Molecular mechanism of sulfated carbohydrate recognition: structural and biochemical studies of the cysteine-rich domain of mannose receptor

Mannose receptor (MR) is widely expressed on macrophages, immature dendritic cells, and a variety of epithelial and endothelial cells. It is a 180 kD type I transmembrane receptor whose extracellular region consists of three parts: the amino-terminal cysteine-rich domain (Cys-MR); a fibronectin type II-like domain; and a series of eight tandem C-type lectin carbohydrate recognition domains (CRDs). Two portions of MR have distinct carbohydrate recognition properties: Cys-MR recognizes sulfated carbohydrates and the tandem CRD region binds terminal mannose, fucose, and N-acetyl-glucosamine (GlcNAc). The dual carbohydrate binding specificity allows MR to interact with sulfated and nonsulfated polysaccharide chains, and thereby facilitating the involvement of MR in immunological and physiological processes. The immunological functions of MR include antigen capturing (through binding non-sulfated carbohydrates) and antigen targeting (through binding sulfated carbohydrates), and the physiological roles include rapid clearance of circulatory luteinizing hormone (LH), which bears polysaccharide chains terminating with sulfated and non-sulfated carbohydrates.

We have crystallized and determined the X-ray structures of unliganded Cys-MR (2.0 Å) and Cys-MR complexed with different ligands, including Hepes (1.7 Å), 4SO_4-N-Acetylgalactosamine (4SO_4-GalNAc; 2.2 Å), 3SO_4-Lewis^x (2.2 Å), 3S04-Lewis^a (1.9 Å), and 6SO_4-GalNAc (2.5 Å). The overall structure of Cys-MR consists of 12 anti-parallel β-strands arranged in three lobes with approximate three fold internal symmetry. The structure contains three disulfide bonds, formed by the six cysteines in the Cys-MR sequence. The ligand-binding site is located in a neutral pocket within the third lobe, in which the sulfate group of ligand is buried. Our results show that optimal binding is achieved by a carbohydrate ligand with a sulfate group that anchors the ligand by forming numerous hydrogen bonds and a sugar ring that makes ring-stacking interactions with Trpll7 of CysMR. Using a fluorescence-based assay, we characterized the binding affinities between CysMR and its ligands, and rationalized the derived affinities based upon the crystal structures. These studies reveal the mechanism of sulfated carbohydrate recognition by Cys-MR and facilitate our understanding of the role of Cys-MR in MR recognition of its ligands.

Interaction of aqueous inorganic orthophosphate and phosphate rock

An experimental study was made of the interaction of phosphate rock and aqueous inorganic orthophosphate, calcium, and hydroxyl ions. A model of the reaction was developed by observing electron diffraction patterns in conjunction with concentration changes of chemical components. The model was applied in explaining the performance of batch suspensions of powdered phosphate rock and packed columns of granular phosphate rock. In both cases the reaction consisted initially of a rapid nucleation phase that occurred in a time period of minutes. In the batch system the calcium phosphate nuclei then ripened into larger micro-crystals of hydroxyapatite, which eventually became indistinguishable from the original phosphate rock surface. During column operation the high supersaturation ratio that existed after the rapid nucleation phase resulted in a layer of small nuclei that covered a slowly growing hydroxyapatite crystal.

The column steady-state rate constant was found to increase with increasing temperature, pH, and fluoride concentration, and to decrease with increasing concentrations of magnesium sulfate, ammonium chloride, and bicarbonate ion.

An engineering feasibility study indicated that, based on economic considerations, nucleation of apatite on phosphate rock ore has a potential use as a wastewater phosphate removal treatment process.

Origin of Th/U variations in chondritic meteorites

Isotope dilution thorium and uranium analyses of the Harleton chondrite show a larger scatter than previously observed in equilibrated ordinary chondrites (EOC). The linear correlation of Th/U with 1/U in Harleton (and all EOC data) is produced by variation in the chlorapatite to merrillite mixing ratio. Apatite variations control the U concentrations. Phosphorus variations are compensated by inverse variations in U to preserve the Th/U vs. 1/U correlation. Because the Th/U variations reflect phosphate ampling, a weighted Th/U average should converge to an improved solar system Th/U. We obtain Th/U=3.53 (1_-mean=0.10), significantly lower and more precise than previous estimates.

