Petrography, geochemistry and structure of the Timmins area, Ontario

Regional structural analysis of the Timmins area indicates four major periods of tectonic deformation. The DI deformation is characterized by a series of isoclinal FI folds which are outlined in the study area by bedding, pillow tops and variolitic flows. The D2 deformation developed the Porcupine Syncline and refolded the Fl folds about a NE. axis. A pervasive S2 foliation developed during low grade (greenschist) regional metamorphism associated with the D2 deformation. The S2 foliation developed south of the Destor-Porcupine Break. The third phase of tectonic D3 deformation is recognized by the development of a S3 sub-horizontal crenulation cleavage which developed on the plane of the S2 foliation. No meso scopic folds are associated with this deformation. The 8 3 crenulation cleavage is observed south of the Destor-Porcupine Break. The D4 tectonic deformation is recorded as a subvertical S4 crenulation cleavage which developed on the plane of the S2 foliation and also offsets the S3 crenulation cleavage. Macroscopic F4 folds have refolded the F2 axial plane. No metamorphic recrystallization is associated with this deformation. The S4 crenulation cleavage is observed south of the Destor-Porcupine Break. Petrographic evidence indicates that the Timmins area has been subjected to pervasive regional low grade (greenschist) metamorphism which has recrystallized the original mineralogy. South of the study are~ the Donut Lake ultramafic lavas have been subjected to contact medium grade (amphibolite facies) metamorphism associated with the intrusion of the Peterlong Lake Complex. The Archean volcanic rocks of the Timmins area have been subdivided into komatiitic, tholeiitic and calcalkaline suites based on Zr, Ti0 2 and Ni. The three elements were used because of their r e lative immobility during subsequent metamorphic events. Geochemical observations in the Timmins area indicates that the composition of the Goose Lake and Donut Lake Formations are a series of peridotitic, pyroxenitic and basaltic komatiites. The Lower Schumacher Formation is a sequence of basaltic komatiites while the upper part of the Lower Schumacher Formation is an intercalated sequence of basaltic komatiites and low Ti0 2 tholeiites. The variolitic flows are felsic tholeiites in composition and geochemical evidenc e sugg ests that they developed as a n immiscible splitting of a tholeiitic magma. The Upper Schumacher Formation is a sequence of tholeiitic rocks dis p laying a mild iron enrichment. The Krist and Boomerang Formations are the felsic calc-alkaline rocks of the study area which are characteristically pyroclastic. The Redstone Fo rmation is dominantly a calc-alkali ne sequence of volcani c rocks whose minor mafic end me mbers exposed in 1t.he study hav e basaltic komatiitic compositions. Geochemical evidence sugges ts that the Keewatin-type se dimentary rocks have a composition similar to a quartz diorite or a granodiorite. Fi e l d obs ervations and petrographic evidence suggests that they were derived fr om a distal source and now repr esent i n part a turbidite sequence. The Timiskaming-type sedimentary rocks approach the c omp osi t ion of the felsic calc-alkaline rocks of the study area . The basal conglomerate in the study are a sugge s ts that th e uni t was derived fr om a proximal source. Petrographic and ge ochemical evidence suggests that the peridotitic and pyroxenitic komatiites originated as a 35-55% partial melt within the mantle, in excess of 100 Km. depth. The melt ros e as a diapir with the subsequent effusion of the ultramafic lavas, The basaltic komatiites and tholeiitic rocks originated in the mantle from lesser degrees of partial melting and fractionated in low pressure chambers. Geochemical evidence suggests a "genetic link" between the basaltic komatiites and tholeiites, The calc-alkaline rocks developed as a result of the increa.se In PO in the magma chamber. The felsic calcalkaline rocks are a late stage effusion possibly the last major volcanic eruptions in the area.

