A mutant of Mycobacterium smegmatis defective in the biosynthesis of mycolic acids accumulates meromycolates

Mycolic acids are a major constituent of the mycobacterial cell wall, and they form an effective permeability barrier to protect mycobacteria from antimicrobial agents. Although the chemical structures of mycolic acids are well established, little is known on their biosynthesis. We have isolated a mycolate-deficient mutant strain of Mycobacterium smegmatis mc2-155 by chemical mutagenesis followed by screening for increased sensitivity to novobiocin. This mutant also was hypersensitive to other hydrophobic compounds such as crystal violet, rifampicin, and erythromycin. Entry of hydrophobic probes into mutant cells occurred much more rapidly than that into the wild-type cells. HPLC and TLC analysis of fatty acid composition after saponification showed that the mutant failed to synthesize full-length mycolic acids. Instead, it accumulated a series of long-chain fatty acids, which were not detected in the wild-type strain. Analysis by 1H NMR, electrospray and electron impact mass spectroscopy, and permanganate cleavage of double bonds showed that these compounds corresponded to the incomplete meromycolate chain of mycolic acids, except for the presence of a β-hydroxyl group. This direct identification of meromycolates as precursors of mycolic acids provides a strong support for the previously proposed pathway for mycolic acid biosynthesis involving the separate synthesis of meromycolate chain and the α-branch of mycolic acids, followed by the joining of these two branches.

Toward a quantum-mechanical description of metal-assisted phosphoryl transfer in pyrophosphatase

The wealth of kinetic and structural information makes inorganic pyrophosphatases (PPases) a good model system to study the details of enzymatic phosphoryl transfer. The enzyme accelerates metal-complexed phosphoryl transfer 1010-fold: but how? Our structures of the yeast PPase product complex at 1.15 Å and fluoride-inhibited complex at 1.9 Å visualize the active site in three different states: substrate-bound, immediate product bound, and relaxed product bound. These span the steps around chemical catalysis and provide strong evidence that a water molecule (Onu) directly attacks PPi with a pKa vastly lowered by coordination to two metal ions and D117. They also suggest that a low-barrier hydrogen bond (LBHB) forms between D117 and Onu, in part because of steric crowding by W100 and N116. Direct visualization of the double bonds on the phosphates appears possible. The flexible side chains at the top of the active site absorb the motion involved in the reaction, which may help accelerate catalysis. Relaxation of the product allows a new nucleophile to be generated and creates symmetry in the elementary catalytic steps on the enzyme. We are thus moving closer to understanding phosphoryl transfer in PPases at the quantum mechanical level. Ultra-high resolution structures can thus tease out overlapping complexes and so are as relevant to discussion of enzyme mechanism as structures produced by time-resolved crystallography.

Force and kinetic barriers to unzipping of the DNA double helix

A theory of the unzipping of double-stranded DNA is presented and is compared to recent micromanipulation experiments. It is shown that the interactions that stabilize the double helix and the elastic rigidity of single strands simply determine the sequence-dependent ≈12-pN force threshold for DNA strand separation. Using a semimicroscopic model of the binding between nucleotide strands, we show that the greater rigidity of the strands when formed into double-stranded DNA, relative to that of isolated strands, gives rise to a potential barrier to unzipping. The effects of this barrier are derived analytically. The force to keep the extremities of the molecule at a fixed distance, the kinetic rates for strand unpairing at fixed applied force, and the rupture force as a function of loading rate are calculated. The dependence of the kinetics and of the rupture force on molecule length is also analyzed.

Barriers to protein folding: formation of buried polar interactions is a slow step in acquisition of structure.

In the MYL mutant of the Arc repressor dimer, sets of partially buried salt-bridge and hydrogen-bond interactions mediated by Arg-31, Glu-36, and Arg-40 in each subunit are replaced by hydrophobic interactions between Met-31, Tyr-36, and Leu-40. The MYL refolding/dimerization reaction differs from that of wild type in being 10- to 1250-fold faster, having an earlier transition state, and depending upon viscosity but not ionic strength. Formation of the wild-type salt bridges in a hydrophobic environment clearly imposes a kinetic barrier to folding, which can be lowered by high salt concentrations. The changes in the position of the transition state and viscosity dependence can be explained if denatured monomers interact to form a partially folded dimeric intermediate, which then continues folding to form the native dimer. The second step is postulated to be rate limiting for wild type. Replacing the salt bridge with hydrophobic interactions lowers this barrier for MYL. This makes the first kinetic barrier rate limiting for MYL refolding and creates a downhill free-energy landscape in which most molecules which reach the intermediate state continue to form native dimers.