To test whether apatite also produces Th/U variation in CI and CM chondrites, we performed P analyses on the solutions from leaching experiments of Orgueil and Murchison meteorites.

A linear Th/U vs. 1/U correlation in CI can be explained by redistribution of hexavalent U by aqueous fluids into carbonates and sulfates.

Unlike CI and EOC, whole rock Th/U variations in CMs are mostly due to Th variations. A Th/U vs. 1/U linear correlation suggested by previous data for CMs is not real. We distinguish 4 components responsible for the whole rock Th/U variations: (1) P and actinide-depleted matrix containing small amounts of U-rich carbonate/sulfate phases (similar to CIs); (2) CAIs and (3) chondrules are major reservoirs for actinides, (4) an easily leachable phase of high Th/U. likely carbonate produced by CAI alteration. Phosphates play a minor role as actinide and P carrier phases in CM chondrites.

Using our Th/U and minimum galactic ages from halo globular clusters, we calculate relative supernovae production rates for ²³²Th/²³⁸U and ²³⁵U/²³⁸U for different models of r-process nucleosynthesis. For uniform galactic production, the beginning of the r-process nucleosynthesis must be less than 13 Gyr. Exponentially decreasing production is also consistent with a 13 Gyr age, but very slow decay times are required (less than 35 Gyr), approaching the uniform production. The 15 Gyr Galaxy requires either a fast initial production growth (infall time constant less than 0.5 Gyr) followed by very low decrease (decay time constant greater than 100 Gyr), or the fastest possible decrease (≈8 Gyr) preceded by slow in fall (≈7.5 Gyr).

Excreção urinária de glicosaminoglicanos em crianças com bexiga neurogênica secundária a mielomeningocele

A excreção urinária de glicosaminoglicanos (GAG) está alterada em várias patologias do trato urinário; o padrão de excreção pode estar associado com o estado da doença. A excreção urinária de GAG em crianças com bexiga neurogênica (BN) secundária a mielomeningocele (MMC) pode também estar alterada, mas até a presente data não há detalhamento epidemiológico dos pacientes e não se correlacionou o padrão de excreção com grau de disfunção vesical. Analisamos a excreção urinária de um grupo bem definido de crianças com MMC e correlacionamos os resultados com escore cistométrico. As amostras de urina de 17 pacientes com MMC, 10 meninos e 7 meninas (média de idade DP de 4,6 2,9 anos) foram obtidas durante o exame cistométrico. As amostras do grupo controle foram obtidas de 18 crianças normais, 13 meninos e 5 meninas (6,9 2,2 anos). Todas as crianças não estavam com infecção urinária, tinham função renal normal e não estavam sob tratamento farmacológico. A quantificação do GAG urinário total foi expressa em μg de ácido hexurônico / mg de creatinina e a proporção dos diferentes tipos de GAGs sulfatados foi obtida por eletroforese em gel de agarose. A avaliação cistométrica foi realizada utilizando aparelho de urodinâmica Dynapack modelo MPX816 (Dynamed, São Paulo, Brasil), a partir da qual o escore cistométrico foi calculado de acordo com procedimento recente publicado. [14]. Não observamos diferença significativa na excreção urinária de GAG total entre meninos e meninas tanto no grupo com MMC ( 0,913 0,528 vs 0,867 0,434, p>0,05) como no grupo controle (0,546 0,240 vs 0,699 0,296, p>0,05). Os resultados mostraram também que a excreção de GAG urinário não se correlacionou com a idade tanto no grupo com MMC ( r = -0,28, p> 0,05) como no grupo controle (r = -0,40, p> 0,05). Entretanto, a comparação dos dois grupos mostrou que o grupo com MMC excretava 52% a mais de GAG total que o grupo controle (0,894 0,477 vs 0,588 0,257, p <0,04). Nesses pacientes a excreção de GAG total não se correlacionou com a complacência vesical isoladamente (r = -0,18, p> 0,05) mas foi significativa e negativamente correlacionada ao escore cistométrico (r= -0,56, p<0,05). Em média, os pacientes com piores escores (<9) excretaram 81% a mais de GAG que os pacientes com melhor escore (>9) (1,157 0,467 vs 0,639 0,133, p<0,04). O sulfato de condroitin foi o GAG sulfatado predominante nos grupos neurogênico e controles (92,5 7,6% vs 96,4 4,8%, respectivamente, p> 0,05), enquanto o sulfato do heparan estava presente em quantidades marcadamente menores; o dermatam sulfato não foi detectado. A excreção urinária de GAG em pacientes com MMC é significativamente maior que a excreção das crianças normais e os altos valores encontrados estão correlacionados a um maior compromentimento da função vesical. Evidências em modelos animais com MMC induzida sugerem que alterações no detrusor estão associadas a um elevado turnover da matriz extra celular (MEC) vesical, o que pode explicar a elevada excreção de GAG nos pacientes com MMC. Além disso, esses resultados indicam que a excreção urinária de GAG pode ser usada como fator adjuvante para a caracterização da disfunção vesical em pacientes com MMC.

