916 resultados para Copper oxide nano-particles, Polyaniline derivatives film, Hydrogen peroxide, Electrocatalysis
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Le bleuet dmontre un potentiel thrapeutique dans le traitement du cancer et des maladies cardiovasculaires et neurodgnratives. Ces effets bnfiques sont attribuables aux composs phnoliques abondants dans le bleuet, tels que les anthocyanines et les flavonodes. La biotransformation du jus de bleuet avec les bactries Serratia vaccinii augmente sa teneur en composs phnoliques et son activit anti-oxydante, et modifie ses activits physiologiques. Lobjectif de la prsente tude est dvaluer lactivit neuroprotectrice et le potentiel antidiabtique du jus de bleuet biostranform (BJ). Le BJ est tudi dans diffrents tests dont : 1) La protection des neurones (N2a) contre le stress oxydatif (SO) induit par le peroxyde dhydrogne; 2) La stimulation de la prise de glucose par les cellules musculaires (C2C12) et adipeuses (3T3-L1); 3) Lactivit anti-hyperglycmique chez les souris obses diabtiques KKAy. En effet, tandis que le jus de bleuet normal na aucun effet, le BJ augmente lactivit des enzymes anti-oxydantes, comme la catalase et la SOD (Superoxide Dimutase) et protge les neurones contre les changements de la signalisation des MAPKs et contre la toxicit induite par le peroxyde dhydrogne. Le BJ augmente aussi la prise de glucose de 48% dans les cellules C2C12 et de 142% dans les cellules 3T3-L1. Cette augmentation nest pas explique par une augmentation du calcium cytosolique mais plutt par une stimulation de la phosphorylation de lAMPK. De plus, le BJ inhibe ladipogense chez les 3T3-L1. Le BJ diminue galement lhyperglycmie chez les souris obses diabtiques KKAy et protge les jeunes souris pr-diabtiques contre le dveloppement de lobsit et du diabte. Lactivit anti-hyperglycmique du BJ pourrait impliquer les adipokines puisque le BJ augmente le niveau dadiponectine chez les souris diabtiques. Le BJ reprsente ainsi une approche prometteuse pour le traitement du diabte et les maladies neurodgnratives et une source de nouveaux agents thrapeutiques contre ces maladies.
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Les complications vasculaires telles que laugmentation de la contractilit et la prolifration cellulaire sont les complications les plus communes observes dans le diabte et lhyperglycmie chronique est un facteur important dans ces processus. La voie de signalisation de Gq joue un rle important dans la rgulation du tonus vasculaire et laltration de celle-ci peut contribuer aux complications vasculaires observes dans les cas de diabte et dhyperglycmie. Il a t observ que les taux et lactivit des protines kinase C (PKC) et du diacylglycrol (DAG) sont augments dans ces conditions. Cependant, aucune tude na dmontr limplication de Gq/11 et des PLC, molcules de signalisation en amont de PKC/DAG. Plusieurs tudes rvlent que laugmentation des taux et de lactivit des PKC et du DAG induite par lhyperglycmie dans des cellules du muscle lisse vasculaire (CMLV) est attribue laugmentation du stress oxydatif. De plus, les niveaux de certains peptides vasoactifs, tels que langiotensine II et lendothline-1, augments dans les conditions de diabte/dhyperglycmie, peuvent contribuer laugmentation du stress oxydatif observe. Le travail prsent dans cette thse avait pour but dexaminer les effets de lhyperglycmie sur les niveaux dexpression protique de Gq/11 et de ses molcules associes, ainsi que dtudier le mcanisme molculaire par lequel lhyperglycmie module la voie de signalisation de Gq dans les CMLV. Dans la premire tude, nous avons examin si lhyperglycmie pouvait moduler lexpression des protines Gq, G11, PLC1 et PLC2. Le prtraitement des CMLV A10 avec 26 mM de glucose durant 72 heures augmente lexpression des protines Gq, G11, PLC-1 et PLC-2 en comparaison avec les CMLV tmoins. Le traitement avec des antagonistes aux rcepteurs AT1 de lAng II, et ETA/ETB de lET-1, attnue la hausse de Gq, de G11, de PLC1 et de PLC2 induite par lhyperglycmie. De plus, la