Geochemistry and petrogenesis of the McElroy and Larder Lake assemblages, Abitibi Greenstone Belt, Northeastern Ontario

The McElroy and Larder Lake assemblages, located in the southern Abitibi Greenstone Belt are two late Archean metavolcanic sequences having markedly contrasting physical characteristics arid are separated from one another by a regional fault. An assemblage is an informal term which describes stratified volcanic and/or sedimentary rock units built during a specific time period in a similar depositional or volcanic setting and are commonly bounded by faults, unconformities or intrusions. The petrology and petrogenesis of these assemblages have been investigated to determine if a genetic link exists between the two adjacent assemblages. The McElroy assemblage is homoclinal sequence of evolved massive and pillowed fl.ows, which except for the basal unit represents a progressively fractionated volcanic pile. From the base to the top of the assemblage the lithologies include Fe-tholeiitic, dendritic flows; komatiite basaltic, ultramafic flows; Mg-tholeiitic, leucogabbro; Mg-tholeiitic, massive flows and Fe-tholeiitic, pillowed flows. Massive flows range from coarse grained to aphanitic and are commonly plagioclase glomerophyric. The Larder Lake assemblage consists of komatiitic, Mg-rich and Fe-rich tholeiitic basalts, structurally disrupted by folds and faults. Tholeiitic rocks in the Larder Lake assemblage range from aphanitic to coarse grained massive and pillowed flows. Komatiitic flows contain both spinifex and massive textures. Geochemical variability within both assemblages is attributed to different petrogenetic histories. The lithologies of the McElroy assemblage were derived by partial melting of a primitive mantle source followed by various degrees of crystal fractionation. Partial melting of a primitive mantle source generated the ultramafic flows and possibly other flows in the assemblage. Fractionation of ultramafic flows may have also produced the more evolved McElroy lithologies. The highly evolved, basal, dendritic flow may represent the upper unit 3 of a missing volcanic pile in which continued magmatism generated the remaining McElroy lithologies. Alternatively, the dendritic flows may represent a primary lava derived from a low degree (10-15%) partial melt of a primitive mantle source which was followed by continued partial melting to generate the ultramafic flows. The Larder Lake lithologies were derived by partial melting of a komatiitic source followed by gabbroic fractionation. The tectonic environment for both assemblages is interpreted to be an oceanic arc setting. The McElroy assemblage lavas were generated in a mature back arc setting whereas the Larder Lake lithologies were produced during the early stages of komatiitc crust subduction. This setting is consistent with previous models involving plate tectonic processes for the generation of other metavolcanic assemblages in the Abitibi Greenstone Belt.

Differences in atrial fibrillation properties under vagal nerve stimulation versus atrial tachycardia remodeling

Fond : Le substrat de fibrillation auriculaire (FA) vagale et celui secondaire à remodelage par tachycardie auriculaire (RTA) partagent beaucoup des caractéristiques : période réfractaire efficace (PRE) réduite, hétérogénéité accrue de PRE et quelques mécanismes moléculaires communs. Cette étude a comparé les 2 substrats à une abréviation comparable de PRE. Méthodes : Chez chacun de 6 chiens de groupe de stimulation vagal (SV), les paramètres de stimulation cervicale bilatérale de nerves vagaux ont été ajustés pour produire la même PRE moyenne (calculé à 8 sites des oreillettes gauche et droite) avec 6 chiens de groupe de RTA assorti à sexe et poids. Des paramètres électrophysiologiques, la durée moyenne de la fibrillation auriculaire (DAF) et les fréquences dominantes (FD) locales ont étés calculés. Résultats : En dépit des PREs assorties (SV: 80±12msec contre RTA: 79±12msec) la DAF était plus longue (*), l’hétérogénéité de conduction était plus élevée (*), la FD était plus rapide (*) et la variabilité de FD plus grande (*) chez les chiens SV. Les zones de maximum FD qui reflètent les zones d’origine de FA étaient à côté de ganglions autonomes chez les chiens SV. Conclusions : Pour un PRE atriale comparable, la FA secondaire à SV est plus rapide et plus persistante que la FA avec un substrat de RTA. Ces résultats sont consistants avec des modèles de travail suggérant que l'hyperpolarisation SV-induite contribue de façon important à la stabilisation et à l'accélération des rotors qui maintiennent la FA. La similitude de la distribution de FD du groupe vagal avec la distribution des lésions d’ablation après cartographie des électrogrammes atriales fragmentés suggère des nouvelles techniques d’ablation. La distribution des FD entre le SV et le RTA fournit de nouvelles idées au sujet de possible rémodelage neuroreceptorial et indique des différences importantes entre ces substrats de FA superficiellement semblables.