Composição da matriz extracelular do ligamento cardinal de mulheres na pós-menopausa com e sem prolapso uterino

O prolapso uterino tem sua incidência aumentada na pós-menopausa. O objetivo deste estudo é identificar as alterações na matriz extracelular do ligamento cardinal associadas à menopausa e ao prolapso uterino. Ligamento cardinal de três diferentes grupos de mulheres, pré-menopausa, prolapso uterino e pós-menopausa, foram identificados e biopsiados durante 57 histerectomias abdominais ou vaginais. As amostras foram processadas por métodos bioquímicos para caracterização e quantificação de glicosaminoglicanos sulfatados e colágeno. As concentrações relativas de glicosaminoglicanos foram obtidas por eletroforese. Procedimentos histológicos foram feitos para identificar fibras elásticas (Weigert), distribuição de colágeno (Picro Sirius) e decorin (imunohistoquímica). Nossos resultados mostraram aumento na concentração de GAG de 72,2%, redução na concentração de colágeno de 37% e diminuição de 22% de fibras elásticas no grupo de prolapso uterino quando comparado ao grupo da pós-menopausa (p<0,05, p<0,04 e p<0,05 respectivamente). As concentrações relativas de glicosaminoglicanos sulfatados para condroitin sulfato, heparan sulfato e dermatan sulfato não mostraram diferenças entre os três grupos. A organização do colágeno foi similar entre os três grupos e a marcação do decorin pareceu estar diminuída no grupo de prolapso uterino. Nossos resultados indicam alterações no metabolismo do tecido conjuntivo. O ligamento cardinal da mulher na pós-menopausa possui uma matriz extracelular mais densa. Esta alteração não ocorre na mulher com prolapso uterino.

Reconstructing Past Depositional and Diagenetic Processes through Quantitative Stratigraphic Analysis of the Martian Sedimentary Rock Record

High-resolution orbital and in situ observations acquired of the Martian surface during the past two decades provide the opportunity to study the rock record of Mars at an unprecedented level of detail. This dissertation consists of four studies whose common goal is to establish new standards for the quantitative analysis of visible and near-infrared data from the surface of Mars. Through the compilation of global image inventories, application of stratigraphic and sedimentologic statistical methods, and use of laboratory analogs, this dissertation provides insight into the history of past depositional and diagenetic processes on Mars. The first study presents a global inventory of stratified deposits observed in images from the High Resolution Image Science Experiment (HiRISE) camera on-board the Mars Reconnaissance Orbiter. This work uses the widespread coverage of high-resolution orbital images to make global-scale observations about the processes controlling sediment transport and deposition on Mars. The next chapter presents a study of bed thickness distributions in Martian sedimentary deposits, showing how statistical methods can be used to establish quantitative criteria for evaluating the depositional history of stratified deposits observed in orbital images. The third study tests the ability of spectral mixing models to obtain quantitative mineral abundances from near-infrared reflectance spectra of clay and sulfate mixtures in the laboratory for application to the analysis of orbital spectra of sedimentary deposits on Mars. The final study employs a statistical analysis of the size, shape, and distribution of nodules observed by the Mars Science Laboratory Curiosity rover team in the Sheepbed mudstone at Yellowknife Bay in Gale crater. This analysis is used to evaluate hypotheses for nodule formation and to gain insight into the diagenetic history of an ancient habitable environment on Mars.