Avaliação na linhagem endotelial tEnd dos efeitos diretos da transferência gênica de IFNbeta e p19arf e efeitos parácrinos mediados pela linhagem B16 transduzida pelos mesmos vetores adenovirais

A vascularização tem um papel central na progressão tumoral e representa um alvo terapêutico de grande interesse. A inibição da angiogênese tem potencial de retardar a progressão tumoral e inibir metástase. Em decorrência disto, terapias anti-angiogênicas têm demonstrado ser promissora no controle do crescimento tumoral. Segundo a literatura, interferon-? (IFN?, ativador do sistema imune inato e adaptativo) e p19Arf (supressor de tumor e parceiro funcional de p53), quando estudados individualmente, alteram a vasculatura tumoral. Nosso grupo construiu e utilizou vetores adenovirais recombinantes portadores dos cDNAs de INFbeta e p19Arf e observou que a transferência desta combinação de genes induziu morte celular e diminuiu progressão tumoral, resultados foram observados em modelos murinos de melanoma B16 de terapia genica in situ, vacina profilática e vacina terapêutica. Neste trabalho, exploramos a ideia que a combinação dos vetores adenovirais portadores de INFbeta e p19Arf proporcionam efeitos anti-angiogênicos através de seu impacto em células endoteliais. Para averiguarmos essa hipótese, células endoteliais murinas (tEnd) foram transduzidas com os vetores adenovirais, revelando que o vetor Ad-p19 confere inibição da proliferação, formação de tubos, migração e induz aumento na expressão de genes relacionados a via de p53 e morte celular. O vetor Ad-IFNbeta sozinho ou adicionado em combinação com Ad-p19, não teve impacto significante nestes ensaios. Alternativamente, a influencia indireta, ou parácrina, nas células tEnd cultivadas juntamente com as células B16 transduzidas com os vetores adenovirais também foi investigada. Quando as células B16 foram transduzidas com Ad-IFNbeta ou a co-transdução Ad-IFNbeta+Ad-p19 em co-cultura com a linhagem tEnd, houve inibição da proliferação. Não observamos efeito inibitório na tEnd da co-cultura quando as células da B16 foram transduzidas somente com Ad-p19. Seguindo o ensaio de co-cultura, produzimos meio condicionado da B16 transduzida com os vetores e aplicamos esses meios nas células tEnd. Observamos que Ad-IFN, sozinho ou em combinação com Ad-19, diminuiu a viabilidade, proliferação e levou a morte das células tEnd. Neste trabalho, constamos que inibição de células endoteliais pode ser realizada por transdução direta com Ad-19 ou quando estas células são expostas ao ambiente modulado por células tumorais transduzidas com o vetor Ad-IFNbeta. Mesmo que a transferência gênica de ambos IFNbeta e p19Arf não demonstrou ser uma abordagem superior à aplicação dos genes isolados, observamos que nossa abordagem pode ter um impacto importante na inibição da angiogênese pelas células endoteliais

Influência do tempo de imersão em solução aquosa contendo H2S sobre a tenacidade de tubo API 5L X65 sour avaliada a partir de ensaio Charpy