Étude du mécanisme de protection des spermatozoïdes de mammifères par le lait

Le lait écrémé est utilisé depuis plus d’un demi-siècle comme diluant protecteur des spermatozoïdes de mammifères. Depuis quelques années, il existe une demande grandissante pour des diluants exempts de produits d’origine animale. Toutefois, le mécanisme par lequel le lait protège les spermatozoïdes n’est pas connu, ce qui rend difficile de lui trouver un substitut. Les protéines majeures du plasma séminal de taureau, les protéines « Binder of SPerm » (BSP), sont néfastes lors de la conservation de la semence. Les spermatozoïdes sont en contact avec une grande concentration de protéines BSP qui stimulent une extraction continuelle de cholestérol/phospholipides de leur membrane plasmique. Les lipoprotéines de faible densité (LDL) du jaune d’oeuf, un autre composé utilisé dans les diluants, empêcheraient les protéines BSP de se lier à la membrane des spermatozoïdes de taureaux et de stimuler un efflux des lipides membranaires, ce qui les protégerait durant la conservation. Notre hypothèse était que les protéines du lait protègent les spermatozoïdes durant la conservation en séquestrant les protéines BSP. Premièrement, nous avons démontré par filtration sur gel qu’il y a une interaction entre les protéines BSP bovines et les protéines du lait. Le lait écrémé a été fractionné en trois fractions : F1 (alpha-lactalbumine, bêta-lactoglobuline et caséine kappa), F2 (toutes les protéines du lait) et F3 (sels, sucres et petits peptides). Les protéines BSP1 et BSP5 ont une affinité plus grande pour F1 que BSP3, tandis que toutes les protéines BSP ont une affinité pour F2. Le titrage calorimétrique isotherme a permis de confirmer l’interaction entre les protéines BSP et les protéines du lait. L’association entre la protéine BSP1 bovine et les micelles de caséines est caractérisée par une constante d’affinité (Ka) de 3.5 × 10^5 M-1 et un paramètre stoichiométrique (n) de 4,5 BSP1 pour une caséine. L’association entre la protéine BSP1 bovine et l’alpha-lactalbumine (une protéine du sérum principale), est caractérisée par un Ka de 2.4 × 10^5 M-1 et une valeur “n” de 0,8. Ces résultats indiquent que le lait protège les spermatozoïdes bovins en séquestrant les protéines BSP grâce à une interaction protéine : protéine, tandis que le jaune d’oeuf les protège grâce à une interaction protéine : lipoprotéine. Deuxièmement, nous avons démontré par filtration sur gel que les protéines homologues aux BSP bovines retrouvées dans le plasma séminal de porc, d’étalon et de bélier ont une affinité avec les protéines du lait, ce qui suggère que le mécanisme de protection des spermatozoïdes par le lait pourrait être le même chez ces espèces. Troisièmement, nous avons caractérisé l’interaction entre BSP1 bovine et les LDL du jaune d’oeuf qui a un Ka de 3.4 ± 0.4 × 10^6 M-1 et une valeur de « n » de 104 BSP1 pour une particule de LDL, indiquant qu’il existe des différences entre le mécanisme de protection des spermatozoïdes par le lait et le jaune d’oeuf. Nous croyons que les résultats présentés dans cette thèse aideront à créer de nouveaux diluants ne contenant pas de produits d’origine animale afin de cryoconserver les spermatozoïdes des mammifères.

