Screening of highly modular sugar-based ligand libraries in the enantioselective C-C coupling reactions

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la University of Nottingham, Gran Bretanya, entre març i abril del 2007. Aquest treball s’ha centrat en l’aplicació de compostos derivats de la D-(+)-glucosa, de la D-(+)-fructosa i la D-galactosa com a lligands de catalitzadors homogenis quirals en dos reaccions asimètriques: addició 1,2 a aldehids catalitzada per níquel i addició 1,4 conjugada catalitzada per coure.(veure figura adjunta al final del document). En primer lloc, s’ha estudiat l’aplicació dels compostos L1-L6 a les reaccions d’addició 1,2 a aldehids catalitzades per níquel. S’ha observat que la selectivitat del procés depèn principalment del grup funcional unit a l’esquelet del lligand, de les propietats estèriques del substituent en la funció oxazolina i de l’estructura del substrat. S’ha obtingut fins a un 59% d’excés enantiomèric utilitzant el precursor de catalitzador que conté el lligand L3a. En segon lloc, aquest treball descriu l’aplicació de les tres famílies de compostos (L1-L11) com a lligands en la reacció d’addició 1,4 catalitzada per coure de compostos organometàl•lics a diferents enones amb diferents propietats estèriques. L’ús de les llibreries de compostos fosfit-oxazolina (L1-L5) i fosfit-fosforamidit (L6) han proporcionat bones enantioselectivitats (fins a 80%) en l’addició de reactius de trialquilalumini a diferents enones. En canvi, la llibreria de compostos monofosfit (L7-L11) ha mostrat bones activitats però enantioselectivitats fins a 57%.

Autoensamblaje dirigido de nanoestructuras de Ce0,9Gd0,1O2-y crecidas por vía química sobre sustratos nanoindentados

En la presente memoria se expone el trabajo realizado en el marco de partículas nanométricas de óxido de cerio (IV) dopado con gadolinio (Ce0,9Gd0,1O2‐y) crecidas por métodos químicos sobre sustratos de tipo perovskita previamente modificados por nanoindentación. El estudio de la influencia de las deformaciones mecánicas del sustrato en la ordenación espontánea de las nanoestructuras nos permitirá poder prever y diseñar sistemas de autoensamblaje asistido y asomarnos al ansiado control en la fabricación de sistemas en el rango nanométrico.

Estudio de cerámicas nanoestructuradas mediante difracción de rayos X y microscopía electrónica de alta resolución

Este proyecto trata sobre la determinación de las relaciones epitaxiales que se dan entre una capa de NGO (Oxido de Neodimio-Galio) y una capa depositada de CGO (Óxido de Cerio dopado con Gadolinio). Con ello buscamos estudiar indirectamente como podemos producir las dislocaciones antes citadas mediante la tensión superficial que se crea al dar lugar un crecimiento heteroepitaxial auto-ensamblado de nanohilos sobre un substrato. Para utilizar en el futuro esta cerámica nanoestructurada como plantillas de superconductores. Abordaremos este objetivo mediante dos vertientes distintas. Por un lado, mediante el estudio de una muestra mediante difracción de rayos X en dos dimensiones (DRX2). Y paralelamente mediante su visualización usando Microscopía Electrónica de Transmisión (MET).

Determinació de la deposició atmosfèrica de metalls pesants a les Muntanyes de Prades (Tarragona) a partir dels bioindicadors Xanthoria parietina i Hypnum cupressiforme

En aquest estudi s’ha determinat la deposició atmosfèrica de metalls pesants a partir dels bioindicadors Xanthoria parietina (liquen) i Hypnum cupressiforme (molsa), en 16 punts de mostreig repartits per la zona on s’ubicarà el futur parc natural de les Muntanyes de Prades (Tarragona). A partir de la comparació de les concentracions obtingudes en aquest treball amb les d’altres estudis de plantejament equiparable, es va comprovar que la majoria de valors de concentració dels metalls eren similars als d’altres zones geogràfiques estudiades, a excepció del crom i el níquel, que presentaven valors clarament més elevats. A partir de proves estadístiques (ANOVA, regressions múltiples) es va determinar que existien diferències significatives entre les concentracions de metalls dels diferents punts de mostreig. També es van detectar correlacions significatives entre les concentracions dels punts de mostreig i la distància d’aquests respecte els focus potencials de contaminació que s’havien considerat prèviament. Amb les dades obtingudes a partir un petit anàlisi de la riquesa liquènica dels punts de mostreig, es va disposar d’informació extra per poder avaluar les fonts i el patró de distribució d’aquests contaminants.

