Some physico-chemical parameters that influence proteinase K resistance and the infectivity of PrP Sc after high pressure treatment

Crude brain homogenates of terminally diseased hamsters infected with the 263 K strain of scrapie (PrP Sc) were heated and/or pressurized at 800 MPa at 60ºC for different times (a few seconds or 5, 30, 120 min) in phosphate-buffered saline (PBS) of different pH and concentration. Prion proteins were analyzed on immunoblots for their proteinase K (PK) resistance, and in hamster bioassays for their infectivity. Samples pressurized under initially neutral conditions and containing native PrP Sc were negative on immunoblots after PK treatment, and a 6-7 log reduction of infectious units per gram was found when the samples were pressurized in PBS of pH 7.4 for 2 h. A pressure-induced change in the protein conformation of native PrP Sc may lead to less PK resistant and less infectious prions. However, opposite results were obtained after pressurizing native infectious prions at slightly acidic pH and in PBS of higher concentration. In this case an extensive fraction of native PrP Sc remained PK resistant after pressure treatment, indicating a protective effect possibly due to induced aggregation of prion proteins in such buffers.

Cloning, purification and comparative characterization of two digestive lysozymes from Musca domestica larvae

cDNA coding for two digestive lysozymes (MdL1 and MdL2) of the Musca domestica housefly was cloned and sequenced. MdL2 is a novel minor lysozyme, whereas MdL1 is the major lysozyme thus far purified from M. domestica midgut. MdL1 and MdL2 were expressed as recombinant proteins in Pichia pastoris, purified and characterized. The lytic activities of MdL1 and MdL2 upon Micrococcus lysodeikticus have an acidic pH optimum (4.8) at low ionic strength (μ = 0.02), which shifts towards an even more acidic value, pH 3.8, at a high ionic strength (μ = 0.2). However, the pH optimum of their activities upon 4-methylumbelliferyl N-acetylchitotrioside (4.9) is not affected by ionic strength. These results suggest that the acidic pH optimum is an intrinsic property of MdL1 and MdL2, whereas pH optimum shifts are an effect of the ionic strength on the negatively charged bacterial wall. MdL2 affinity for bacterial cell wall is lower than that of MdL1. Differences in isoelectric point (pI) indicate that MdL2 (pI = 6.7) is less positively charged than MdL1 (pI = 7.7) at their pH optima, which suggests that electrostatic interactions might be involved in substrate binding. In agreement with that finding, MdL1 and MdL2 affinities for bacterial cell wall decrease as ionic strength increases.

Physiological implications of the regulation of vacuolar H+-ATPase by chloride ions

Vacuolar H+-ATPase is a large multi-subunit protein that mediates ATP-driven vectorial H+ transport across the membranes. It is widely distributed and present in virtually all eukaryotic cells in intracellular membranes or in the plasma membrane of specialized cells. In subcellular organelles, ATPase is responsible for the acidification of the vesicular interior, which requires an intraorganellar acidic pH to maintain optimal enzyme activity. Control of vacuolar H+-ATPase depends on the potential difference across the membrane in which the proton ATPase is inserted. Since the transport performed by H+-ATPase is electrogenic, translocation of H+-ions across the membranes by the pump creates a lumen-positive voltage in the absence of a neutralizing current, generating an electrochemical potential gradient that limits the activity of H+-ATPase. In many intracellular organelles and cell plasma membranes, this potential difference established by the ATPase gradient is normally dissipated by a parallel and passive Cl- movement, which provides an electric shunt compensating for the positive charge transferred by the pump. The underlying mechanisms for the differences in the requirement for chloride by different tissues have not yet been adequately identified, and there is still some controversy as to the molecular identity of the associated Cl--conducting proteins. Several candidates have been identified: the ClC family members, which may or may not mediate nCl-/H+ exchange, and the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator. In this review, we discuss some tissues where the association between H+-ATPase and chloride channels has been demonstrated and plays a relevant physiologic role.