Com o decorrer dos anos o consumo de petróleo e seus derivados aumentou significativamente e com isso houve a necessidade de se investir em pesquisas para descobertas de novas jazidas de petróleo como o pré-sal. Porém, não apenas a localização dessas jazidas deve ser estudada, mas, também, sua forma de exploração. Essa exploração e extração, na maioria das vezes, se dão em ambientes altamente corrosivos e o transporte do produto extraído é realizado através de tubulações de aço de alta resistência e baixa liga (ARBL). Aços ARBL expostos a ambientes contendo H2S e CO2 (sour gas) sofrem corrosão generalizada que promovem a entrada de hidrogênio atômico no metal, podendo diminuir sua tenacidade e causar falha induzida pela presença de hidrogênio (Hydrogen Induced Cracking HIC), gerando falhas graves no material. Tais falhas podem ser desastrosas para o meio ambiente e para a sociedade. O objetivo deste trabalho é estudar a tenacidade, utilizando ensaio Charpy, de um tubo API 5L X65 sour após diferentes tempos de imersão em uma solução saturada com H2S. O eletrólito empregado foi a solução A (ácido acético contendo cloreto de sódio) da norma NACE TM0284 (2011), fazendo-se desaeração com injeção de N2, seguida de injeções de H2S. Os materiais foram submetidos a: ensaios de resistência a HIC segundo a norma NACE TM0284 (2011) e exames em microscópio óptico e eletrônico de varredura para caracterização microestrutural, de inclusões e trincas. As amostras foram submetidas a imersão em solução A durante 96h e 360h, sendo que, após doze dias do término da imersão, foram realizados os ensaios Charpy e exames fractográficos. Foram aplicados dois métodos: o de energia absorvida e o da expansão lateral, conforme recomendações da norma ASTM E23 (2012). As curvas obtidas, em função da temperatura de impacto, foram ajustadas pelo método da tangente hiperbólica. Esses procedimentos foram realizados nas duas seções do tubo (transversal e longitudinal) e permitiram a obtenção dos seguintes parâmetros: energias absorvidas e expansão lateral nos patamares superior e inferior e temperaturas de transição dúctil-frágil (TTDF) em suas diferentes definições, ou seja, TTDFEA, TTDFEA-DN, TTDFEA-FN, TTDFEL, TTDFEL-DN e TTDFEL-FN (identificação no item Lista de Abreviaturas e Siglas). No exame fractográfico observou-se que o material comportou-se conforme o previsto, ou seja, em temperaturas mais altas ocorreu fratura dúctil, em temperaturas próximas a TTDF obteve-se fratura mista e nas temperaturas mais baixas observou-se o aparecimento de fratura frágil. Os resultados mostraram que quanto maior o tempo de imersão na solução A, menor é a energia absorvida e a expansão lateral no patamar superior, o que pode ser explicado pelo (esperado) aumento do teor de hidrogênio em solução sólida com o tempo de imersão. Por sua vez, os resultados mostraram que há tendência à diminuição da temperatura de transição dúctil-frágil com o aumento do tempo de imersão, particularmente, as TTDFEA-DN e TTDFEL-DN das duas seções do tubo (longitudinal e transversal). Esse comportamento controverso, que pode ser denominado de tenacificação com o decorrer do tempo de imersão na solução A, foi explicado pelo aparecimento de trincas secundárias durante o impacto (Charpy). Isso indica uma limitação do ensaio Charpy para a avaliação precisa de materiais hidrogenados.

Propriedades mecânicas e térmicas de nanocompósito híbrido de polipropileno com adição de argila e celulose proveniente de papel descartado.

Este trabalho aborda o estudo do comportamento mecânico e térmico do nanocompósito híbrido de polipropileno com uma argila brasileira bentonítica do Estado da Paraíba (PB), conhecida como \"chocolate\" com concentração de 1, 2 e 5 % em massa com a adição de 1 e 2 % em massa de celulose proveniente de papel descartado. Foi utilizado nesse nanocompósito o agente compatibilizante polipropileno graftizado com anidrido maleico PP-g-AM com 3 % de concentração em massa, através da técnica de intercalação do fundido utilizando uma extrusora de dupla-rosca e, em seguida, os corpos de prova foram confeccionados em uma injetora. O comportamento mecânico foi avaliado pelos ensaios de tração, flexão e impacto. O comportamento térmico foi avaliado pelas técnicas de calorimetria exploratória diferencial (DSC) e termogravimetria (TGA). A morfologia dos nanocompósitos foi estudada pela técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV). A argila, a celulose e os nanocompósitos híbridos foram caracterizados por difração de raios X (DRX), fluorescência de raios X (FRX) e espectroscopia no infravermelho (FTIR). Nos ensaios mecânicos de tração houve um aumento de 11 % na tensão máxima em tração e 15 % no módulo de Young, para o nanocompósito com argila, PPA 5 %. No ensaio de impacto Izod, o nanocompósito com argila, PPA 2 % obteve um aumento de 63 % na resistência ao impacto. Para o nanocompósito híbrido PPAC 1 % houve aumento de 8 % na tensão máxima em tração e para o nanocompósito híbrido PPAC 2 % houve aumento de 14 % na resistência ao impacto.

Mitigating Risk For Anxiety Among Preschool-Age Children Living In Poverty: Evaluating The Impact Of Adult-Provided Social Support On Autonomic Stress Reactivity

Poverty increases children's exposure to stress, elevating their risk for developing patterns of heightened sympathetic and parasympathetic stress reactivity. Repeated patterns of high sympathetic activation and parasympathetic withdrawal place children at risk for anxiety disorders. This study evaluated whether providing social support to preschool-age children during mildly stressful situations helps reduce reactivity, and whether this effect partly depends on children's previously assessed baseline reactivity patterns. The Biological Sensitivity to Context (BSC) theory proposes that highly reactive children may be more sensitive than less reactive children to all environmental influences, including social support. In contrast, conventional physiological reactivity (CPR) theory contends that highly reactive children are more vulnerable to the impact of stress but are less receptive to the potential benefits present within their social environments. In this study, baseline autonomic reactivity patterns were measured. Children were then randomly assigned to a high-support or neutral control condition, and the effect of social support on autonomic response patterns was assessed. Results revealed an interaction between baseline reactivity profiles and experimental condition. Children with patterns of high-reactivity reaped more benefits from the social support in the experimental condition than did their less reactive peers. Highly reactive children experienced relatively less reactivity reduction in the neutral condition while experiencing relatively greater reactivity reduction in the support condition. Despite their demonstrated stability over time, reactivity patterns are also quite susceptible to change at this age; therefore understanding how social support ameliorates reactivity will further efforts to avert stable patterns of high-reactivity among children with high levels of stress, ultimately reducing risk for anxiety disorders.