Contribution des protéines issues du liquide synovial dans la protection et la survie des PMN humains : chimioprotection : étude comparative des mécanismes d’action impliqués par rapport au GM-CSF

Les polymorphonucléaires neutrophiles (PMNs) représentent une arme primordiale dans la défense contre divers agents pathogènes; notamment les bactéries, les champignons, les cellules tumorales de même que les cellules infectées par des virus. Cependant, certaines pathologies reliées à l’inflammation chronique soulèvent l’implication des neutrophiles notamment dans l’arthrite rhumatoïde. La réponse inflammatoire persistante générée par l’activation et la survie des neutrophiles engendre une destruction des tissus environnants suite à la sécrétion non contrôlée de leurs produits cytotoxiques. Même si l’activation chronique des neutrophiles est néfaste dans plusieurs pathologies, elle pourrait s’avérer un bon outil en cas de neutropénie, comme c’est souvent le cas les patients ayant reçu des traitements de chimiothérapie. Ce projet fait suite aux travaux doctoraux de Lagraoui (1999). Il vise à identifier le(s) facteur(s) du liquide synovial qui augmente la survie des neutrophiles ainsi que le mécanisme d’action impliqué dans ce processus. Similairement au facteur semi-pur isolés par Lagraoui (1999), le milieu conditionné concentré (MCC) augmente la survie des PMNs de 75% (39% ± 9.5 vs 68% ± 2.5, p<0.01). Suivant le séquençage du MCC parallèlement au facteur semi-pur actif, deux protéines ont été identifiées à la fois dans le MCC et dans le facteur semi-pur soient : l’albumine et la fétuine. Notre projet vise donc à comparer les effets de l’albumine et de la fétuine à ceux du GM-CSF dans l’optique d’une thérapie alternative au GM-CSF en tant qu’adjuvant de chimiothérapie. La présence d’albumine, de fétuine ou de GM-CSF chez les PMNs incubés 24 heures avec la Mutamycin® induit une diminution du nombre de cellules en apoptose par rapport à la Mutamycin® (Ctrl : 43% ± 10; A : 74% ± 3; F : (82% ± 6 et GM : 74% ± 7; p<0.01). L’effet de l’albumine dépend de la voie de la kinase PI3 mais également celle la kinase ERK, alors que celle de la fétuine dépend de la kinase PI3. Similairement l’EPO, l’albumine et la fétuine supporte la différentiation des HSCs en précurseurs érythrocytaires de type BFU-E. Dans un modèle murin de chiomioprotection, l’albumine augmente la concentration cellulaire rapport au groupe contrôle des leukocytes de la rate (66 ±8 x106c/ml vs 81 ±16 x106c/ml) et du sang (3.6 ±0.4 x106c/ml vs 5.7 ±2.3 x106c/ml). Donc, in vitro, l’albumine et la fétuine sont comparables au GM-CSF au niveau fonctionalité et mécansimes d’action. Cependant, vu leur manque de spécificité, l’application thérapeutique en tant qu’adjuvant de chiomiothérapie de l’albumine et la fétuine est peu prometteuse. Par contre, les maladies dégénératives et les évènements ischémiques pourraient s’avérer de bonnes cibles thérapeutiques, principalement pour l’albumine.

Facilitation de la procédure d’ablation de fibrillation auriculaire persistante après restauration du rythme sinusal pré-procédure : une étude multicentrique comparative