Photon Upconverting Nanophosphors: Unique Reporters for Optical Biosensing

Upconversion photoluminescence is a unique property of mostly certain inorganic materials, which are capable of converting low-energy infrared radiation into a higher-energy emission at visible wavelengths. This anti-Stokes shift enables luminescence detection without autofluorescence, which makes the upconverting materials a highly suitable reporter technology for optical biosensing applications. Furthermore, they exhibit long luminescence lifetime with narrow bandwidths also at the optical window of biomaterials enabling luminescence measurements in challenging sample matrices, such as whole blood. The aim of this thesis was to study the unique properties and the applicability of nano-sized upconverting phosphors (UCNPs) as reporters in biosensing applications. To render the inorganic nanophosphors water-dispersible and biocompatible, they were subjected to a series of surface modifications starting with silica-encapsulation and ending with a bioconjugation step with an analyte-recognizing biomolecule. The paramagnetism of the lanthanide dopants in the nanophosphors was exploited to develop a highly selective separation method for the UCNP-bioconjugates based on the magnetic selectivity of the high gradient magnetic separation (HGMS) system. The applicability of the nano-sized UCNPs as reporters in challenging sample matrices was demonstrated in two homogeneous sensing applications based on upconversion resonance energy transfer (UC-RET). A chemosensor for intracellular pH was developed exploiting UC-RET between the UCNP and a fluorogenic pH-sensitive dye with strongly increasing fluorescence intensity in decreasing pH. The pH-independent emission of the UCNPs at 550 nm was used for referencing. The applicability of the pH-nanosensor for intracellular pH measurement was tested in HeLa cells, and the acidic pH of endosomes could be detected with a confocal fluorescence microscope. Furthermore, a competitive UC-RET-based assay for red blood cell folic acid was developed for the measurement of folate directly from a whole blood sample. The optically transparent window of biomaterials was used in both the excitation and the measurement of the UC-RET sensitized emission of a near-infrared acceptor dye to minimize sample absorption, and the anti-Stokes detection completely eliminated the Stokes-shifted autofluorescence. The upconversion photoluminescence efficiency is known to be dependent on crystallite size, because the increasing surface-to-volume ratio of nano-sized UCNPs renders them more susceptible to quenching effects of the environment than their bulk counterpart. Water is known to efficiently quench the luminescence of lanthanide dopants. In this thesis, the quenching mechanism of water was studied using luminescence decay measurements. Water was found to quench the luminescence of UCNPs by increasing the non-radiative relaxation of the excited state of Yb3+ sensitizer ion, which had a very strong quenching effect on upconversion luminescence intensity.

Soymilk plain beverages: correlation between acceptability and physical and chemical characteristics

The objective of the research was to relate the physical and chemical characteristics of soymilk plain beverages to its sensory acceptance. Five commercial products and a new product formulated based on the less accepted sample were used. The overall acceptance was evaluated by 102 assessors using a 10-point hybrid hedonic scale. The hedonic scores ranged from 3.8 (sample E) to 7.0 (A). Most assessors (55%) preferred sample A, which was viscous (26.6 cp), dark (L* = 77.7), and slightly acidic (pH = 6.6). Sample C, which had lower solid content and higher acidity, was preferred by 29% of the assessors. These two beverages showed the greatest commercial potential of the products analyzed. The least-accepted sample (E), preferred by 8% of the assessors, had a lighter color (L* = 96.8), lower viscosity (13.5 cp), higher lipid content (2.2 g/100 g), and less protein (1.68 g/100 g) than the other products evaluated. A reformulation of the least preferred product (E) with the addition of maltodextrin and also vanilla and milk flavors increased its acceptance, yielding an average score of 7.2. Overall, it was observed that a soymilk plain beverage with higher viscosity, darker color, and higher protein content best meets consumer expectations.