Remoção de metais pesados de efluentes sintéticos aquosos por nanofiltração

O objetivo deste trabalho foi estudar a remoção de metais pesados de efluentes sintéticos aquosos através de nanofiltração, com utilização de membrana de poliamida. A membrana utilizada constituída de poliamida apresentou uma boa permeabilidade hidráulica, constatada pela linearidade de fluxo com a variação de pressão de trabalho. Os metais estudados foram cobre, cádmio, zinco, chumbo e níquel com especiação de nitrato e sulfato. O desempenho do sistema foi verificado pela variação dos parâmetros operacionais (pressão e fluxo), associados também com a variação da salinidade e da concentração do metal. Em uma etapa inicial estudou-se a remoção de metais (nitrato e sulfato) isoladamente em uma mesma concentração molar, na pressão de 10 bar, comparando-se as rejeições com e sem agente complexante (EDTA). Em uma segunda etapa, estudou-se o desempenho da membrana, com misturas dos metais (nitrato) e mistura de metais (sulfato), também com e sem agente complexante, os resultados mostraram que a presença de agente complexante melhorou a rejeição dos metais. Nestas misturas estudaram-se os efeitos das concentrações (0,001; 0,0005 e 0,0001mol/L) e das pressões (5; 7; 10 e 12,5 bar) no sistema de remoção, constatou-se que o aumento da concentração e diminuição da pressão afeta a remoção. Em uma terceira etapa, estudou-se a influência da salinidade pela mistura de dois metais de mesma especiação (sulfato), comparando a remoção na pressão de 10 bar. Os resultados atestaram uma rejeição maior que 94 % para todos metais, na pressão de 10 bar, indicando um excelente desempenho e fluxo adequado, daí viabilidade de processo para todas as concentrações testadas. A pertinência do teste se justifica pela adequação do permeado ao atendimento aos padrões ambientais de concentração de metais e confirmam a eficácia do sistema de nanofiltração na remoção de metais pesados

Magnetic behavior of basic iron(III) compounds. I. Magnetic behavior of the basic iron sulphates and basic iron chromate. II. Magnetic behavior of delta ferric oxide hydroxide

I. The thermomagnetic behavior and infrared spectroscopic features of KFe₃(SO₄)₂(OH)₆ (jarosite), (H₃O)Fe₃(SO₄)₂ (OH)₆ (hydronium jarosite), KFe₃(CrO₄)₂ (OH)₆, Fe(OH)SO₄ (basic iron sulfate), and Fe(OH)CrO₄ (basic iron chromate) are reported. Fe(OH)CrO₄ and KFe₃(CrO₄)₂ (OH)₆ are shown to be weak ferro magnets with Curie temperatures of 73 and 71 °K, respectively. This unusual magnetic behavior is rationalized in terms of the ionic spin configurations of the phases. Exchange coupling through chromate bridging groups is shown to be weak.

II. The magnetic behavior and the influence of preparative history on the magnetic behavior of δFeO(OH) is reported. δFeO(OH) is shown to be a fine-particulate, uniaxial, magnetic species. Magnetization data for this species are shown to be consistent with the existence of magnetically inactive layers surrounding magnetic particles.