L'anoditzat d'alumini com a eina per a la fabricació de nanomaterials 1D

El projecte se centra en la fabricació de nanomaterials 1D mitjançant una estratègia sintètica, basada en la combinació de metodologies top-down i bottom-up: la deposició de materials diversos a l’interior de l’estructura porosa de l’alúmina anòdica. En una primera etapa del treball, es desenvolupa el procés de fabricació de les membranes poroses, conegut com anoditzat de l’alumini. S’analitzen diversos aspectes del procés per tal d’optimitzar-lo i aconseguir la fabricació de capes poroses d’elevada qualitat de manera controlada, reproduïble i utilitzant un alumini de baixa puresa. Posteriorment, s’avalua la versatilitat de les membranes com a plantilla per a l’obtenció de nanomaterials amb geometria 1D (nanofils i nanotubs) mitjançant tècniques diverses. D’una banda es fabriquen nanofils de níquel magnètics mitjançant tècniques electroquímiques de deposició, amb la novetat que la formació del dipòsit té lloc directament a través del sistema alumini – alúmina. D’altra banda, s’obtenen nanotubs d’òxid de ferro magnètic (Fe3O4) mitjançant la tècnica de deposició per capes atòmiques. Les dues tècniques permeten un alt control de tots els paràmetres estructurals. Finalment, s’inclou un estudi sobre la preparació de membranes poroses d’alúmina anòdica avançades. La principal característica d’aquestes membranes és la modulació a voluntat del diàmetre de porus, resultant en pseudo-nanoestructures 1D.

Estudio de los mecanismos terapéuticos en la inducción de tolerancia immunológica en un modelo animal de esclerosis múltiple

En una serie de estudios previos demostramos que la infusión de células de médula ósea (MO) modificadas genéticamente para la expresión del autoantígeno MOG40-55 en ausencia de mieloablación inducía tolerancia antígenoespecífica en un modelo murino de esclerosis múltiple. También observamos que este efecto terapéutico no requería injerto hematopoyético. Nos propusimos estudiar si el efecto tolerogénico está inducido por una subpoblación de células generadas durante la transducción de la MO y el papel de las células T reguladoras en la inducción de la tolerancia. Las células de MO fueron cultivadas y transducidas usando medio complementado con 20% FCS y medios condicionados como fuente de stem cell factor (SCF) e IL-3 murinos. Las diferentes poblaciones celulares se separaron por citometría de flujo y se analizó la capacidad supresora de las poblaciones candidatas. Por otro lado se analizó la presencia de células T reguladoras en bazo y SNC de los ratones recuperados después de la infusión de células de MO transducidas. A los cinco días de cultivo, la mayoría de células presentaban fenotipo mieloide (Mac-1+Gr-1low/-:31,9+-10,2%; Mac-1+Gr-1high:26,0+-3,3%). Ambos fenotipos se corresponden con dos subpoblaciones de células mieloides supresoras (MDSC, tipo monocí¬tico y granulocítico respectivamente) descritas recientemente. Se estudió la capacidad de ambas poblaciones para suprimir la respuesta proliferativa específica de esplenocitos frente a MOG40-55 in vitro, observando una mayor capacidad de supresión de las MDSC monocíticas, que se correspondí¬a con niveles significativamente superiores de actividad de las enzimas arginasa-1 y sintasa de óxido nítrico (ambos mecanismos supresores característicos de las MDSC). A los 7 días del tratamiento no se observaron diferencias significativas en el porcentaje de células T reguladoras (Treg y Tr1) entre el grupo tratado (liM) y los grupos de control.