The determination of sinigrin in Brassica, and investigations into the use of allyl-isothiocyanate as a nematicide

The goal of this thesis was to study factors related to the development of Brassica juncea as a sustainable nematicide. Brassica juncea is characterized by the glycoside (glucosinolate) sinigrin. Various methods were developed for the determination of sinigrin in Brassica juncea tissue extracts. Sinigrin concentrations in plant tissues at various stages of growth were monitored. Sinigrin enzymatically breaks down into allylisothiocyanate (AITC). AITC is unstable in aqueous solution and degradation was studied in water and in soil. Finally, the toxicity of AITC against the root-lesion nematode (Pratylenchus penetrans) was determined. A method was developed to extract sinigrin from whole Brassica j uncea tissues. The optimal time of extraction wi th boiling phosphate buffer (0.7mM, pH=6.38) and methanol/water (70:30 v/v) solutions were both 25 minutes. Methanol/water extracted 13% greater amount of sinigrin than phosphate buffer solution. Degradation of sinigrin in boiling phosphate buffer solution (0.13%/minute) was similar to the loss of sinigrin during the extraction procedure. The loss of sinigrin from boiling methanol/water was estimated to be O.Ol%/minute. Brassica juncea extract clean up was accomplished by an ion-pair solid phase extraction (SPE) method. The recovery of sinigrin was 92.6% and coextractive impurities were not detected in the cleaned up extract. Several high performance liquid chromatography (HPLC) methods were developed for the determination of sinigrin. All the developed methods employed an isocratic mobile phase system wi th a low concentration of phosphate buffer solution, ammonium acetate solution or an ion-pair reagent solution. A step gradient system was also developed. The method involved preconditioning the analytical column with phosphate buffer solution and then switching the mobile phase to 100% water after sample injection.Sinigrin and benzyl-glucosinolate were both studied by HPLC particle beam negative chemical ionization mass spectrometry (HPLCPB- NCI-MS). Comparison of the mass spectra revealed the presence of fragments arising from the ~hioglucose moiety and glucosinolate side-chain. Variation in the slnlgrin concentration within Brassica juncea plants was studied (Domo and Cutlass cuItivars). The sinigrin concentration in the top three leaves was studied during growth of each cultivar. For Cutlass, the minimum (200~100~g/g) and maximum (1300~200~g/g) concentrations were observed at the third and seventh week after planting, respectively. For Domo, the minimum (190~70~g/g) and maximum (1100~400~g/g) concentrations were observed at the fourth and eighth week after planting, respectively. The highest sinigrin concentration was observed in flower tissues 2050±90~g/g and 2300±100~g/g for Cutlass and Domo cultivars, respectively. Physical properties of AITC were studied. The solubility of AITC in water was determined to be approximately 1290~g/ml at 24°C. An HPLC method was developed for the separation of degradation compounds from aqueous AITC sample solutions. Some of the degradation compounds identified have not been reported in the literature: allyl-thiourea, allyl-thiocyanate and diallyl-sulfide. In water, AITC degradation to' diallyl-thiourea was favored at basic pH (9.07) and degradation to diallyl-sulfide was favored at acidic pH (4 . 97). It wap necessary to amend the aqueous AITC sample solution with acetonitrile ?efore injection into the HPLC system. The acetonitrile amendment considerably improved AITC recovery and the reproducibility of the results. The half-life of aqueous AITC degradation at room temperature did not follow first-order kinetics. Beginning with a 1084~g/ml solution, the half-life was 633 hours. Wi th an ini tial AITC concentration of 335~g/ml the half-life was 865 hours. At 35°C the half-life AITC was 76+4 hours essentially independent of the iiisolution pH over the range of pH=4.97 to 9.07 (1000~g/ml). AITC degradation was also studied in soil at 35°C; after 24 hours approximately 75% of the initial AITC addition was unrecoverable by water extraction. The ECso of aqueous AITC against the root-lesion nematode (Pratylenchus penetrans) was determined to be approximately 20~g/ml at one hour exposure of the nematode to the test solution. The toxicological study was also performed with a myrosinase treated Brassica juncea extract. Myrosinase treatment of the Brassica juncea extract gave nearly quantitative conversion of sinigrin into AITC. The myrosinase treated extract was of the same efficacy as an aqueous AITC solution of equivalent concentration. The work of this thesis was focused upon understanding parameters relevant to the development of Brassica juncea as a sustainable nematicide. The broad range of experiments were undertaken in support of a research priority at Agriculture and Agri-Food Canada.