formation dIP3 stimule par lET-1 tait plus leve dans les CMLV expose 26 mM de glucose. Le traitement des CMLV A10 avec lAng II et lET-1 augmente galement les niveaux dexpression des protines G q/11 et PLC. Cette augmentation de lexpression est restaure au niveau des CMLV tmoins par les antagonistes des rcepteurs AT1, ETA et ETB. Ces rsultats suggrent que laugmentation de lexpression des protines Gq/11 et PLC dans les CMLV induite par lhyperglycmie est attribue lactivation des rcepteurs AT1, ETA et ETB. Dans la seconde tude, nous avons examin limplication du stress oxydatif dans laugmentation des niveaux dexpression des protines Gq/11 et PLC et de leur signalisation induite par lhyperglycmie. Nous avons galement dtermin le mcanisme responsable de laugmentation du stress oxydatif induite par lhyperglycmie. Laugmentation de lexpression des protines Gq/11 et PLC des CMLV A10 exposes 26 mM de glucose est revenue au niveau basal aprs un traitement avec lantioxydant diphenyleneiodonium (DPI), et la catalase, un chlateur du peroxyde dhydrogne, mais pas par le 111Mn-tetralis(benzoic acid porphyrin) (MnTBAP) ni par lacide urique, des chlateurs du peroxynitrite. De plus, laugmentation de la formation dIP3 stimule par lET-1 dans les CMLV exposes 26 mM de glucose est revenue au niveau basal aprs un traitement avec le DPI et la catalase. Ces rsultats suggrent que laugmentation du stress oxydatif induite par lhyperglycmie contribue laugmentation de lexpression des protines Gq/11 et les molcules associes la voie de signalisation de Gq. De plus, laugmentation de la production danion superoxyde (O2-), de lactivit de la NADPH oxydase et de lexpression des protines p22(phox) et p47(phox) induite par lhyperglycmie est revenue un niveau basal aprs un traitement avec les antagonistes des rcepteurs AT1, ETA et ETB. Ces rsultats suggrent que lhyperglycmie augmente les niveaux endognes de lAng II et de lET-1, ce qui augmente le stress oxydatif par la formation dO2- et de H2O2 et peut contribuer laugmentation des niveaux de Gq/11 et de leurs molcules de signalisation. Puisquil a t observ que lhyperglycmie transactive les rcepteurs aux facteurs de croissance tels que le rcepteur au facteur de croissance pidermique (EGF-R) et le rcepteur au facteur de croissance driv des plaquettes (PDGF-R), nous avons entrepris dexaminer, dans la troisime tude, limplication dEGF-R et de PDGF-R dans laugmentation des niveaux de Gq/11, de PLC et de leur signalisation induite par lhyperglycmie. Laugmentation des niveaux dexpression des protines Gq, G11, PLC-1 et PLC-2 induite par lhyperglycmie est revenue au niveau basal aprs un traitement avec les inhibiteurs dEGF-R (AG1478) et de PDGF-R (AG1295) et par linhibiteur de c-Src, PP2. Laugmentation de la phosphorylation dEGF-R et de PDGF-R induite par lhyperglycmie a t abolie par AG1478, AG1295 et PP2. De plus, laugmentation des niveaux de Gq/11, et de PLC induite par lhyperglycmie est attnue par linhibiteur des MAPK, le PD98059, et par linhibiteur dAKT, le wortmannin. Laugmentation de la phosphorylation dERK et dAKT tait galement attnue par AG1478 et AG1295. Ces rsultats suggrent que la transactivation des rcepteurs aux facteurs de croissance induite par c-Src peut contribuer laugmentation des niveaux de G q/11/PLC et de leur signalisation par la voie des MAPK/PI3K. En conclusion, les tudes prsentes dans cette thse indiquent que lhyperglycmie augmente les niveaux de Gq/11 et de PLC. Nous avons mis des vidences qui dmontrent que laugmentation endogne de lAng II et de lET-1 par lhyperglycmie peut contribuer laugmentation de la production dO2- et de H2O2 rsultant ainsi en une augmentation du stress oxydatif qui pourrait tre responsable de laugmentation de Gq/11/PLC et de leur signalisation dans les conditions dhyperglycmie. Finalement, nous avons dmontr que la transactivation des rcepteurs aux facteurs de croissance induite par lhyperglycmie peut tre responsable de laugmentation de Gq/11/PLC et les molcules associes la voie de signalisation de Gq dans les cas de diabte et dhyperglycmie.