Estudi de l'estabilitat tèrmica de l'espinel·la NiCo2O4 mesoporosa

Els materials mesoporos (amb una mida controlada de porus entre els 2 i 50 nm) tenen com a tret diferencial la seva gran superfície específica, la qual els fa aptes per a aplicacions molt diverses. L’espinel·la de NiCo2O4 és aplicable com a sensor de gasos, com a catalitzador de les reaccions d’evolució i reducció d’oxigen o com a elèctrode en electrosíntesi inorgànica i orgànica. Hom preveu que l’obtenció de NiCo2O4 mesoporós podria ampliar el ventall d’aplicacions d’aquest material o millorar les prestacions de les ja existents. L’objectiu del projecte és el de determinar el rang de temperatures d’ús dels dispositius que incorporin l’espinel·la de NiCo2O4 mesoporosa. Per tal d’analitzar l’estabilitat tèrmica d’aquest material, es realitza un procés de síntesi complet de mostres d’aquestes característiques. S’inicia un procés d’obtenció de nanomotlles de sílice amb mesoestructura SBA-15 i KIT-6 pel mètode de soft-templating. Aquests templates es validen per TEM i EDX i són els emprats per a la síntesi de mostres de NiCo2O4 per hard-templating. Un cop sintetitzades les mostres de NiCo2O4 SBA-15 i KIT-6, es procedeix a validar la qualitat de la seva mesoestructura per TEM, i la seva composició química per EDX i de fases per XRD. Aquestes dues mostres as-prepared passen a ser sotmeses a un seguit de tractaments tèrmics a temperatures de 400ºC, 450ºC, 500ºC, 550ºC i 600ºC. Això permetrà observar per TEM el col·lapse de la mesoestructura i per XRD serà possible detectar i quantificar la segregació de NiO que podria malmetre les propietats del material en qualsevol de les seves aplicacions. Segons l’aparició d’aquests dos efectes negatius, es determinarà una temperatura crítica de funcionalitat del NiCo2O4 mesoporós. També es farà una anàlisi termogravimètrica dels precursors emprats per a la síntesi del NiCo2O4 confinats en templates de sílice: nitrat de cobalt i nitrat de níquel per separat, i una mescla d’ambdós amb proporcions 0,5:1 Ni(II):Co(II). Es podrà observar en quines temperatures tenen lloc el processos físicoquímics patits per aquests precursors, quan té lloc la formació dels òxids pertinents i com afecta la presència dels nanomotlles a cada un d’ells. Finalment, aquest projecte també incideix en l’estudi de la reproductibilitat per hard-templating de l’espinel·la de FeCo2O4, un material força desconegut en format mesoporós. I la caracterització de les mostres as-prepared per TEM, EDX i XRD.

Estudi de les càrregues ambientals del compostatge casolà. Simulació d'un sistema de compostatge domèstic i determinació d'emissions de gasos contaminants

Aquest treball s’enfoca cap l’anàlisi de les emissions de gasos amb un potencial impacte negatiu sobre l’entorn que es poden emetre a l’atmosfera durant el compostatge casolà com són el metà i l’òxid nitrós pel seu paper de gasos d’efecte hivernacle i l’amoníac, però sense oblidar el seguiment dels paràmetres del procés en si i la determinació de la qualitat del compost produït. Durant poc més de 6 mesos s’ha simulat un sistema de compostatge casolà tal i com podria donar‐se en un domicili particular i s’ha confirmat la seva eficàcia en la reducció en pes del residu tractat així com l’obtenció d’un producte final altament estable i d’una qualitat més que acceptable. Pel que fa a les emissions de gasos, les quantitats determinades no són menyspreables. L’experiment s’ha realitzat per triplicat. Les emissions són molt erràtiques i no s’han trobat patrons clars en la seva evolució durant el procés de compostatge més enllà d’una certa correlació entre les emissions d’amoníac i la diferència de temperatures entre l’ambient i l’interior dels compostadors. Cal destacat un elevat grau de biaix en la determinació d’emissions gasoses a petita escala, com és el cas del compostatge casolà. Finalment constatar que la generació de lixiviats en el compostatge domèstic pot ser important donat el contingut en aigua de la matèria orgànica tractada a nivell casolà i el limitat accés a material estructurant sec que es té per a compensar‐les.