Mesure de la concentration en métaux traces dans la solution de sol par microlysimétrie

La présente étude porte sur l’évaluation d’une méthode d’acquisition de la solution de sol présente à l’interface sol-racine, dans la rhizosphère. Cette interface constitue le lieu privilégié de prise en charge par les plantes des contaminants, tels que les métaux traces. Comme les plantes acquièrent ces éléments à partir de la phase liquide, la solution de sol de la rhizosphère est une composante clé pour déterminer la fraction de métaux traces biodisponibles. La microlysimétrie est la méthode in situ la plus appropriée pour aborder les difficultés liées à l’échelle microscopique de la rhizosphère. Ainsi, dans les études sur la biodisponibilité des métaux traces au niveau de la rhizosphère, les microlysimètres (Rhizon©) gagnent en popularité sans, toutefois, avoir fait l’objet d’études exhaustives. L’objectif de cette étude est donc d’évaluer la capacité de ces microlysimètres à préserver l’intégrité chimique de la solution, tout en optimisant leur utilisation. Pour ce faire, les microlysimètres ont été soumis à une série d’expériences en présence de solutions et de sols, où la quantité de solution prélevée et le comportement des métaux traces (Cd, Cu, Ni, Pb, Zn) ont été étudiés. Les résultats montrent que les microlysimètres fonctionnent de façon optimale lorsque le contenu en eau du sol est au-dessus de la capacité au champ et lorsqu’il y a peu de matière organique et d’argile. Les sols sableux ayant un faible contenu en C organique reproduisent mieux le volume prélevé et la solution sous la capacité au champ peut être récoltée. L’utilisation des microlysimètres dans ces sols est donc optimale. Dans les essais en solution, les microlysimètres ont atteint un équilibre avec la solution après 10 h de prélèvement. En respectant ce délai et les conditions optimales préalablement établies (pH acide et COD élevé), les microlysimètres préservent la composition chimique de la solution. Dans les essais en sol, cet équilibre n’a pas été atteint après dix jours et huit prélèvements. Le contenu en matière organique et l’activité microbienne semblent responsables de la modification des concentrations en métaux au cours de ces prélèvements, notamment, dans l’horizon FH où les microlysimètres performent très mal. En revanche, dans l’horizon B, les concentrations tendent à se stabiliser vers la fin de la série de prélèvements en se rapprochant des valeurs de référence. Bien que des valeurs plus élevées s’observent pour les microlysimètres, leurs concentrations en métaux sont comparables à celles des méthodes de référence (extrait à l’eau, lysimètres de terrain avec et sans tension). En somme, les microlysimètres se comportent généralement mieux dans l’horizon B. Même si leur utilisation est plus optimale dans un sol sableux, cet horizon est privilégié pour de futures études sur le terrain avec les microlysimètres.

Enforcing dendritic cell vaccines by manipulating the MHC II antigen presentation pathway