L’ablation de fibrillation auriculaire (FA) persistante est associée à des temps de procédure plus longs et à un moindre succès par rapport à l’ablation de FA paroxystique. Nous avons posé l’hypothèse que la restauration et le maintien du rythme sinusal ≥ 1 mois pré-procédure faciliteraient la terminaison de la FA et amélioreraient le succès de la procédure. Méthodes: Nous avons conduit une étude rétrospective comparant deux cohortes de patients consécutifs se présentant en FA persistante pour première ablation de FA : le groupe rythme sinusal (RS) avec restauration et maintien du rythme RS ≥ 1 mois pré-procédure (Groupe RS; N=40) et un groupe contrôle de patients en FA pré ablation (Groupe contrôle; N=40), apparié selon le sexe, l’âge, la longueur maximale de durée de FA. Une ablation de type en paliers (“stepwise”) a été réalisée dans les deux groupes (avec FA induite en début de procédure dans le groupe RS). Le succès a été défini par l’absence de récidive de FA ou de tachycardie atriale sans anti arythmique après un suivi minimal de 12 mois post procédure. Résultats: Durant la procédure de index d’ablation de FA, le cycle de FA était plus long dans le groupe RS par rapport au groupe contrôle (183±32 vs 166±20 ms, P=0.06) suggérant un remodelage inverse. Dans le groupe RS, la FA a été terminée plus fréquemment par l’ablation (95.0% vs 77.5%, P<0.05) et a demandé une ablation moins extensive avec moins d’ablation des électrocardiogrammes fragmentés (40.0% vs 87.5%, p<0.001) et moins de lésions linéaires (42.5% vs 82.5%, p<0.001). Les durées moyennes de procédure (199.8±69.8 vs 283.5±72.3 minutes, P<0.001), de fluoroscopie (51.0±24.9 vs 96.3±32.1 minutes, P<0.001), et de radiofréquence (47.5±18.9 vs 97.0±30.6 minutes, P<0.001) ont été plus courtes dans le groupe RS. Les succès cliniques ont été comparables dans les deux groupes après la première (55.0% vs 45.0%, P=0.28) et la dernière procédure (80.0% vs 70.0%, P=0.28), après une durée moyenne de suivi comparable (21.1±9.7 mois).

Activité antimicrobienne de peptides provenant d’hydrolysats de protéines de babeurre, de lactoferrine et de pois

Les antibiotiques sont fréquemment utilisés dans l’alimentation de la volaille afin de prévenir certaines maladies, dont l’entérite nécrotique, ce qui occasionne l’émergence de souches bactériennes résistantes aux antibiotiques. Une alternative prometteuse est l’utilisation de peptides antimicrobiens (AMPs) comme suppléments alimentaires, tels les AMPs provenant des produits laitiers. L’objectif du projet était de développer une méthode de production d’extraits peptidiques à partir de coproduits de la transformation alimentaire (babeurre, lactoferrine, isolat de protéines de pois), afin de tester si ces extraits peptidiques possédaient une activité antimicrobienne sur les pathogènes spécifiques aviaires suivants : Salmonella Enteritidis, Salmonella Typhimurium, Escherichia coli et Staphylococcus aureus. Les protéines ont été mises en suspension dans l’eau (5% p/p) et hydrolysées par la pepsine, 6 heures, pH de 2.5. Les peptides furent récupérés par ultrafiltration (< 10 kDa), puis fractionnés selon leur charge nette : totaux, cationiques, anioniques et non liés. L’effet antimicrobien a été évalué surmicroplaques, par la survie bactérienne en présence de concentrations croissantes d’extraits peptidiques. Les extraits cationiques de babeurre ont démontré une efficacité à une concentration inférieure ou égale à 5 mg/mL; perte de 3 log pour Escherichia coli O78 :H80. En comparaison, la lactoferrine cationique a été efficace à une concentration inférieure ou égale à 0.6 mg/mL; perte de 6 log pour E. coli O78 :H80. Les extraits peptidiques du pois ont démontré une efficacité faible. Cette méthode s’avère prometteuse pour le développement d’une alternative ou d’un complément pour la réduction de l’utilisation des antibiotiques dans l’alimentation de la volaille.