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Les souches dEscherichia coli pathognes aviaires (APEC) sont responsables dinfections respiratoires et de septicmies chez la volaille. Le rgulon Pho est contrl conjointement par le systme deux composantes PhoBR et par le systme de transport spcifique du phosphate (Pst). Afin de dterminer limplication de PhoBR et du systme Pst dans la pathogense de la souche APEC O78 7122, diffrentes souche mutantes phoBR et pst ont t testes pour divers traits de virulence in vivo et in vitro. Les mutations menant lactivation constitutive du rgulon Pho rendaient les souches plus sensibles au peroxyde dhydrogne et au srum de lapin comparativement la souche sauvage. De plus, lexpression des fimbriae de type 1 tait affecte chez ces souches. Lensemble des mutants Pho-constitutifs taient aussi significativement moins virulents que la souche sauvage dans un modle de coinfection de poulet, incluant les souches avec un systme Pst fonctionnel. De plus, linactivation du rgulateur PhoB chez un mutant Pst restaure la virulence. Par ailleurs, linactivation de PhoB naffecte pas la virulence de la souche 7122 dans notre modle. De manire intressante, le degr dattnuation des souches mutantes corrle directement avec le niveau dactivation du rgulon Pho. Globalement, les rsultats indiquent que lactivation du rgulon Pho plutt que le transport du phosphate via le systme Pst joue un rle majeur dans lattnuation des APEC.
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UNE EXPOSITION NONATALE LOXYGNE MNE DES MODIFICATIONS DE LA FONCTION MITOCHONDRIALE CHEZ LE RAT ADULTE Introduction: Lexposition loxygne (O2) des ratons nouveau-ns a des consquences lge adulte dont une hypertension artrielle (HTA), une dysfonction vasculaire, une nphropnie et des indices de stress oxydant. En considrant que les reins sont encore en dveloppement actif lors des premiers jours aprs la naissance chez les rats, jouent un rle cl dans le dveloppement de lhypertension et quune dysfonction mitochondriale est associ une augmentation du stress oxydant, nous postulons que les conditions dltres nonatales peuvent avoir un impact significatif au niveau rnal sur la modulation de lexpression de protines cls du fonctionnement mitochondrial et une production mitochondriale excessive despces ractives de l O2. Mthodes: Des ratons Sprague-Dawley sont exposs 80% dO2 (H) ou 21% O2 (Ctrl) du 3e au 10e jr de vie. En considrant que plusieurs organes des rats sont encore en dveloppement actif la naissance, ces rongeurs sont un modle reconnu pour tudier les complications dune hyperoxie nonatale, comme celles lies une naissance prmature chez lhomme. 4 et 16 semaines, les reins sont prlevs et les mitochondries sont extraites suivant une mthode dextraction standard, avec un tampon contenant du sucrose 0.32 M et diffrentes centrifugations. Lexpression des protines mitochondriales a t mesure par Western blot, tandis que la production d H202 et les activits des enzymes cls du cycle de Krebs ont t values par spectrophotomtrie. Les rsultats sont exprims par la moyenne SD. Rsultats: Les rats mles H de 16 semaines (n=6) prsentent une activit de citrate synthase (considr standard interne de lexpression protique et de labondance mitochondriales) augmente (12.4 8.4 vs 4.1 0.5 mole/mL/min), une diminution de lactivit daconitase (enzyme sensible au redox mitochondrial) (0.11 0.05 vs 0.20 0.04 moles/min/mg mitochondrie), ainsi quune augmentation dans la production de H202 (7.0 1.3 vs 5.4 0.8 moles/mg protines mitochondriales) comparativement au groupe Ctrl (n=6 mles et 4 femelles). Le groupe H (vs Ctrl) prsente galement une diminution dans lexpression de peroxiredoxin-3 (Prx3) (H 0.610.06 vs. Ctrl 0.780.02 unit relative, -23%; p<0.05), une protine implique dans llimination d H202, de lexpression du cytochrome C oxidase (Complexe IV) (H 1.020.04 vs. Ctrl 1.200.02 unit relative, -15%; p<0.05), une protine de la chaine de respiration mitochondriale, tandis que lexpression de la protine de dcouplage (uncoupling protein)-2 (UCP2), implique dans la dispersion