Interactions between tRNA identity nucleotides and their recognition sites in glutaminyl-tRNA synthetase determine the cognate amino acid affinity of the enzyme.

Sequence-specific interactions between aminoacyl-tRNA synthetases and their cognate tRNAs both ensure accurate RNA recognition and prevent the binding of noncognate substrates. Here we show for Escherichia coli glutaminyl-tRNA synthetase (GlnRS; EC 6.1.1.18) that the accuracy of tRNA recognition also determines the efficiency of cognate amino acid recognition. Steady-state kinetics revealed that interactions between tRNA identity nucleotides and their recognition sites in the enzyme modulate the amino acid affinity of GlnRS. Perturbation of any of the protein-RNA interactions through mutation of either component led to considerable changes in glutamine affinity with the most marked effects seen at the discriminator base, the 10:25 base pair, and the anticodon. Reexamination of the identity set of tRNA(Gln) in the light of these results indicates that its constituents can be differentiated based upon biochemical function and their contribution to the apparent Gibbs' free energy of tRNA binding. Interactions with the acceptor stem act as strong determinants of tRNA specificity, with the discriminator base positioning the 3' end. The 10:25 base pair and U35 are apparently the major binding sites to GlnRS, with G36 contributing both to binding and recognition. Furthermore, we show that E. coli tryptophanyl-tRNA synthetase also displays tRNA-dependent changes in tryptophan affinity when charging a noncognate tRNA. The ability of tRNA to optimize amino acid recognition reveals a novel mechanism for maintaining translational fidelity and also provides a strong basis for the coevolution of tRNAs and their cognate synthetases.

Posttranslational amino acid epimerization: enzyme-catalyzed isomerization of amino acid residues in peptide chains.

Since ribosomally mediated protein biosynthesis is confined to the L-amino acid pool, the presence of D-amino acids in peptides was considered for many years to be restricted to proteins of prokaryotic origin. Unicellular microorganisms have been responsible for the generation of a host of D-amino acid-containing peptide antibiotics (gramicidin, actinomycin, bacitracin, polymyxins). Recently, a series of mu and delta opioid receptor agonists [dermorphins and deltorphins] and neuroactive tetrapeptides containing a D-amino acid residue have been isolated from amphibian (frog) skin and mollusks. Amino acid sequences obtained from the cDNA libraries coincide with the observed dermorphin and deltorphin sequences, suggesting a stereospecific posttranslational amino acid isomerization of unknown mechanism. A cofactor-independent serine isomerase found in the venom of the Agelenopsis aperta spider provides the first major clue to explain how multicellular organisms are capable of incorporating single D-amino acid residues into these and other eukaryotic peptides. The enzyme is capable of isomerizing serine, cysteine, O-methylserine, and alanine residues in the middle of peptide chains, thereby providing a biochemical capability that, until now, had not been observed. Both D- and L-amino acid residues are susceptible to isomerization. The substrates share a common Leu-Xaa-Phe-Ala recognition site. Early in the reaction sequence, solvent-derived deuterium resides solely with the epimerized product (not substrate) in isomerizations carried out in 2H2O. Significant deuterium isotope effects are obtained in these reactions in addition to isomerizations of isotopically labeled substrates (2H at the epimerizeable serine alpha-carbon atom). The combined kinetic and structural data suggests a two-base mechanism in which abstraction of a proton from one face is concomitant with delivery from the opposite face by the conjugate acid of the second enzymic base.

Single-amino acid substitutions eliminate lysine inhibition of maize dihydrodipicolinate synthase.