Functional Variants in NOS1 and NOS2A Are Not Associated with Progressive Hearing Loss in Ménière's Disease in a European Caucasian Population

Hearing loss in Meniere's disease (MD) is associated with loss of spiral ganglion neurons and hair cells. In a guinea pig model of endolymphatic hydrops, nitric oxide synthases (NOS) and oxidative stress mediate loss of spiral ganglion neurons. To test the hypothesis that functional variants of NOS1 and NOS2A are associated with MD, wed genotyped three functional variants of NOS1 (rs41279104,rs2682826, and a cytosine-adenosine microsatellite repeat in exon 1f) and the CCTTT repeat in the promoter of NOS2A gene (rs3833912) in two independent MD sets(273 patients in total) and 550 controls. A third cohort of American patients was genotyped as replication cohort for the CCTTT repeat. Neither allele nor genotype frequencies of rs41279104 and rs2682826 were associated with MD, although longer alleles of the cytosine-adenosine microsatellite repeat were marginally significant (corrected p = 0.05) in the Mediterranean cohort but not in a second Galicia cohort. Shorter numbers of the CCTTT repeat in NOS2A were significantly more frequent in Galicia controls (OR = 0.37 [CI, 0.18-0.76], corrected p =0.04), but this finding could not be replicated in Mediterranean or American case-control populations. Meta-analysis did not support an association between CCTTT repeats and risk for MD. Severe hearing loss (>75 dB) was also not associated with any functional variants studied. Functional variants of NOS1 and and NOS2A do not confer susceptibility for MD.

Genetic analysis of caveolin-1 and eNOS genes in colorectal cancer.

Caveolae are involved in physical compartmentalization between different groups of signaling events. Its main component, CAV1, modulates different pathways in cellular physiology. The emerging evidence pointing to the role of CAV1 in cancer led us to study whether different alleles of this gene are associated with colorectal cancer (CRC). Since one of the most characterized enzymes regulated by CAV1 is eNOS, we decided to include both genes in this study. We analyzed five SNPs in 360 unrelated CRC patients and 550 controls from the general population. Two of these SNPs were located within eNOS and three within the CAV1 gene. Although haplotype distribution was not associated with CRC, haplotype TiA (CAV1) was associated with familiar forms of CRC (p<0.05). This was especially evident in CRC antecedents and nuclear forms of CRC. If both CG (eNOS) and TiA (CAV1) haplotypes were taken together, this association increased in significance. Thus, we propose that CAV1, either alone or together with eNOS alleles, might modify CRC heritability.

Regulation of cell death receptor S-nitrosylation and apoptotic signaling by Sorafenib in hepatoblastoma cells.

Nitric oxide (NO) plays a relevant role during cell death regulation in tumor cells. The overexpression of nitric oxide synthase type III (NOS-3) induces oxidative and nitrosative stress, p53 and cell death receptor expression and apoptosis in hepatoblastoma cells. S-nitrosylation of cell death receptor modulates apoptosis. Sorafenib is the unique recommended molecular-targeted drug for the treatment of patients with advanced hepatocellular carcinoma. The present study was addressed to elucidate the potential role of NO during Sorafenib-induced cell death in HepG2 cells. We determined the intra- and extracellular NO concentration, cell death receptor expression and their S-nitrosylation modifications, and apoptotic signaling in Sorafenib-treated HepG2 cells. The effect of NO donors on above parameters has also been determined. Sorafenib induced apoptosis in HepG2 cells. However, low concentration of the drug (10nM) increased cell death receptor expression, as well as caspase-8 and -9 activation, but without activation of downstream apoptotic markers. In contrast, Sorafenib (10µM) reduced upstream apoptotic parameters but increased caspase-3 activation and DNA fragmentation in HepG2 cells. The shift of cell death signaling pathway was associated with a reduction of S-nitrosylation of cell death receptors in Sorafenib-treated cells. The administration of NO donors increased S-nitrosylation of cell death receptors and overall induction of cell death markers in control and Sorafenib-treated cells. In conclusion, Sorafenib induced alteration of cell death receptor S-nitrosylation status which may have a relevant repercussion on cell death signaling in hepatoblastoma cells.