Untersuchungen zur Eliminierung und Resorption von Zink aus Säugerspermatozoen während der Nebenhodenpassage

Während der Spermatogenese wird das Element Zink an die Sulfhydrylreste der Cysteine in den Mantelfaserproteinen der Spermienflagellen gebunden. So kann in den noch unreifen Mantelfasern die ungerichtete Ausbildung von Disulfidbrücken verhindert werden. Im Zuge der Spermatozoenreifung während der Nebenhodenpassage wird dieses Zink androgenabhängig zu einem hohen Prozentsatz wieder eliminiert. Die nun gerichtete Ausbildung von Disulfidbrücken ermöglicht die Versteifung der Mantelfasern. Diese Rigidität stellt die Voraussetzung zur progressiven Motilität dar, ohne die eine Fertilisierung der Eizelle im weiblichen Genitaltrakt nicht möglich ist. Da eine negative Korrelation zwischen dem Zinkgehalt von Flagellen und ihrer Motilität besteht (Henkel et al., 1999), hat die Zinkeliminierung während der Nebenhodenpassage eine entscheidende Bedeutung in der Entwicklung der Spermatozoen. Die vorliegende Arbeit untersucht die Mechanismen der epididymalen Zinkeliminierung sowie die an diesem Prozess beteiligten Komponenten und den Verbleib des eliminierten Zinks am System des Bullen, der Ratte und des Menschen. Mittels proteinchemischer Verfahren kann im bovinen System ein zinkbindendes 60 kDa-Protein als Albumin identifiziert werden. Ein 80 kDa-Protein mit zinkbindenden Eigenschaften bleibt unidentifiziert. Die Zinkbindungskapazität der fraktionierten Proteine ist dabei im Caput epididymidis am stärksten ausgeprägt. Atomabsorptionsspektralphotometrische Untersuchungen zeigen die höchsten flagellären Zinkwerte in den Spermien des Rete testis und eine Abnahme des Zinkgehalts zwischen Nebenhodenkopf und -körper. Durch Autometallographie kann eine epitheliale Zinkresorption im Nebenhodenschwanz nachgewiesen werden. Dort erfolgt auch die basale Anreicherung des Zinks. Am Zinkstoffwechsel scheint auch der Macrophage Migration Inhibitory Factor (MIF) beteiligt zu sein. Dieser ist ein Zytokin mit Oxidoreduktasecharakter und kommt unter anderem im Nebenhodenepithel sowie in den Vesikeln des Nebenhoden-Fluids der Ratte vor. MIF zeigt in den hier durchgeführten Untersuchungen sowohl in systemhomologer, als auch in rekombinanter Form in vitro eine Zink-eliminierende Wirkung auf Rattenspermatozoen des Caputs und der Cauda epididymidis und hat somit möglicherweise Einfluss auf den Reifungsprozess der Spermien im Nebenhoden. Lit.: Henkel R, Bittner J, Weber R, Hüther F, Miska W (1999). Relevance of zinc in human sperm flagella and its relation to motility. Fertil Steril 71: 1138-1143

Physico-chemical controls on phosphorus cycling in two lowland streams. Part 2 - The sediment phase

This article investigates the temporal and spatial controls on sediment-phosphorus (P) dynamics in two contrasting sub-catchments of the River Kennet, England. Suspended sediment (collected under representative flow conditions) and size-fractionated bedload (collected weekly for one year) from the Rivers Lambourn and Enborne was analysed for a range of physico-chemical determinands. Total P concentrations were highest in the most mobile fractions of sediment: suspended sediment, fine silt and clay and organic matter (mean concentrations of 1758, 1548 and 1440 mug P g(-1) dry sediment, respectively). Correlation analysis showed significant relationships between total P and total iron (n = 110), total manganese (n = 110), organic matter (n = 110) and specific surface area (n = 28) in the Lambourn (r(2) 0.71, 0.68, 0.62 and 0.52, respectively) and between total P and total iron (n = 110), total manganese (n = 110) and organic matter (n = 110) in the Enborne (r(2) 0.74, 0.85 and 0.68, respectively). These data highlight the importance of metal oxyhydroxide adsorption of P on fine particulates and organic matter. However, high total P concentrations in the granule gravel and coarse sand size fraction during the summer period (mean concentration 228 mug P g(-1) dry sediment) also highlight the role of calcite co-precipitation on P dynamics in the Lambourn. P to cation ratios in Lambourn sediment indicated that fine silt and clay and granule gravel and coarse sand size fractions were potential sources of P release to the water column during specific periods of the summer and autumn. In the Enborne, however, only the granule gravel and coarse sand size fraction had high ratios and a slow, constant release of P was observed. In addition, scanning electron microscopy work confirmed the association of P with calcite in the Lambourn and P with iron on clay particles in the Enborne. The study highlighted the importance of the chemical and physical properties of the sediment in influencing the mechanisms controlling P storage and release within river channels. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Exploring the enzymatic landscape: distribution and kinetics of hydrolytic enzymes in soil particle-size fractions