Monitoramento microbiológico e físico-químico de tanques de armazenamento de óleo e água

A injeção da água do mar nos campos marítimos (offshore), processo este conhecido como recuperação secundária de petróleo, gera muitos resíduos e efluentes. Dentre estes, pode-se destacar a água produzida, que consiste de água de formação, água naturalmente presente na formação geológica do reservatório de petróleo, e água de injeção, aquela normalmente injetada no reservatório para aumento de produção. Sete tanques de armazenamento de água/óleo de um terminal foram monitorados quanto à presença de micro-organismos e teores de sulfato, sulfeto, pH e condutividade. Particularmente, as bactérias redutoras de sulfato (BRS), que agem às expensas da atividade de outras espécies, reduzindo sulfato à sulfeto, constituindo-se num problema-chave. Os tanques de óleo codificados como Verde, Ciano, Roxo, Cinza, Vermelho, Amarelo e Azul, apresentaram comportamentos distintos quanto aos parâmetros microbiológicos e físico-químicos. Após este monitoramento, de acordo com valores referência adotados, e levando-se em conta como principais parâmetros classificatórios concentrações de BRS, bactérias anaeróbias totais e sulfeto, os dois tanques considerados mais limpos do monitoramento foram os tanques roxo e ciano. Analogamente, por apresentarem os piores desempenhos frente aos três principais parâmetros, os tanques amarelo e cinza foram considerados os mais sujos de todo o monitoramento. Após esta segregação, esses três principais parâmetros, mais a concentração de sulfato, foram inter-relacionados a fim de se corroborar esta classificação. Foi possível observar que o sulfeto instantâneo não foi o parâmetro mais adequado para se avaliar o potencial metabólico de uma amostra. Por este motivo, foram verificados os perfis metabólicos das BRS presentes nas amostras, confirmando a segregação dos tanques, baseada em parâmetros em batelada

Physical, Metabolic, and Energetic Investigations of Methane-Metabolizing Microbial Communities

Understanding the roles of microorganisms in environmental settings by linking phylogenetic identity to metabolic function is a key challenge in delineating their broad-scale impact and functional diversity throughout the biosphere. This work addresses and extends such questions in the context of marine methane seeps, which represent globally relevant conduits for an important greenhouse gas. Through the application and development of a range of culture-independent tools, novel habitats for methanotrophic microbial communities were identified, established settings were characterized in new ways, and potential past conditions amenable to methane-based metabolism were proposed. Biomass abundance and metabolic activity measures – both catabolic and anabolic – demonstrated that authigenic carbonates associated with seep environments retain methanotrophic activity, not only within high-flow seep settings but also in adjacent locations exhibiting no visual evidence of chemosynthetic communities. Across this newly extended habitat, microbial diversity surveys revealed archaeal assemblages that were shaped primarily by seepage activity level and bacterial assemblages influenced more substantially by physical substrate type. In order to reliably measure methane consumption rates in these and other methanotrophic settings, a novel method was developed that traces deuterium atoms from the methane substrate into aqueous medium and uses empirically established scaling factors linked to radiotracer rate techniques to arrive at absolute methane consumption values. Stable isotope probing metaproteomic investigations exposed an array of functional diversity both within and beyond methane oxidation- and sulfate reduction-linked metabolisms, identifying components of each proposed enzyme in both pathways. A core set of commonly occurring unannotated protein products was identified as promising targets for future biochemical investigation. Physicochemical and energetic principles governing anaerobic methane oxidation were incorporated into a reaction transport model that was applied to putative settings on ancient Mars. Many conditions enabled exergonic model reactions, marking the metabolism and its attendant biomarkers as potentially promising targets for future astrobiological investigations. This set of inter-related investigations targeting methane metabolism extends the known and potential habitat of methanotrophic microbial communities and provides a more detailed understanding of their activity and functional diversity.