Dihydrodipicolinate synthase (DHPS; EC 4.2.1.52) catalyzes the first step in biosynthesis of lysine in plants and bacteria. DHPS in plants is highly sensitive to end-product inhibition by lysine and, therefore, has an important role in regulating metabolite flux into lysine. To better understand the feedback inhibition properties of the plant enzyme, we transformed a maize cDNA for lysine-sensitive DHPS into an Escherichia coli strain lacking DHPS activity. Cells were mutagenized with ethylmethanesulfonate, and potential DHPS mutants were selected by growth on minimal medium containing the inhibitory lysine analogue S-2-aminoethyl-L-cysteine. DHPS assays identified surviving colonies expressing lysine-insensitive DHPS activity. Ten single-base-pair mutations were identified in the maize DHPS cDNA sequence; these mutations were specific to one of three amino acid residues (amino acids 157, 162, and 166) localized within a short region of the polypeptide. No other mutations were present in the remaining DHPS cDNA sequence, indicating that altering only one of the three residues suffices to eliminate lysine inhibition of maize DHPS. Identification of these specific mutations that change the highly sensitive maize DHPS to a lysine-insensitive isoform will help resolve the lysine-binding mechanism and the resultant conformational changes involved in inhibition of DHPS activity. The plant-derived mutant DHPS genes may also be used to improve nutritional quality of maize or other cereal grains that have inadequate lysine content when fed to animals such as poultry, swine, or humans.

Determination of the transiently lowered pKa of the retinal Schiff base during the photocycle of bacteriorhodopsin.

Reprotonation of the transiently deprotonated retinal Schiff base in the bacteriorhodopsin photocycle is greatly slowed when the proton donor Asp-96 is removed with site-specific mutagenesis, but its rate is restored upon adding azide or other weak acids such as formate and cyanate. As expected, between pH 3 and 7 the rate of Schiff base protonation in the photocycle of the D96N mutant correlates with the concentrations of the acid forms of these agents. Dissection of the rates in the biexponential reprotonation kinetics of the Schiff base between pH 7 and 9 yielded calculated rate constants for the protonation equilibrium. Their dependencies on pH and azide or cyanate concentrations are consistent with both earlier suggested mechanisms: (i) azide and other weak acids may function as proton carriers in the protonation equilibrium of the Schiff base, or (ii) the binding of their anionic forms may catalyze proton conduction to and from the Schiff base. The measured rate constants allow the calculation of the pKa of the Schiff base during its reprotonation in the photocycle of D96N. It is 8.2-8.3, a value much below the pKa determined earlier in unphotolyzed bacteriorhodopsin.

Prediction of protein folding class using global description of amino acid sequence.

We present a method for predicting protein folding class based on global protein chain description and a voting process. Selection of the best descriptors was achieved by a computer-simulated neural network trained on a data base consisting of 83 folding classes. Protein-chain descriptors include overall composition, transition, and distribution of amino acid attributes, such as relative hydrophobicity, predicted secondary structure, and predicted solvent exposure. Cross-validation testing was performed on 15 of the largest classes. The test shows that proteins were assigned to the correct class (correct positive prediction) with an average accuracy of 71.7%, whereas the inverse prediction of proteins as not belonging to a particular class (correct negative prediction) was 90-95% accurate. When tested on 254 structures used in this study, the top two predictions contained the correct class in 91% of the cases.

Interaction of an alkylating camptothecin derivative with a DNA base at topoisomerase I-DNA cleavage sites.

DNA topoisomerase I (top1) is a ubiquitous nuclear enzyme. It is specifically inhibited by camptothecin, a natural product derived from the bark of the tree Camptotheca acuminata. Camptothecin and several of its derivatives are presently in clinical trial and exhibit remarkable anticancer activity. The present study is a further investigation of the molecular interactions between the drug and the enzyme-DNA complex. We utilized an alkylating camptothecin derivative, 7-chloromethyl-10,11-methylenedioxycamptothecin (7-ClMe-MDO-CPT), and compared its activity against calf thymus top1 in a DNA oligonucleotide containing a single top1 cleavage site with the activity of its nonalkylating analog, 7-ethyl-10,11-methylenedioxycamptothecin (7-Et-MDO-CPT). In the presence of top1, 7-ClMe-MDO-CPT produced a DNA fragment that migrated more slowly than the top1-cleaved DNA fragment observed with 7-Et-MDO-CPT. Top1 was unable to religate this fragment in the presence of high NaCl concentration or proteinase K at 50 degrees C. This fragment was resistant to piperidine treatment and was also formed with an oligonucleotide containing a 7-deazaguanine at the 5' terminus of the top1-cleaved DNA (base + 1). It was however cleaved by formic acid treatment followed by piperidine. These observations are consistent with alkylation of the +1 base (adenine or guanine) by 7-ClMe-MDO-CPT in the presence of top1 covalent complexes and provide direct evidence that camptothecins inhibit top1 by binding at the enzyme-DNA interface.