The location of extracellular enzymes within the soil architecture and their association with the various soil components affects their catalytic potential. A soil fractionation study was carried out to investigate: (a) the distribution of a range of hydrolytic enzymes involved in C, N and P transformations, (b) the effect of the location on their respective kinetics, (c) the effect of long-term N fertilizer management on enzyme distribution and kinetic parameters. Soil (silty clay loam) from grassland which had received 0 or 200 kg N ha(-1) yr(-1) was fractionated, and four particle-size fractions (> 200, 200-63, 63-2 and 0. 1-2 mum) were obtained by a combination of wet-sieving and centrifugation, after low-energy ultrasonication. All fractions were assayed for four carbohydrases (beta-cellobiohydrolase, N-acetyl-beta-glucosammidase, beta-glucosidase and beta-xylosidase), acid phosphatase and leucine-aminopeptidase using a microplate fluorimetric assay based on MUB-substrates. Enzyme kinetics (V-max and K-m) were estimated in three particle-size fractions and the unfractionated soil. The results showed that not all particle-size fractions were equally enzymatically active and that the distribution of enzymes between fractions depended on the enzyme. Carbohydrases predominated in the coarser fractions while phosphatase and leucine-aminopeptidase were predominant in the clay-size fraction. The Michaelis constant (K.) varied among fractions, indicating that the association of the same enzyme with different particle-size fractions affected its substrate affinity. The same values of Km were found in the same fractions from the soil under two contrasting fertilizer management regimes, indicating that the Michaelis constant was unaffected by soil changes caused by N fertilizer management. (C) 2004 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Hydroponic isotope labelling of entire plants (HILEP) for quantitative plant proteomics; an oxidative stress case study

Hydroponic isotope labelling of entire plants (HILEP) is a cost-effective method enabling metabolic labelling of whole and mature plants with a stable isotope such as N-15. By utilising hydroponic media that contain N-15 inorganic salts as the sole nitrogen source, near to 100% N-15-labelling of proteins can be achieved. In this study, it is shown that HILEP, in combination with mass spectrometry, is suitable for relative protein quantitation of seven week-old Arabidopsis plants submitted to oxidative stress. Protein extracts from pooled N-14- and N-15-hydroponically grown plants were fractionated by SDS-PAGE, digested and analysed by liquid chromatography electrospray ionisation tandem mass spectrometry (LC-ESI-MS/MS). Proteins were identified and the spectra of N-14/N-15 peptide pairs were extracted using their m/z chromatographic retention time, isotopic distributions, and the m/z difference between the N-14 and N-15 peptides. Relative amounts were calculated as the ratio of the sum of the peak areas of the two distinct N-14 and N-15 peptide isotope envelopes. Using Mascot and the open source trans-proteomic pipeline (TPP), the data processing was automated for global proteome quantitation down to the isoform level by extracting isoform specific peptides. With this combination of metabolic labelling and mass spectrometry it was possible to show differential protein expression in the apoplast of plants submitted to oxidative stress. Moreover, it was possible to discriminate between differentially expressed isoforms belonging to the same protein family, such as isoforms of xylanases and pathogen-related glucanases (PR 2). (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Effect of heat on rheology of gluten fractions from flours with different bread-making quality