Avaliação da corrosão microbiológica do aço carbono 1020 em água do mar sintética na presença de bactérias redutoras de sulfato

Bactérias redutoras de sulfato (BRS) possuem um papel importante na corrosão de ligas metálicas expostas em hábitats marinhos, óleos e solos úmidos. A redução do sulfato por estas bactérias resulta na produção de H2S, podendo influenciar os processos anódico e catódico na corrosão de materiais. Neste trabalho, o comportamento da corrosão microbiológica no aço carbono AISI 1020 foi avaliada em meio Postgate C, na presença e na ausência de BRS, as quais foram isoladas da camada de ferrugem presente numa tubulação submersa da Baía de Guanabara RJ. A taxa de corrosão e o comportamento eletroquímico do aço nas duas condições foram investigados através dos métodos de perda de massa e de polarização potenciodinâmica. A formação do biofilme e dos produtos de corrosão na superfície do aço foram observados por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por espectroscopia de energia dispersiva (EDS). Em complementação, foi realizada a quantificação das BRS (planctônicas e sésseis) pelo método do número mais provável (NMP). A presença de BRS no meio ocasionou o deslocamento do potencial de corrosão para valores mais negativos em todos os tempos de ensaio estudados, indicando um aumento no processo corrosivo. Nos ensaios de perda de massa, a taxa de corrosão do aço carbono foi maior na ausência de BRS, provavelmente devido à formação de um biofilme na superfície do metal nos ensaios com inóculo, e a uma menor tendência de haver corrosão generalizada neste tipo de meio. As micrografias de MEV revelaram a presença de agregado celular na superfície do aço carbono durante o experimento, e a presença de pites profundos após remoção do biofilme, mostrando prevalência deste tipo de corrosão. Com 35 dias de ensaio, a densidade de corrente de corrosão aumentou na presença de BRS

Emprego de microscopia de fluorescência para a quantificação microbiana em amostras salinas da indústria do petróleo

Os micro-organismos constituem um grande problema em termos econômicos para a indústria petrolífera. Estes são responsáveis pela produção de substâncias corrosivas e a formação de biofilmes, que causam deterioração dos materiais metálicos. Os principais grupos microbianos presentes em amostras ambientais da indústria do petróleo são as bactérias anaeróbias heterotróficas totais (BANHT) e as bactérias redutoras de sulfato (BRS). Atualmente, a quantificação desses grupos microbianos é realizada através da técnica do Número Mais Provável (NMP) que estima o resultado em aproximadamente 28 dias. Neste trabalho foi otimizada uma metodologia para a microscopia de fluorescência de amostras salinas provenientes de tanques de armazenamento de água/óleo. As condições testadas foram o tipo de óleo de imersão, o tipo de diluente, o volume do corante, o volume da amostra corada e a concentração do fixador (glutaraldeído) numa tentativa de correlacionar com resultados de quantificação de BANHT e BRS através da técnica convencional do NMP. Nesse caso, as células totais foram quantificadas por microscopia de fluorescência utilizando o corante fluorescente laranja de acridina (AO). Verificou-se que houve uma correlação entre os resultados da quantificação de células totais por microscopia de fluorescência e os resultados de BANHT pela técnica do NMP, devido a pouca variação de valores expressos em ambas as quantificações. Entretanto, não foi possível correlacionar os resultados da quantificação de células totais com os resultados de BRS por NMP devido à grande variação dos valores de quantificação de BRS. Na microscopia de fluorescência, foi possível, quantificar os micro-organismos em aproximadamente 30 minutos e através das fotografias, verificou-se ainda que as amostras apresentaram-se nítidas e os micro-organismos com uma boa fluorescência

Field and Laboratory Studies of Atmospheric Organic Aerosol

This thesis is the culmination of field and laboratory studies aimed at assessing processes that affect the composition and distribution of atmospheric organic aerosol. An emphasis is placed on measurements conducted using compact and high-resolution Aerodyne Aerosol Mass Spectrometers (AMS). The first three chapters summarize results from aircraft campaigns designed to evaluate anthropogenic and biogenic impacts on marine aerosol and clouds off the coast of California. Subsequent chapters describe laboratory studies intended to evaluate gas and particle-phase mechanisms of organic aerosol oxidation.