Les vaccins à base de cellules dendritiques (DCs) constituent une avenue très populaire en immunothérapie du cancer. Alors que ces cellules peuvent présenter des peptides exogènes ajoutés au milieu, l’efficacité de chargement de ces peptides au le complexe majeur d'histocompatibilité (CMH) de classe II est limitée. En effet, la majorité des molécules du CMH II à la surface des DCs sont très stable et l’échange de peptide spontané est minime. Confinée aux vésicules endosomales, HLA-DM (DM) retire les peptides des molécules du CMH II en plus de leur accorder une conformation réceptive au chargement de peptides. Il est possible, cependant, de muter le signal de rétention de DM de façon à ce que la protéine s’accumule en surface. Nous avons émis l’hypothèse que ce mutant de DM (DMY) sera aussi fonctionnel à la surface que dans la voie endosomale et qu’il favorisera le chargement de peptides exogènes aux DCs. Nous avons utilisé un vecteur adénoviral pour exprimer DMY dans des DCs et avons montrer que la molécule augmente le chargement de peptides. L’augmentation du chargement peptidique par DMY est autant qualitatif que quantitatif. DMY améliore la réponse T auxiliaire (Th) du coté Th1, ce qui favorise l’immunité anti-cancer. Du côté qualitatif, le chargement de peptides résulte en des complexes peptide-CMHII (pCMH) d’une conformation supérieure (conformère). Ce conformère (Type A) est le préféré pour la vaccination et DMY édite avec succès les complexes pCMH à la surface en éliminant ceux de type B, lesquels sont indésirables. La fonction de DM est régulée par HLA-DO (DO). Ce dernier inhibe l’habilité de DM à échanger le peptide CLIP (peptide dérivée de la chaîne invariante) en fonction du pH, donc dans les endosomes tardifs. Mes résultats indiquent que la surexpression de DO influence la présentation des superantigènes (SAgs) dépendants de la nature du peptide. Il est probable que DO améliore indirectement la liaison de ces SAgs au pCMH dû à l’accumulation de complexe CLIP-CMH, d’autant plus qu’il neutralise la polarisation Th2 normalement observée par CLIP. Ensemble, ces résultats indiquent que DMY est un outil intéressant pour renforcer le chargement de peptides exogènes sur les DCs et ainsi générer des vaccins efficaces. Un effet inattendu de DO sur la présentation de certains SAgs a aussi été observé. Davantage de recherche est nécessaire afin de résoudre comment DMY et DO influence la polarisation des lymphocytes T auxiliaires. Cela conduira à une meilleure compréhension de la présentation antigénique et de son étroite collaboration avec le système immunitaire.

High-amylose carboxymethyl starch matrices for oral sustained drug-release : in vitro and in vivo evaluation