Nanocompósito de poliestireno reciclado, bentonita sódica e hemi-hidrato de sulfato de cálcio: obtenção e caracterização.

Nesta Tese foram preparados, em solução, filmes híbridos de argila e poliestireno provenientes de copos descartáveis comercializados no mercado brasileiro, com acetato de etila e glicerol. Posteriormente, foi adicionado o Hemi-hidrato de sulfato de cálcio como carga de reforço. Tanto a argila quanto o glicerol, assim como o hemihidrato de sulfato de cálcio, foram utilizados nos percentuais relativos à massa do poliestireno fragmentado correspondendo a 1%,2%, 3%,4%, 5% e 7%. Dos filmes, nos percentuais 3, 4, 5 e 7, exclui-se o percentual de 4% e os demais foram fragmentados e submetidos a extrusão, com resfriamento natural, à seco, produzindo-se grãos com os quais foi avaliado o índice de fluidez e injetados para a moldagem de corpos de prova rígidos. O desempenho dos corpos rígidos, foi comparado com os resultados do HIPS 484, e o GPPS comercializados no mercado brasileiro. Os filmes foram caracterizados por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura (MEV), calorimetria exploratória diferencial (DSC), além dos testes de resistência à tração, fluorescência de raios X, EDS e FTIR. Amostra do filme, ultrafino, obtido a partir da solução com o percentual de 5% foi observada ao microscópio ótico e no microscópio eletrônico de transmissão, assim como amostras de corpos rígidos microtomizadas. Nos corpos rígidos, além das análises instrumentais citadas, foram avaliadas a resistência à flexão, modulo de flexão, resistência à tração, alongamento e resistência ao impacto Izod. O desempenho sob chama foi avaliado em amostras de filme e também do corpo rígido. Resultados do DRX, e da MET foram coerentes com a bibliografia para nanocompósitos argila-polímero e, associado às respostas dos demais ensaios, indicaram um material de boa qualidade morfológica e boas propriedades mecânicas comparadas ao HIPS 484 e ao GPPS. Sob a chama o material produzido apresentou maior resistência à queima avaliado pela quantidade aparente de material residual para um mesmo tempo sob fogo. Constatou-se, também, uma boa dispersão das cargas na matriz polimérica, assim como uma adequada interação entre os elementos orgânicos e inorgânicos do material, a delaminação parcial da argila e quebra da estrutura do hemi-hidrato. Isto resultou em um bom desempenho mecânico e térmico do compósito que pode ser atribuído, tanto a uma forte influência dos íons metálicos presentes nas cargas inorgânicas, quanto às adições presentes na formulação dos copos descartáveis.

Difference Blindness vs. Bias Awareness: Why Law Firms with the Best of Intentions Have Failed to Create Diverse Partnerships

This Article uses the example of BigLaw firms to explore the challenges that many elite organizations face in providing equal opportunity to their workers. Despite good intentions and the investment of significant resources, large law firms have been consistently unable to deliver diverse partnership structures - especially in more senior positions of power. Building on implicit and institutional bias scholarship and on successful approaches described in the organizational behavior literature, we argue that a significant barrier to systemic diversity at the law firm partnership level has been, paradoxically, the insistence on difference blindness standards that seek to evaluate each person on their individual merit. While powerful in dismantling intentional discrimination, these standards rely on an assumption that lawyers are, and have the power to act as, atomistic individuals - a dangerous assumption that has been disproven consistently by the literature establishing the continuing and powerful influence of implicit and institutional bias. Accordingly, difference blindness, which holds all lawyers accountable to seemingly neutral standards, disproportionately disadvantages diverse populations and normalizes the dominance of certain actors - here, white men - by creating the illusion that success or failure depends upon individual rather than structural constraints. In contrast, we argue that a bias awareness approach that encourages identity awareness and a relational framework is a more promising way to promote equality, equity, and inclusion.