Avaliação do crescimento microbiano em sondas de uso único para vitrectomia reprocessadas na prática assistencial

O objetivo deste estudo foi avaliar o crescimento microbiano em sondas para vitrectomia de uso único, reprocessadas na prática assistencial. Foram investigadas nove sondas reusadas e reprocessadas por diferentes métodos. As sondas foram segmentadas, individualmente, em porções de 3,5 cm, totalizando em 979 unidades amostrais (extensões, conectores e ponteiras) inoculadas em meio de cultura e incubadas a 37ºC, por 14 dias. Os resultados mostraram crescimento microbiano em 57 (5,8%) unidades amostrais, das quais, 25 foram esterilizadas por Óxido de Etileno, 16 por Plasma de Peróxido de Hidrogênio e 16 por Vapor à Baixa Temperatura e Formaldeído. Foram identificadas 17 espécies microbianas, sendo as mais prevalentes o Micrococcus spp., Staphylococcus coagulase negativa, Pseudomonas spp. e Bacillus subtilis. O reuso de sondas de uso único para vitrectomia não se mostrou seguro, portanto tal prática não é recomendada.

Estudo Químico e Biológico das Espécies Vegetais Caboverdianas Echium Hypertropicum Webb e Echium Stenosiphon Webb Subsp. Stenosiphon

Echium hypertropicum Webb e Echium stenosiphon Webb subsp. stenosiphon são arbustos endêmicos de Cabo Verde, usados na medicina popular para o tratamento de distúrbios gastrintestinais e tosse. As duas espécies tiveram suas frações alcalóidicas obtidas por extração ácido-base. A análise por CG-EM e ESI-EM/EM indicou a presença de alcaloides pirrolizidínicos (APs) e as substâncias purificadas foram analizadas por experimentos de RMN de 1D e 2D. Um total de 10 alcaloides foram isoladas e identificadas, sendo que 8 identificadas através da comparação de suas massas moleculares e padrões de fragmentação de massas, com a base de dados NIST e os dados da litratura para o género. Os diésteres hepatotóxicos equimidana e 7-(2-metilbutiril)-9-equimidinilretronecina foram identificadas em ambas as espécies. Os alcaloides 7-senecioilretronecina, 9-angeloilretronecina, licopsamina, 7-acetil-licopsamina e equihumilina foram identificados nas folhas de E. hypertropicum, enquanto que o N-óxido da 7-(2-metilbutiril)-9-equimidinilretronecina foi identificado nas folhas de E. stenosipnhon. A equimidina foi o componente majoritário na fração em éter dietílico das folhas de E. hypertropicum, enquanto a 7-(2-metilbutiril)-9-equimidinilretronecina foi o componente majoritário na fração em diclorometano das folhas de E. stenosiphon. O alcaloide 7-(2-metilbutiril)-9-equimidinilretronecina N-óxido foi identificado pela primeira vez no gênero Echium. Em adição, 22 componentes de óleo essencial foram identificadas nas flores de Echium hypertropicum, sendo trans-fitol (30,64 %), n-pentacosano (8,28 %) e n-tricosano (6,73) como componentes majoritários. O triterpeno friedelina foi também isolado das folhas de E. hypertropicum. Na avaliação da atividade antibacteriana, os extratos etanólicos das duas espécies vegetais e o alcaloide 7-(2-metilbutiril)-9-equimidinilretronecina foram capazes de inibir o crescimento de Staphylococcus aureus ATCC 29213 com CMI de 250,0 μg/mL e 25,0 μg/mL, respectivamente. A atividade anticolinesterásica foi avaliada e a equimidina foi capaz de inibir a enzima acetilcolinesterase nas concentrações testadas com o valor de P = 0,0011. O alcaloide 7-(2-metilbutiril)-9-equimidinilretronecina retardou o crescimento do fitófago Dysdercus peruvianus na concentração de 1mg/mL. Os extratos etanólicos de E. hypertropicum e E. stenosiphon (3,9 μg/mL) foram avaliados frente ao vírus HSV. O extrato etanólico de E. hypertropicum apresentou uma porcentagem de inibição (PI) de 27,5% contra HSV-1S e 43,8% contra HSV-2S. Apresentaram ainda elevada citotoxidade para as celulas Vero, utilizadas como sistema hospedeiro (CC50 de 140,10 μg/mL e 96,86 μg/mL). A composição química e as atividades biológicas de E. hypertropicum e E. stenosiphon subsp. stenosiphon foram relatadas pela primeira vez. As substâncias identificadas podem ser utilizadas no futuro como marcadores quimiotaxonômicos para o gênero Echium.