Les amidons non modifiées et modifiés représentent un groupe d’excipients biodégradables et abondants particulièrement intéressant. Ils ont été largement utilisés en tant qu’excipients à des fins diverses dans des formulations de comprimés, tels que liants et/ou agents de délitement. Le carboxyméthylamidon sodique à haute teneur en amylose atomisé (SD HASCA) a été récemment proposé comme un excipient hydrophile à libération prolongée innovant dans les formes posologiques orales solides. Le carboxyméthylamidon sodique à haute teneur en amylose amorphe (HASCA) a d'abord été produit par l'éthérification de l'amidon de maïs à haute teneur en amylose avec le chloroacétate. HASCA a été par la suite séché par atomisation pour obtenir le SD HASCA. Ce nouvel excipient a montré des propriétés présentant certains avantages dans la production de formes galéniques à libération prolongée. Les comprimés matriciels produits à partir de SD HASCA sont peu coûteux, simples à formuler et faciles à produire par compression directe. Le principal objectif de cette recherche était de poursuivre le développement et l'optimisation des comprimés matriciels utilisant SD HASCA comme excipient pour des formulations orales à libération prolongée. A cet effet, des tests de dissolution simulant les conditions physiologiques du tractus gastro-intestinal les plus pertinentes, en tenant compte de la nature du polymère à l’étude, ont été utilisés pour évaluer les caractéristiques à libération prolongée et démontrer la performance des formulations SD HASCA. Une étude clinique exploratoire a également été réalisée pour évaluer les propriétés de libération prolongée de cette nouvelle forme galénique dans le tractus gastro-intestinal. Le premier article présenté dans cette thèse a évalué les propriétés de libération prolongée et l'intégrité physique de formulations contenant un mélange comprimé de principe actif, de chlorure de sodium et de SD HASCA, dans des milieux de dissolution biologiquement pertinentes. L'influence de différentes valeurs de pH acide et de temps de séjour dans le milieu acide a été étudiée. Le profil de libération prolongée du principe actif à partir d'une formulation de SD HASCA optimisée n'a pas été significativement affecté ni par la valeur de pH acide ni par le temps de séjour dans le milieu acide. Ces résultats suggèrent une influence limitée de la variabilité intra et interindividuelle du pH gastrique sur la cinétique de libération à partir de matrices de SD HASCA. De plus, la formulation optimisée a gardé son intégrité pendant toute la durée des tests de dissolution. L’étude in vivo exploratoire a démontré une absorption prolongée du principe actif après administration orale des comprimés matriciels de SD HASCA et a montré que les comprimés ne se sont pas désintégrés en passant par l'estomac et qu’ils ont résisté à l’hydrolyse par les α-amylases dans l'intestin. Le deuxième article présente le développement de comprimés SD HASCA pour une administration orale une fois par jour et deux fois par jour contenant du chlorhydrate de tramadol (100 mg et 200 mg). Ces formulations à libération prolongée ont présenté des valeurs de dureté élevées sans nécessiter l'ajout de liants, ce qui facilite la production et la manipulation des comprimés au niveau industriel. La force de compression appliquée pour produire les comprimés n'a pas d'incidence significative sur les profils de libération du principe actif. Le temps de libération totale à partir de comprimés SD HASCA a augmenté de manière significative avec le poids du comprimé et peut, de ce fait, être utilisé pour moduler le temps de libération à partir de ces formulations. Lorsque les comprimés ont été exposés à un gradient de pH et à un milieu à 40% d'éthanol, un gel très rigide s’est formé progressivement sur leur surface amenant à la libération prolongée du principe actif. Ces propriétés ont indiqué que SD HASCA est un excipient robuste pour la production de formes galéniques orales à libération prolongée, pouvant réduire la probabilité d’une libération massive de principe actif et, en conséquence, des effets secondaires, même dans le cas de co-administration avec une forte dose d'alcool. Le troisième article a étudié l'effet de α-amylase sur la libération de principe actif à partir de comprimés SD HASCA contenant de l’acétaminophène et du chlorhydrate de tramadol qui ont été développés dans les premières étapes de cette recherche (Acetaminophen SR et Tramadol SR). La modélisation mathématique a montré qu'une augmentation de la concentration d’α-amylase a entraîné une augmentation de l'érosion de polymère par rapport à la diffusion de principe actif comme étant le principal mécanisme contrôlant la libération de principe actif, pour les deux formulations et les deux temps de résidence en milieu acide. Cependant, même si le mécanisme de libération peut être affecté, des concentrations d’α-amylase allant de 0 UI/L à 20000 UI/L n'ont pas eu d'incidence significative sur les profils de libération prolongée à partir de comprimés SD HASCA, indépendamment de la durée de séjour en milieu acide, le principe actif utilisé, la teneur en polymère et la différente composition de chaque formulation. Le travail présenté dans cette thèse démontre clairement l'utilité de SD HASCA en tant qu'un excipient à libération prolongée efficace.

Lier la spéciation chimique du cérium à sa biodisponibilité sous différentes conditions environnementales