The 2013 Nucleation in California Experiment (NiCE) was a campaign designed to study environments impacted by nucleated and/or freshly formed aerosol particles. Terrestrial biogenic aerosol with > 85% organic mass was observed to reside in the free troposphere above marine stratocumulus. This biogenic organic aerosol (BOA) originated from the Northwestern United States and was transported to the marine atmosphere during periodic cloud-clearing events. Spectra recorded by a cloud condensation nuclei counter demonstrated that BOA is CCN active. BOA enhancements at latitudes north of San Francisco, CA coincided with enhanced cloud water concentrations of organic species such as acetate and formate.

Airborne measurements conducted during the 2011 Eastern Pacific Emitted Aerosol Cloud Experiment (E-PEACE) were aimed at evaluating the contribution of ship emissions to the properties of marine aerosol and clouds off the coast of central California. In one study, analysis of organic aerosol mass spectra during periods of enhanced shipping activity yielded unique tracers indicative of cloud-processed ship emissions (m/z 42 and 99). The variation of their organic fraction (f₄₂ and f₉₉) was found to coincide with periods of heavy (f₄₂ > 0.15; f₉₉ > 0.04), moderate (0.05 < f₄₂ < 0.15; 0.01 < f₉₉ < 0.04), and negligible (f₄₂ < 0.05; f₉₉ < 0.01) ship influence. Application of these conditions to all measurements conducted during E-PEACE demonstrated that a large fraction of cloud droplet (72%) and dry aerosol mass (12%) sampled in the California coastal study region was heavily or moderately influenced by ship emissions. Another study investigated the chemical and physical evolution of a controlled organic plume emitted from the R/V Point Sur. Under sunny conditions, nucleated particles composed of oxidized organic compounds contributed nearly an order of magnitude more cloud condensation nuclei (CCN) than less oxidized particles formed under cloudy conditions. The processing time necessary for particles to become CCN active was short ( < 1 hr) compared to the time needed for particles to become hygroscopic at sub-saturated humidity ( > 4 hr).

Laboratory chamber experiments were also conducted to evaluate particle-phase processes influencing aerosol phase and composition. In one study, ammonium sulfate seed was coated with a layer of secondary organic aerosol (SOA) from toluene oxidation followed by a layer of SOA from α-pinene oxidation. The system exhibited different evaporative properties than ammonium sulfate seed initially coated with α-pinene SOA followed by a layer of toluene SOA. This behavior is consistent with a shell-and-core model and suggests limited mixing among different SOA types. Another study investigated the reactive uptake of isoprene epoxy diols (IEPOX) onto non-acidified aerosol. It was demonstrated that particle acidity has limited influence on organic aerosol formation onto ammonium sulfate seed, and that the chemical system is limited by the availability of nucleophiles such as sulfate.

Flow tube experiments were conducted to examine the role of iron in the reactive uptake and chemical oxidation of glycolaldehyde. Aerosol particles doped with iron and hydrogen peroxide were mixed with gas-phase glycolaldehyde and photochemically aged in a custom-built flow reactor. Compared to particles free of iron, iron-doped aerosols significantly enhanced the oxygen to carbon (O/C) ratio of accumulated organic mass. The primary oxidation mechanism is suggested to be a combination of Fenton and photo-Fenton reactions which enhance particle-phase OH radical concentrations.

Redução de carga orgânica recalcitrante de efluente de indústria gráfica por reação de fenton