du gradient proton, est significativement augmente (H 1.050.02 vs. Ctrl 0.900.03 unit relative, +17%; p<0.05). Les femelles H (n=6) (vs Ctrl, n=6) de 16 semaines dmontrent une augmentation significative de lactivit de laconitase (0.330.03 vs 0.170.02 moles/min/mg mitochondrie), de lexpression de lATP synthase sous unit (H 0.730.02 vs. Ctrl 0.590.02 unit relative, +25%; p<0.05) et de lexpression de MnSOD (H 0.890.02 vs. Ctrl 0.740.03 unit relative, +20%; p<0.05) (superoxide dismutase mitochondriale, important antioxidant), tandis que lexpression de Prx3 est significativement rduite (H 1.10.07 vs. Ctrl 0.850.01 unit relative, -24%; p<0.05). 4 semaines, les mles H (vs Ctrl) prsentent une augmentation significative de lexpression de Prx3 (H 0.720.03 vs. Ctrl 0.560.04 unit relative, +31%; p<0.05) et les femelles prsentent une augmentation significative de lexpression dUCP2 (H 1.220.05 vs. Ctrl 1.030.04 unit relative, +18%; p<0.05) et de lexpression de MnSOD (H 1.360.01 vs. 1.190.06 unit relative, +14%; p<0.05). Conclusions: Une exposition nonatale lO2 chez le rat adulte mne des indices de dysfonction mitochondriale dans les reins adultes, associe une augmentation dans la production despces ractives de loxygne, suggrant que ces modifications mitochondriales pourraient jouer un rle dans lhypertension artrielle et dun stress oxydant, et par consquent, tre un facteur possible dans la progression vers des maladies cardiovasculaires. Mots-cls: Mitochondries, Reins, Hypertension, Oxygne, Stress Oxydant, Programmation
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Le fer est un lment essentiel pour les bactries. Puisquelles ne peuvent le synthtiser elles-mmes, elles utilisent un ou plusieurs systmes dacquisition de fer afin de se le procurer dans lenvironnement, ou chez lhte pour leurs propres mtabolismes. Diffrentes stratgies coexistent chez les bactries pathognes dues la faible concentration de cet lment, autant chez lhte que dans lenvironnement. Salmonella enterica srovar Typhi (S. Typhi) est une entrobactrie Gram ngative causant une maladie systmique, soit la fivre typhode, qui est spcifique lhomme. Les mcanismes de pathognese de ce srovar sont peu connus jusqu ce jour, puisque son tropisme pour lhumain empche lutilisation dun modle animal adquat. Lobjectif de cette recherche est de caractriser le systme dacquisition de fer chez S. Typhi encod par le locus iro. Les gnes du locus, iroBCDEN ont fait lobjet de plusieurs recherches chez diffrents pathognes, notamment E. coli et Salmonella Typhimurium. Bien quun rle dans la virulence ait t tabli pour ce locus chez ces bactries, trs peu dinformations sont disponibles quant au rle chez S. Typhi, qui emprunte plutt la voie systmique dinfection. Nous avons valu le rle de la synthse, de lexportation et de limportation du sidrophore salmochline, cod par les gnes iroBCDEN. En inactivant le locus puis par la suite les gnes de faon indpendante par change alllique, il a t possible dobserver leurs implications in vitro lors dinfections de cellules humaines. Le rle dans ladhsion et linvasion des cellules pithliales ainsi que le rle dans la phagocytose et la survie dans les macrophages ont donc t dtermins. De plus, le mcanisme de scrtion par lequel la salmochline peut traverser la membrane externe est inconnu ce jour. La pompe efflux TolC est responsable de la scrtion de plusieurs molcules, y compris lentrobactine, un sidrophore analogue la salmochline. Par mutagnse, nous avons effectu un mutant de dltion tolC afin de vrifier son implication dans linteraction avec les cellules pithliales et les macrophages. Afin de caractriser in vitro les mutants, nous avons effectu des courbes de croissance dans diffrents milieux. La sensibilit au peroxyde dhydrogne a t vrifie par la suite, puis d aux rsultats dinfections, la mobilit de la souche tolC a t value. Ces diffrents tests nous ont permis de mieux comprendre limplication du locus iro, de ses composantes et de la pompe efflux TolC lors de linteraction avec les cellules cibles dune infection systmique cause par Salmonella Typhi.