Crescimento inicial e absorção de zinco pelo milho em função do modo de aplicação e fontes do nutriente

Freqüentemente, têm-se obtido aumentos na produção de grãos de milho em resposta ao Zn, em solos brasileiros. O objetivo do presente trabalho foi comparar fontes e modos de aplicação de Zn à cultura do milho. O experimento foi desenvolvido em casa de vegetação, em vasos de polietileno com capacidade de 10 litros, utilizando-se amostras de um Latossolo Vermelho-Escuro de textura média. Aplicou-se calcário para se atingir 70% de saturação do solo por bases. Os tratamentos consistiram da aplicação de zinco como óxido, sulfato, EDTA e lignossulfonado, na semente (90 g ha-1), no sulco de semeadura (5,3 kg ha-1) e incorporado (5,3 kg ha-1). As plantas foram colhidas 45 dias após a emergência. A aplicação de zinco via semente é eficiente no fornecimento de Zn para o crescimento das plantas até os 45 dias. A incorporação, independentemente da fonte, e o zinco aplicado como EDTA e lignossulfonado proporcionam maior disponibilidade do nutriente ao milho. O crescimento do sistema radicular é prejudicado quando há muito Zn disponível na zona de crescimento. A dose de 5,3 kg ha-1 de zinco como EDTA ou lignossulfonado, quando aplicada no sulco de semeadura, é fitotóxica ao milho.

Lixiviação de metais pesados em solos tratados com lodo de esgoto

Foi realizado um experimento em tubos de percolação, utilizando-se três solos, classificados como Areia Quartzosa (AQ), Latossolo Vermelho-Amarelo (LV) e Latossolo Vermelho-Escuro (LE), aos quais foram incorporadas sucessivas quantidades de lodo de esgoto, totalizando uma dose correspondente a 156,0 t ha-1 (base seca), num período de incubação de 310 dias. Após este período, os solos foram tratados com água ou com soluções de sais (KCl 0,9 mol L-1; KNO3 0,9 mol L-1; K2SO4 0,3 mol L-1 e Ca(NO3)2 0,3 mol L-1), adicionadas em quantidade correspondente a quatro vezes a capacidade de retenção de água dos solos. No líquido percolado pela passagem das soluções salinas, foram determinadas as quantidades de Cd, Cr, Cu, Ni e Zn presentes e, no percolado obtido com a passagem de água, além dos metais anteriormente citados, foram determinadas também as quantidades de Ca2+ e Mg2+. Os resultados permitiram observar que a adição de KCl provocou o arraste de 5% do Cd adicionado via lodo aos solos LV e LE; para os outros sais utilizados e para a água, esse arraste nunca foi superior a 2% do metal pesado adicionado via lodo. A retenção de Cd, Cu, Cr e Ni aumentou com a elevação dos teores de óxidos de Fe e Al presentes nos solos. Os elevados valores de pH e o aumento no teor de matéria orgânica proporcionado pela adição de lodo refletiram também na menor mobilidade dos metais. Os sais KCl e K2SO4 aumentaram a mobilidade de alguns dos metais estudados.