A Casa da Moeda do Brasil (CMB) é uma empresa nacional, com mais de 300 anos de experiência na produção de valores e impressos de segurança. A produção de cédulas, realizada pelo Departamento de Cédulas (DECED), consiste de três etapas de impressão, off-set, calografia e tipografia, seguida de acabamento e embalagem semi-automatizado. A impressão calcográfica consome solução de limpeza, composta de soda cáustica e óleo sulfonado, para limpeza do cilindro de impressão, gerando um efluente líquido saturado de tinta. Este efluente apresenta baixa biodegradabilidade, apresentando uma relação DBO / DQO de aproximadamente 1:4. Em termos de tratabilidade, as estações de tratamento de efluentes (ETE) apresentam uma configuração convencional, por via biológica, demonstram pouca eficiência na degradação da matéria orgânica deste efluente. Com compostos recalcitrantes, torna-se necessária a inclusão de uma etapa terciária que permita sua degradação por via química, permitindo o descarte do efluente com características menos danosas ao ambiente. Neste trabalho, aplicou-se a reação de Fenton no efluente do DECED por sua capacidade de converter a matéria orgânica em gás carbônico e água ou, caso seja utilizado em pré-tratamentos, torna-os biodegradáveis. Foram estudadas diferentes condições para medir a influência de diferentes parâmetros na eficiência da reação. A reação de Fenton consiste na geração de radicais hidroxil (HO), por diferentes rotas, em quantidades suficientes para a degradação de matéria orgânica. Esses radicais são gerados a partir de peróxido de hidrogênio (H2O2) em reações com diferentes precursores como ozônio (O3), luz UV (ultravioleta), ultra-som e sais de ferro. No presente trabalho restringiu-se às reações com sais de ferro. Dentre os resultados obtidos, verificou-se o tempo mínimo para reação em 10 minutos. A relação entre íons ferro e peróxido de hidrogênio é menor do que a literatura normalmente sugere, 1:2, contra 1:3. Como a solução de sulfato ferroso é muito instável, passando os íons ferrosos a férricos, utilizou-se a adição direta do sal. Em escala industrial, a solução de sulfato ferroso deve ser preparada em poucas quantidades para que tenha baixo tempo de estocagem, a fim de não ser degradada. A temperatura, na faixa estudada (de 20C à 45C), é um parâmetro que tem pouca influência, pois a redução da eficiência da reação foi pequena (de 99,0% para 94,9%). O ferro utilizado na reação não se demonstrou uma nova fonte de transtornos para o ambiente. Nas condições utilizadas, a concentração de ferro residual esteve próxima ao limite permitido pela legislação no efluente tratado, necessitando apenas de alguns ajustes para a correção do problema

Studies of bacteriophage T4 tail fibers and tail fiber genes

The distal half of the bacteriophage T4 tail fiber interacts with the surface of the bacterium during adsorption. The largest polypeptide in this half fiber is the product of gene 37 (P37). During assembly of the tail fiber, P37 interacts with the product of gene 38 (P38). These two gene products are incompatible with the corresponding gene products from the related phage T2. T2 P37 does not interact with T4 P38 and T2 P38 does not interact with T4 P37. Crosses between T2 and T4 phages mutant in genes 37 and 38 have shown that the carboxyl end of P37 interacts with P38 and with the bacterial surface. In the corresponding region of gene 37 and in gene 38 there is no recombination between T2 and T4. In the rest of gene 37 there are two small regions with relatively high recombination and a region of low recombination.

When T2/T4 heteroduplex DNA molecules are examined in the electron microscope four nonhomologous loops appear in the region of genes 37 and 38. Heteroduplexes between hybrid phages which have part of gene 37 from T4 and part from T2 have roughly located gene 37 mutations in the heteroduplex pattern. For a more precise location of the , mutations a physical map of gene 37 was constructed by determining the molecular weights of amber polypeptide fragments on polyacrylamide gels in the presence of sodium dodecyl sulfate. When the physical and heteroduplex maps are aligned, the regions of low recombination correspond to regions of nonhomology between T2 and T4. Regions with relatively high recombination are homologous.

The molecular weight of T2 P37 is about 13,000 greater than that of T4 P37. Analysis of hybrid phage has shown that this molecular weight difference is all at the carboxyl end of P37.

An antiserum has been prepared which is specific for the distal half fiber of T4. Tests of the ability of gene 37 hybrids to block this antiserum show that there are at least 4 subclasses of antigen specified by different parts of P37.

Observations in the electron microscope of the tailfiber - anti- body complexes formed by the gene 37 hybrids and the specific anti- serum have shown that P37 is oriented linearly in the distal half fiber with its N-terminus near the joint between the two half fibers and its C-terminus near the tip of the fiber. These observations lead to a simple model for the structure of the distal half fiber.

The high recombination in T4 gene 34 was also investigated. A comparison of genetic and physical maps of gene 34 showed that there is a gradient of increasing recombination near one end of the gene.