Geothermal Electricity Generation in Colorado: Actual and Perceived Obstacles to Greater Implementation

The objective of this paper is to provide an analysis of the potential and obstacles to the development of geothermal energy resources in Colorado. Geothermal energy is the only renewable resource that can provide base-load electricity. While Colorado has significant geothermal energy potential, there are no such power plants. Layers of federal and state laws and regulations represent one barrier to further geothermal development. Transmission constraints represent another major barrier. High exploration and construction costs along with high-risk profiles for geothermal projects form another major barrier. Perceived barriers such as misunderstanding the impacts, risks, and benefits of geothermal energy hinder further development. Recommendations are provided to help overcome these obstacles.

Opportunities and Challenges for the Widespread Implementation of Battery Powered Electric Transit Buses

The need for more sustainable public transportation choices drives innovation and provides opportunity for improvement in options. Transit buses provide many advantages for efficient transportation and electric drive vehicles are anticipated to play an increasing role in future transportation systems. A lifecycle cost analysis of battery electric transit buses indicates rate structures and demand charges do not currently have a large impact on lifecycle cost for small fleets of battery electric buses. As fleets grow, policies and rate structures will need to adjust to avoid becoming a barrier to adoption. Battery electric transit buses are now being developed which promise to address the primary issues of high life cycle cost, low reliability, range, and flexibility.

Benthic community recovery from brine impact after the implementation of mitigation measures

In many regions, seawater desalination is a growing industry that has its impact on benthic communities. This study analyses the effect on benthic communities of a mitigation measure applied to a brine discharge, using polychaete assemblages as indicator. An eight-year study was conducted at San Pedro del Pinatar (SE Spain) establishing a grid of 12 sites at a depth range of 29–38 m during autumn. Brine discharge started in 2006 and produced a significant decrease in abundance, richness and diversity of polychaete families at the location closest to the discharge, where salinity reached 49. In 2010, a diffuser was deployed at the end of the pipeline in order to increase the mixing, to reduce the impact on benthic communities. After implementation of this mitigation measure, the salinity measured close to discharge was less than 38.5 and a significant recovery in polychaete richness and diversity was detected, to levels similar to those before the discharge. A less evident recovery in abundance was also observed, probably due to different recovery rates of polychaete families. Some families like Paraonidae and Magelonidae were more tolerant to this impact. Others like Syllidae and Capitellidae recovered quickly, although still affected by the discharge, while some families such as Sabellidae and Cirratulidae appeared to recover more slowly.

Robotic Outcome Assessment in a Non-Human Primate Model of Middle Cerebral Artery Stroke

Stroke is a prevalent disorder with immense socioeconomic impact. A variety of chronic neurological deficits result from stroke. In particular, sensorimotor deficits are a significant barrier to achieving post-stroke independence. Unfortunately, the majority of pre-clinical studies that show improved outcomes in animal stroke models have failed in clinical trials. Pre-clinical studies using non-human primate (NHP) stroke models prior to initiating human trials are a potential step to improving translation from animal studies to clinical trials. Robotic assessment tools represent a quantitative, reliable, and reproducible means to assess reaching behaviour following stroke in both humans and NHPs. We investigated the use of robotic technology to assess sensorimotor impairments in NHPs following middle cerebral artery occlusion (MCAO). Two cynomolgus macaques underwent transient MCAO for 90 minutes. Approximately 1.5 years following the procedure these NHPs and two non-stroke control monkeys were trained in a reaching task with both arms in the KINARM exoskeleton. This robot permits elbow and shoulder movements in the horizontal plane. The task required NHPs to make reaching movements from a centrally positioned start target to 1 of 8 peripheral targets uniformly distributed around the first target. We analyzed four movement parameters: reaction time, movement time (MT), initial direction error (IDE), and number of speed maxima to characterize sensorimotor deficiencies. We hypothesized reduced performance in these attributes during a neurobehavioural task with the paretic limb of NHPs following MCAO compared to controls. Reaching movements in the non-affected limbs of control and experimental NHPs showed bell-shaped velocity profiles. In contrast, the reaching movements with the affected limbs were highly variable. We found distinctive patterns in MT, IDE, and number of speed peaks between control and experimental monkeys and between limbs of NHPs with MCAO. NHPs with MCAO demonstrated more speed peaks, longer MTs, and greater IDE in their paretic limb compared to controls. These initial results qualitatively match human stroke subjects’ performance, suggesting that robotic neurobehavioural assessment in NHPs with stroke is feasible and could have translational relevance in subsequent human studies. Further studies will be necessary to replicate and expand on these preliminary findings.

An Exploration of the challenges associated with software logging in large systems

Thesis (Master, Computing) -- Queen's University, 2016-05-29 18:11:34.114