L’étude qui suit porte sur l’évaluation du risque écotoxicologique du cérium, l’élément le plus exploité de la famille des lanthanides. La présence grandissante de ce métal dans notre quotidien rend possible son relargage dans l’environnement. Il est donc primordial de comprendre l’impact qu’il aura sur les organismes vivant dans un système aquatique. Une approche centrée sur le modèle du ligand biotique a été utilisée pour évaluer adéquatement l’interaction entre le cérium et un ligand biotique à la surface de l’algue unicellulaire Chlamydomonas reinhardtii. Pour mener une étude sur le risque écotoxicologique d’un élément métallique il faut, avant tout, comprendre la spéciation (répartition sous ses différentes formes chimiques) de l’élément en question. Les premières sections du mémoire vont donc traiter des expériences qui ont été menées pour évaluer la spéciation du cérium dans les conditions expérimentales d’exposition à C. reinhardtii. Il sera question de faire la distinction entre la forme particulaire du métal et sa forme dissoute, de caractériser ces changements par spectroscopie ainsi que d’évaluer le pouvoir complexant de la matière organique naturelle. Les résultats montrent une importante déplétion du métal dissout en solution à pH neutre et basique et une forte interaction avec la matière organique naturelle, peu importe le pH de la solution. Ensuite, les expériences de bioaccumulation seront expliquéesen comparant l’effet du pH, de la présence d’un ion compétiteur et de la présence de matière organique naturelle sur les paramètres d’internalisation du cérium. Les résultats indiquent qu’à pH acide, le comportement du cérium est plus prévisible qu’à pH neutre. Néanmoins, en tenant compte de la complexité des milieux naturels, l’interaction du métal avec les molécules complexantes va diminuer son risque d’interaction avec un organisme vivant.

Removal of Fe(III) using a polystyrene anchored Schiff base

Salicylaldehyde Schiff base of amino-methylated polystyrene has been developed as a novel reagent for the removal of Fe(III) from solutions. The selectivity of the metal ion uptake over a wide range of different concentrations of metal ion, effect of pH, ligand concentration and the influence of other foreign ions were studied. A very good selectivity was achieved for the removal of the ion. It was found that 0.01 g of the ligand was sufficient to achieve about 96% removal of the metal ion in terms of concentration (ppm) from a 30 ppm solution in acidic pH.

Current status and biodiversity modification in the coastal wetland ecosystems of India with objectives for its sustainable management

The South West (S.W.) coast of India is blessed with a series of wetland systems popularly referred to as backwaters covering a total area of 46128.94 ha. These backwaters are internationally renowned for their aesthetic and scientific values including being a repository for several species fish and shell fishes. This is more significant in that three wetlands (Vembanad, Sasthamcotta and Ashtamudi) have recently been designated as Ramsar sites of international importance. Thirty major backwaters forming the crux of the coastal wetlands form an abode for over 200 resident or migratory fish and shellfish species. The fishing activities in these water bodies provide the livelihood to about 200,000 fishers and also provide full-time employment to over 50,000 fishermen. This paper describes the changes on the environmental and biodiversity status of selected wetlands, during 1994-2005 period. The pH was generally near neutral to alkaline in range. The salinity values indicated mixohaline condition ranging from 5.20-32.38 ppt. in the 12 wetlands. The productivity values were generally low in most of the wetlands during the study, where the gross production varied from 0.22 gC/m3/day in Kadinamkulam to 1.10 gC/m3/day in the Kayamkulam. The diversity of plankton and benthos was more during the pre-monsoon compared to the monsoon and post-monsoon periods in most of the wetlands. The diversity of plankton and benthos was more during the pre-monsoon compared to the monsoon and post-monsoon periods in most of the wetlands. The average fish yield per ha. varied from 246 kg. in Valapattanam to 2747.3 kg. in Azhikode wetland. Retting of coconut husk in most of the wetlands led to acidic pH conditions with anoxia resulting in the production of high amounts of sulphide, coupled with high carbon dioxide values leading to drastic reduction in the incidence and abundance of plankton, benthic fauna and the fishery resources. The major fish species recorded from the investigation were Etroplus suratensis, E. maculatus, Channa marulius, Labeo dussumieri, Puntius sp. Lutianus argentimaculatus, Mystus sp., Tachysurus sp. and Hemiramphus sp. The majority of these backwaters are highly stressed, especially during the pre monsoon period when the retting activity is at its peak. The study has clearly reflected that a more restrained and cautious approach is needed to manage and preserve the unique backwater ecosystems of South-west India

Zea mays annexins modulate cytosolic free Ca2+ and generate a Ca2+-permeable conductance