Flours from wheat varieties of differing bread-making quality were fractionated using a sequential salt precipitation technique. The gluten fractions in the different varieties varied in the proportion of HMW, LMW glutenins and gliadins. Their rheological behaviour was examined using constant strain (2%) small deformation oscillation tests over frequencies ranging from 0.005 to 10 Hz, before and after heating at 90 degrees C. The fractions containing a higher proportion of HMW glutenins were associated with a predominantly elastic character, whereas fractions containing mostly gliadins exhibited a viscous-like behaviour. The frequency dependent rheological behaviour of fractions containing HMW proteins was less susceptible to heat, and their elastic character was maintained after heating, whereas the rheology of intermediate fractions and fractions containing mostly gliadins was more susceptible to heating, indicating a rapid change from viscous to elastic behaviour after heating. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Galactooligosaccharides (GOS) inhibit Vibrio cholerae toxin binding to its GM1 receptor

It is widely reported that cholera toxin (Ctx) remains a significant cause of gastrointestinal disease globally, particularly in developing countries where access to clean drinking water is at a premium. Vaccines are prohibitively expensive and have shown only short-term protection. Consequently, there is scope for continued development of novel treatment strategies. One example is the use of galactooligosaccharides (GOS) as functional mimics for the cell-surface toxin receptor (GM1). In this study, GOS fractions were fractionated using cation exchange chromatography followed by structural characterization using a combination of hydrophilic interaction liquid chromatography (HILIC) and electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS) such that their molecular weight profiles were known. Each profile was correlated against biological activity measured using a competitive inhibitory GM1-linked ELISA. GOS fractions containing > 5% hexasaccharides (DP6) exhibited > 90% binding, with EC50 values between 29.27 and 56.04 mg/mL. Inhibition by GOS DP6, was dose dependent, with an EC50 value of 5.10 mg/mL (5.15 mu M MW of 990 Da). In removing low molecular weight carbohydrates that do possess prebiotic, nutraceutical, and/or biological properties and concentrating GOS DP5 and/or DP6, Ctx antiadhesive activity per unit of (dry) weight was improved. This could be advantageous in the manufacture of pharmaceutical or nutraceutical formulations for the treatment or prevention of an acute or chronic disease associated with or caused by the adhesion and/or uptake of a Ctx or HLT.

Selective fermentation of gentiobiose-derived oligosaccharides by human gut bacteria and influence of molecular weight

Gentiooligosaccharides and alternansucrase gentiobiose acceptor products were fractionated by their degree of polymerization (DP) on a Bio-Gel P2 column. Fractions were characterized by matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectroscopy, and incubated with human faecal bacteria under anaerobic conditions at 37 degrees C. The growth of predominant gut bacteria on the oligosaccharides was evaluated by fluorescence in situ hybridization and a prebiotic index (PI) was calculated. Lower DP gentiooligosaccharides (DP2-3) showed the highest selectivity (PI of 4.89 and 3.40, respectively), whereas DP4-5 alternansucrase gentiobiose acceptor products generated the greatest values (PI of 5.87). The production of short-chain fatty acids was also determined during the time course of the reactions. The mixture of DP6-10 alternansucrase gentiobiose acceptor products generated the highest levels of butyric acid but the lowest levels of lactic acid. Generally, for similar molecular weights, alternansucrase gentiobiose acceptor products gave higher PI values than gentiooligosaccharides.

Evaluation of Serpa cheese proteolysis by nitrogen content and capillary zone electrophoresis

Proteolysis of Serpa cheese produced traditionally (B) and semi-industrially (C) was evaluated for the first time by determination of nitrogen content and capillary zone electrophoresis (CZE). A citrate dispersion of cheese was fractionated to determine the nitrogen in pH 4.4, trichloroacetic and phosphotungstic acid soluble fractions (pH 4.4-SN, TCA-SN and PTA-SN, respectively). The pH 4.4-SN was significantly higher for B ( P < 0.001), while TCA-SN was significantly higher for C ( P < 0.001). PTA-SN was also higher for C but at 60 days ripening no significant difference was found between B and C. Degradation of alpha(s1) - and beta-caseins evaluated by CZE was in good agreement with the maturation index (pH 4.4-SN/TN).