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Lapurinic/apyrimidic endonuclease 1 (APE1) est une protine multifonctionnelle qui joue un rle important dans la voie de rparation de lADN par excision de base. Elle sert galement de coactivateur de transcription et est aussi implique dans le mtabolisme de lARN et la rgulation redox. APE1 peut cliver les sites AP ainsi que retirer des groupements, sur des extrmits 3 cres suite des bris simple brin, qui bloquent les autres enzymes de rparation, permettant de poursuivre la rparation de lADN, puisquelle possde plusieurs activits de rparation de lADN comme une activit phosphodiestrase 3 et une activit exonuclase 35. Les cellules de mammifres ayant subi un knockdown dAPE1 prsentent une grande sensibilit face de nombreux agents gnotoxiques. APE1 ne possde quune seule cystine situe au 65e acide amin. Celle-ci est ncessaire pour maintenir ltat de rduction de nombreux activateurs de transcription tels que p53, NF-B, AP-1, c-Jun at c-Fos. Ainsi, elle se retrouve implique dans la rgulation de lexpression gnique. APE1 passe galement travers au moins 4 types de modifications post-traductionnelles : lactylation, la dsactylation, la phosphorylation et lubiquitylation. La faon dont APE1 est recrute pour accomplir ses diffrentes fonctions biologiques demeure un mystre, bien que cela puisse tre reli sa capacit dinteraction avec de multiples partenaires diffrents. Sous des conditions de croissance normales, il a t dmontr quAPE1 interagit avec de nombreux partenaires impliqus dans de multiples fonctions. Nous mettons lhypothse que ltat doxydation dAPE1 est ce qui contrle les partenaires avec lesquels la protine interagira, lui permettant daccomplir des fonctions prcises. Dans cette tude nous dmontrons que le peroxyde dhydrogne altre le rseau dinteractions dAPE1. Un nouveau partenaire dinteraction dAPE1, Prdx1, un membre de la famille des peroxirdoxines responsable de rcuprer le peroxyde dhydrogne, est caractris. Nous dmontrons quun knockdown de Prdx1 naffecte pas lactivit de rparation de lADN dAPE1, mais altre sa dtection et sa distribution cellulaire lintrieur des cellules HepG2 conduisant une induction accrue de linterleukine 8 (IL-8). LIL8 est une chimiokine implique dans le stress cellulaire en conditions physiologiques et en cas de stress oxydatif. Il a t dmontr que linduction de lIL-8 est dpendante dAPE1 indiquant que Prdx1 pourrait rguler lactivit transcriptionnelle dAPE1. Il a t dcouvert que Prdx1 est implique dans la rgulation redox suite une rponse initie par le peroxyde dhydrogne. Ce dernier possde un rle important comme molcule de signalisation dans de nombreux processus biologiques. Nous montrons que Prdx1 est ncessaire pour rduire APE1 dans le cytoplasme en rponse la prsence de H2O2. En prsence de Prdx1, la fraction dAPE1 prsent dans le cytoplasme est rduite suite une exposition au peroxyde dhydrogne, et Prdx1 est hyperoxyd suite linteraction entre les deux molcules. Cela suggre que le signal, que produit le peroxyde dhydrogne, sur APE1 passe par Prdx1. Un knockdown dAPE1 diminue la conversion de la forme dimrique de Prdx1 vers la forme monomrique. Cette observation implique quAPE1 pourrait tre implique dans la rgulation de lactivit catalytique de Prdx1 en acclrant son hyperoxydation.
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Clostridium perfringens est ubiquitaire dans lenvironnement. Ce microorganisme peut tre retrouv dans la flore normale du tractus gastro-intestinal des mammifres et peut galement causer une varit dinfections intestinales. Le phnotype de rsistance la bacitracine a dj t rapport chez C. perfringens mais les gnes associs nont pas t caractriss. Dans cette tude, 24 des 99 isolats de C. perfringens aviaires tests ont dmontr une rsistance la bacitracine. Les analyses ont rvl la prsence dun transporteur ABC ainsi que dune undcaprnol kinase surproduite. Ces deux mcanismes semblent tre cods par lopron bcrABDR. En amont et en aval des gnes bcr, un lment IS1216-like a t identifi, celui-ci pouvant jouer un rle dans la dissmination de la rsistance la bacitracine. Des analyses dhybridation sur ADN ont rvl que les gnes bcrABDR taient localiss sur le chromosome. De plus, il a t dmontr que les gnes bcr taient exprims en prsence de bacitracine. Plusieurs tudes ont associ la tolrance aux antibiotiques et aux dsinfectants la formation de biofilm. Dans la littrature, peu dinformations sont disponibles sur le biofilm de C. perfringens. La majorit des isolats tests dans cette tude ont dmontr la formation dun biofilm. Lanalyse de la matrice a dmontr que celle-ci contenait des protines, de lADN extracellulaire ainsi que des polysaccharides lis en bta-1,4. Une meilleure survie des cellules en biofilm a t observe suite une exposition de fortes concentrations dantibiotiques. Une exposition de faibles doses de certains antibiotiques semblait diminuer le biofilm form alors que pour dautres, le biofilm semblait augmenter. Dans la prsente tude, la susceptibilit des biofilms de C. perfringens la dsinfection a t galement analyse. Les rsultats ont dmontr que la formation de biofilm protgeait les cellules de laction du monopersulfate de potassium, des ammoniums quaternaires, du peroxyde dhydrogne et du glutraldhyde. Toutefois, lhypochlorite de sodium a t dmontr comme tant efficace contre le biofilm de C. perfringens. Il a t dmontr que les biofilms mixtes de C. perfringens cultivs en prsence de Staphylococcus aureus ou dEscherichia coli taient plus rsistants la dsinfection en comparaison aux biofilms simples de S. aureus ou dE. coli. Toutefois, le biofilm simple de C. perfringens tait plus rsistant la dsinfection que les biofilms mixtes. Finalement, les profils de transcription entre les populations planctoniques et en biofilm ont t analyss par squenage dARN. Lanalyse transcriptomique du biofilm a identifi 238 gnes diffrentiellement exprims entre les deux conditions. Les gnes ngativement rguls sont impliqus dans la virulence, la production dnergie, le mtabolisme des sucres ainsi que dans la biosynthse des acides gras et des acides amins alors que les gnes induits sont impliqus dans la rponse au stress et au stress oxydatif, dans la biosynthse dacides gras et de phospholipides ainsi que dans la virulence. Cette tude dcrit pour la premire fois la dcouverte des gnes associs la rsistance la bacitracine chez C. perfringens. Elle rapporte galement de nouvelles donnes sur la matrice du biofilm, la tolrance aux antibiotiques et aux dsinfectants ainsi que sur le transcriptome du biofilm de C. perfringens.