Regulation of reactive oxygen species and cytosolic free calcium ([Ca2+](cyt)) is central to plant function. Annexins are small proteins capable of Ca2+-dependent membrane binding or membrane insertion. They possess structural motifs that could support both peroxidase activity and calcium transport. Here, a Zea mays annexin preparation caused increases in [Ca2+] cyt when added to protoplasts of Arabidopsis thaliana roots expressing aequorin. The pharmacological profile was consistent with annexin activation (at the extracellular plasma membrane face) of Arabidopsis Ca2+-permeable nonselective cation channels. Secreted annexins could therefore modulate Ca2+ influx. As maize annexins occur in the cytosol and plasma membrane, they were incorporated at the intracellular face of lipid bilayers designed to mimic the plasma membrane. Here, they generated an instantaneously activating Ca2+-permeable conductance at mildly acidic pH that was sensitive to verapamil and Gd3+ and had a Ca2+-to-K+ permeability ratio of 0.36. These results suggest that cytosolic annexins create a Ca2+ influx pathway directly, particularly during stress responses involving acidosis. A maize annexin preparation also demonstrated in vitro peroxidase activity that appeared independent of heme association. In conclusion, this study has demonstrated that plant annexins create Ca2+-permeable transport pathways, regulate [Ca2+] cyt, and may function as peroxidases in vitro.

Copper(II) complexes of mono-anionic glutamate: anionic influence in the variations of molecular and supramolecular structures

Three new polynuclear copper(II) complexes of singly deprotonated L-glutamic acid (L-glu), {[Cu(bipy)(2)][Cu(bipy)(L-glu)H2O](2)(BF4)(4)center dot(H2O)(3)}(n) (1), {[Cu(bipy)(L-glu)H2O][Cu(bipy)(L-glu)(ClO4)]( ClO4)center dot(H2O)(2)}(n) ((2)) and [Cu(phen)(L-glu)H2O](2)(NO3)(2)center dot(H2O)(4) (3) (bipy = 2,2-bipyridine, phen = 1,10-phenanthroline), were synthesized in acidic pH (ca. 2.5) and characterized structurally. In all the complexes, L-glutamic acid acts as a bidentate chelating ligand, leaving the protonated carboxylic acid free. Both in 1 and 2, two different types of species [Cu(bipy)(2)](BF4)(2) and [Cu(bipy)(L-glu)H2O] BF4 for 1 and [Cu(bipy)(L-glu)H2O]ClO4 and [Cu(bipy)(L-glu)(ClO4)] for 2 coexist in the solid state. In complex 1, the [C( bipy)(L-glu)H2O]+ units are joined together by syn-anti carboxylate bridges to form an enantiopure (M) helical chain and the [Cu(bipy)(2)](2+) presents a very rare example of the four-coordinate distorted tetrahedral geometry of Cu(II). In complex 2, the [Cu(bipy)(L gluClO(4))] units are joined together by weakly coordinating perchlorate ions to form a 1D polymeric chain while the [Cu(bipy)(L-glu)H2O]+ units remain as mononuclear species. The different coordinating ability of the two counter anions along with their involvement in the H-bonding network seems likely to be responsible for the difference in the final polymeric structures in the two compounds. Variable-temperature (2-300 K) magnetic susceptibility measurements show negligible coupling for both the complexes. The structure of 3 consists of two independent monomeric [Cu(phen)(L-glu)H2O]+ cations, two nitrate anions and four water molecules. The copper atom occupies a five-coordinate square pyramidal environment with a water molecule in the axial position.

Low-temperature synthesis of ordered graphite nanofibres using nickel(II)-exchanged zeolites

Ordered graphite nanofibre formation has been observed at exceptionally low temperatures on admission of ethyne to zeolite Y, which had been exchanged with Ni(II). The samples have been characterised by TEM, carbon analysis, and electronic spectroscopy. Formation of the nanofibres requires no hydrogen, and was not observed when cation exchange was carried out at acidic pH. The observed fibres resemble herring-bone nanofibrils, growing from nickel particles, and ca. 90% have diameters in the range 35-40 nm. Similar fibres have also been grown using nickel-exchanged zeolite beta.