium stratified as explained above. Adjustment for maternal age and ethnicity did not substantially affect the statistical significance of uranium or radium concentrations in household water supplies. ^ Conclusion Although this study lacks individual exposure levels, the findings suggest a significant association between elevated uranium and radium concentrations in tap water and high orofacial birth defect rates by ZIP codes. Future case-control studies that can measure individual exposure levels and adjust for contending risk factors could result in a better understanding of the exposure-disease association.^
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Telomerase is a specialized reverse transcriptase consisting of both RNA and protein components. Previous characterization of yeast telomerase function in vivo identified four EST (for ever shorter telomeres) genes that, when mutated, result in the phenotypes expected for a defect in telomerase. Consistent with this genetic prediction, the EST2 gene has recently been shown to encode the catalytic component of telomerase. Using an in vitro assay, we show here that telomerase activity is present in extracts prepared from yeast strains carrying est1-Δ, est3-Δ, and cdc13–2est mutations. Therefore, while these three genes are necessary for telomerase function in vivo, they do not encode components essential for core catalytic activity. When Est2p, the one EST gene product found to be essential for catalytic activity, was immunoprecipitated from extracts, the telomerase RNA subunit was also specifically precipitated, supporting the conclusion that these two components are in a stable complex.
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Telomerase is a ribonucleoprotein enzyme that uses its internal RNA moiety as a template for synthesis of telomeric repeats at chromosome ends. Here we report the purification of telomerase from Euplotes aediculatus by affinity chromatography with antisense 2'-O-methyl oligonucleotides, a method that was developed for small nuclear ribonucleoprotein particles (snRNPs). Elution of bound ribonucleoprotein from the antisense oligonucleotide under nondenaturing conditions was achieved by a novel approach, using a displacement oligonucleotide. Polypeptides of 120 kDa and 43 kDa (a doublet) copurify with the active telomerase and appear stoichiometric with telomerase RNA. A simple model for DNA end replication predicts that after semiconservative DNA replication, telomerase will extend the newly synthesized, blunt-ended leading strand. We show that purified Euplotes telomerase has no activity with blunt-ended primers. Instead, efficient extension requires 4 to 6 single-stranded nucleotides at the 3' end. Therefore, this model predicts the existence of other activities such as helicases or nucleases that generate a single-stranded 3' end from a blunt end, thus activating the end for telomerase extension.