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L'arthrose est une maladie multifactorielle complexe. Parmi les facteurs impliqus dans sa pathognie, les certains prostaglandines exercent un rle inflammatoire et dautres un rle protecteur. La prostaglandine D2 (PGD2) est bien connue comme une PG anti-inflammatoire, qui est rgule par lenzyme Lipocalin prostaglandine D-synthase. Avec linflammation de l'arthrose, les chondrocytes essaient de protger le cartilage en activant certaines voies de rcupration dont l'induction du gne L-PGDS. Dans cette tude, nous tudions la voie de signalisation implique dans la rgulation de l'expression du (L-PGDS) sur les chondrocytes traits avec diffrents mdiateurs inflammatoires. Le but de projet: Nous souhaitons tudier la rgulation de la L-PGDS dans le but de concevoir des approches thrapeutiques qui peuvent activer la voie intrinsque anti-inflammatoire. Mthode et conclusions: In vivo, l'arthrose a t suivie en fonction de lge chez la souris ou chirurgicalement suivant une intervention au niveau des genoux de souris. Nous avons confirm les niveaux dexpression de L-PGDS histologiquement et par immunohistochimie. In vitro, dans les chondrocytes humains qui ont t traits avec diffrents mdiateurs de l'inflammation, nous avons observ une augmentation de lexpression de la L-PGDS dose et temps dpendante. Nous avons montr, in vivo et in vitro que linflammation induit une scrtion chondrocytaire de la L-PGDS dans le milieu extracellulaire. Enfin, nous avons observ la production de diffrentes isoformes de la L-PGDS en rponse l'inflammation.
Zeolite Encapsulated Complexes Of Fe,Co,Ni,Cu And Pd:Synthesis , Characterization And Catalysis-2003
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This thesis deals with the synthesis, characterization and catalysis activity studies of some zeolite encapsulated complexes. Encapsulation inside the zeolite cages makes the catalysts more stable. Further, the framework prevents the complexes from dimerising. Catalysis by metal complexes encapsulated in the cavities of zeolites and other molecular sieves has many features of homogeneous, heterogenous and enzymatic catalysis. Serious attempts has been made to gain product selectivity in catalysis .The catalytic activity shown by the encapsulated complexes can be correlated to the structure of the active site inside the zeolite pore. It deals with the studies on the partial oxidation of benzyl alcohol to benzaldehyde. The oxidatio was carried out using hydrogen peroxide as oxidant in presence of PdYDMG and CuYSPP as catalysts. The product (benzaldehyde) was detected using TLC and confirmed using GC.The catalytic activity of the complexes was tested for oxidation under various conditions. The operating conditions like the amount of the catalyst, reaction time, oxidant to substrate ratio, reaction temprature, and solvents have been optimized. No further oxidation products were obtained on continuing the reaction for four hours beyond the optimum time. Maximum conversion was obtained at room temperature and the percentage conversion decreased with increase in temperature. Activity was found to be dependent on the solvent used. With increasing awareness about the dangers of environmental degradation, research in chemistry is getting increasing geared to the development of green chemistry, by designing environmentally friendly products and processes that bring down the generation and use of hazardous substances.
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In this study, an attempt has been made to gather enough information regarding lactic acid bacteria from fish and shellfish of tropical regions. The occurrence and distribution of lactic acid bacteria in fresh and frozen marine fish and shellfish, farmed fish and shellfish, cured and pickled fish and shellfish have been investigated. Lactic Acid Bacteria (LAB) have for centuries been responsible for the fermentative preservation of many foods. They are used to retard spoilage and preserve foods through natural fermentations. They have found commercial applications as starter cultures in the dairy, baking, meat, fish, and vegetable and alcoholic beverage industries. They are industrially important organisms recognized for their fermentative ability as well as their nutritional benefits. These organisms produce various compounds such as organic acids, diacetyl, hydrogen peroxide and bacteriocins or bactericidal proteins during lactic fermentations.Biopreservation of foods using bacteriocin producing LAB cultures is becoming widely used. The antimicrobial effect of bacteriocins and other compounds produced during fermentation of carbohydrates are well known to inhibit the growth of certain food spoiling bacteria as well as a limited group of food poisoning and pathogenic bacteria LAB like Lactobacillus plantarum are widely used as starter cultures for the Production of fish ensilage. The present study is the first quantitative and qualitative study on the occurrence and distribution of lactic acid bacteria in fresh and frozen fish and prawn. It is concluded that Lactobacillus plantaruni was the predominant lactobacillus species in fresh and frozen fish and shellfish. The ability of selected Lactobacillus cultures to grow at low temperatures, high salt content, produce bacteriocins, rapidly ferment sugars and decrease the pH make them potential candidates for biopreservation of fish and shellfish.
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In this regard Schiff base complexes have attracted wide attention. Furthermore, such complexes are found to play important role in analytical chemistry, organic synthesis, metallurgy, refining of metals, electroplating and photography. Many Schiff base complexes are reported in literature. Their properties depend on the nature of the metal ion as well as on the nature of the ligand. By altering the ligands it is possible to obtain desired electronic environment around the metal ion. Thus there is a continuing interest in the synthesis of simple and zeolite encapsulated Schiff base complexes of metal ions. Zeolites have a number of striking structural similarities to the protein portion of natural enzymes. Zeolite based catalysts are known for their remarkable ability of mimicking the chemistry of biological systems. In view of the importance of catalysts in all the areas of modern chemical industries, an effort has been made to synthesize some simple Schiff base complexes, heterogenize them by encapsulating within the supercages of zeoliteY cavities and to study their applications. The thesis deals with studies on the synthesis and characterization of some simple and zeoliteY encapsulated Mn(II), Fe(III), Co(II), Ni(II) and Cu(II) complexes and on the catalytic activity of these complexes on some oxidation reactions. Simple complexes were prepared from the Schiff base ligands SBT derived from 2-aminobenzothiazole and salicylaldehyde and the ligand VBT derived from 2-aminobenzothiazole and vanillin (4-hydroxy-3- methoxybenzaldehyde). ZeoliteY encapsulated Mn(II), Fe(III), Co(II), Ni(II) and Cu(II) complexes of Schiff base ligands SBT and VBT and also of 2-aminobenzothiazole were synthesized. All the prepared complexes were characterized using the physico-chemical techniques such as chemical analysis (employing AAS and CHN analyses), magnetic moment studies, conductance measurements and electronic and FTIR spectra. EPR spectra of the Cu(II) complexes were also carried out to know the probable structures and nature of Cu(II) complexes. Thermogravimetric analyses were carried out to obtain the information regarding the thermal stability of various complexes. The successful encapsulations of the complexes within the cavities of zeoliteY were ascertained by XRD, surface area and pore volume analysis. Assignments of geometries of simple and zeoliteY encapsulated complexes are given in all the cases. Both simple and zeoliteY encapsulated complexes were screened for catalytic activity towards oxidation reactions such as decomposition of hydrogen peroxide, oxidation of benzaldehyde, benzyl alcohol, 1-propanol, 2-propanol and cyclohexanol.
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Co(II), Ni(II) and Cu(II) complexes of dimethylglyoxime and N,N-ethylenebis(7-methylsalicylideneamine) have been synthesized in situ in Y zeolite by the reaction of ion-exchanged metal ions with the flexible ligand molecules that had diffused into the cavities. The hybrid materials obtained have been characterized by elemental analysis, SEM, XRD, surface area, pore volume, magnetic moment, FTIR, UV-Vis and EPR techniques. Analysis of data indicates the formation of complexes in the pores without affecting the zeolite framework structure, the absence of any extraneous species and the geometry of encapsulated complexes. The catalytic activities for hydrogen peroxide decomposition and oxidation of benzyl alcohol and ethylbenzene of zeolite complexes are reported. Zeolite Cu(II) complexes were found to be more active than the corresponding Co(II) and Ni(II) complexes for oxidation reactions. The catalytic properties of the complexes are influenced by their geometry and by the steric environment of the active sites. Zeolite complexes are stable enough to be reused and are suitable to be utilized as partial oxidation catalysts.
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The study was planned to investigate the bioactive compounds in Njavara compared to staple varieties and their bioactivity to substantiate the medicinal properties. Results of the study on chemical indices, antioxidant activity and antiinflammatory activity (in vivo) of Njavara black rice bran and rice in comparison with non-medicinal varieties like Sujatha and Palakkadan Matta rice bran and rice are given. The phytochemical investigation and quantification of Njavara extracts in comparison with staple varieties are detailed in this study. The last chapter is divided in three sections (A, B and C). Section A comprises the antioxidant activity by in vitro assays like DPPH, superoxide anion radical and hydrogen peroxide scavenging activity of the compounds. Also, theoretical studies using DFT were carried out based on DPPH radical scavenging activity for understanding the radical stability and mechanism of antioxidant activity. Section B comprises the anti-inflammatory activity of the identified compounds namely tricin and two flavonolignans in both in vivo and in vitro models. Section C describes the cytotoxicity of the rare flavonolignans, tricin 4-O-(erythro--guaiacylglyceryl) ether and tricin 4-O-(threo--guaiacylglyceryl) ether towards multiple cancer cells belonging to colon, ovarian and breast tumours.
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The work presented in this thesis is mainly centered on the synthesis and characterization of some encapsulated transition metal complexes and the catalytic activity of the synthesized complexes in certain organic reactions.thesis deals with the catalytic activity of ruthenium-exchanged zeolite and the zeolite encapsulated complexes of SSC, SOD, SPD, AA, ABA, DMG, PCO, PCP, CPO and CPP in the hydroxylation of phenol using hydrogen peroxide. The products were analyzed with a GC to determine the percentage conversion and the chromatograms indicate the presence of different products like hydroquinone, catechol,benzoquinone, benzophenone etc. The major product formed is hydroquinone. From the screening studies, RuYSSC was found to be the most effective catalyst for phenol hydroxylation with 94.4% conversion and 76% hydroquinone selectivity. The influence of different factors like reaction time, temperature, amount of catalyst, effect of various solvents and oxidant to substrate ratio in the catalytic activity were studied in order to find out the optimum conditions for the hydroxylation reaction. The influence of time on the percentage conversion of phenol was studied by conducting the reactions for different durations varying from one hour to four hours. There is an induction period for all the complexes and the length of the induction period depends on the nature of the active components. Though the conversion of phenol and selectivity for hydroquinone. increases with time, the amount of benzoquinone formed decreases with time. This is probably due to the decomposition of benzoquinone formed during the initial stages of the reaction into other degradation products like benzophenones. The effect of temperature was studied by carrying out the reaction at three different temperatures, 30C, 50C and 70C. Reactions carried at temperatures higher than 70C result either in the decomposition of the products or in the formation of tarry products. Activity increased with increase in the amount of the catalyst up to a certain level. However further increase in the weight of the catalyst did not have any noticeable effect on the percentage conversion. The catalytic studies indicate that the oxidation reaction increases with increase in the volume of hydrogen peroxide till a certain volume. But further increase in the volume of H202 is detrimental as some dark mass is obtained after four hours of reaction. The catalytic activity is largely dependent on the nature of the solvent and maximum percentage conversion occurred when the solvent used is water. The intactness of the complexes within the zeolite cages enhances their possibility of recycling and the activities of the recycled catalysts show only a slight decrease when compared to the fresh samples .
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This thesis Entitled Colour removal from dye house effluents using zero valent iron and fenton oxidation.Findings reported on kinetic profile during oxidation of dyes with Fentons reagent are in good agreement with observations of earlier workers on other organic substrates. This work goes a step further. Critical concentration of the dye at which the reaction mechanism undergoes transition has been identified.The oxidation of Reactive Yellow showed that the initial rates for decolorization increased linearly with an increase in hydrogen peroxide concentration over the range studied. Fenton oxidation of all dyes except Methylene Blue showed that the initial rates increased linearly with an in the ferrous sulphate concentration. This increase was observed only up to an optimum concentration beyond which further increase resulted in a decrease in the initial rates. Variation of initial rates with Ferrous sulphate concentration resulted in a linear plot passing through the origin indicating that the reaction is first order with respect to ferrous sulphate.