Estudo e desenvolvimento de lipossomas com potencial para aplicação em base cosmética

A acne vulgar é uma das doenças cutâneas mais comuns, apresentando como um de seus fatores fisiopatológicos primários a colonização pelo microrganismo Propionibacterium acnes. Atualmente, têm-se buscado terapias alternativas para o combate ao P. acnes, destacando-se alguns ácidos graxos, como o ácido laúrico (LA). O LA é uma molécula pouco solúvel em água, sendo possível sua incorporação em lipossomas. Os lipossomas apresentam capacidade de encapsulação/ liberação de ativos e impedem a desidratação da pele, tornando-se ingredientes inovadores na área de cosméticos. Foram preparados lipossomas de dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC) contendo diferentes concentrações de LA, que variaram de 0 a 50% da concentração total em mol, em quatro pHs: 9,0, 7,4, 5,0 e 3,0. Nestes pHs o estado de protonação do LA muda variando de 0 a -1. Os lipossomas foram extrusados por filtros com poros de 100 nm de diâmetro visando à obtenção de vesículas unilamelares grandes (LUV). As LUV foram caracterizadas quanto a sua estabilidade em condições de prateleira, temperatura de transição de fase da bicamada, encapsulamento no interior aquoso, liberação do LA, difusão das vesículas na pele e seus aspectos morfológicos foram caracterizados por espalhamento de raios-X a baixo ângulo (SAXS) e crio-microscopia eletrônica de transmissão. Estudos de estabilidade mostraram que independentemente da concentração de LA, as formulações são mais estáveis em pHs mais altos, quando LA está em sua maioria na forma de laurato. Os experimentos de DSC revelaram que em pHs 3,0 e 5,0 e concentrações maiores de LA, a interação deste ácido graxo com as bicamadas é favorecida, havendo um aumento da temperatura de transição de fase (Tm) e diminuição da cooperatividade. Análises de taxa de incorporação de sondas hidrofílicas confirmaram a presença de um compartimento aquoso interno para as vesículas de DPPC:LA. O LA conseguiu permear a pele no período avaliado e pouco LA foi liberado das vesículas em condições de temperatura ambiente. A morfologia das LUV se mostrou bem diferente da esperada e se observaram vesículas com mais de uma bicamada e outros formatos que não o esférico. Estes resultados podem auxiliar na otimização das condições para uma formulação que poderá ser usada no tratamento da acne, aumentando a eficácia do LA no sítio alvo.

Polímeros de coordenação à base de cobalto(II) e N,N'-bis(4-piridil)-1,4,5,8-naftaleno diimida como ligante e suas propriedade estruturais, espectroscópicas e fotoelétricas

Polímeros de coordenação têm atraído a atenção de pesquisadores na última década por conta de sua incrível versatilidade e virtualmente infinito número de possibilidades de combinação de ligantes orgânicos e centros metálicos. Estes compostos normalmente herdam as características magnéticas, eletrônicas e espectroscópicas de seus componentes base. Entretanto, apesar do crescente número de trabalhos na área, ainda são raros os polímeros de coordenação que apresentem condutividade elétrica. Para este fim, utilizou-se a N,N\'-bis(4-piridil)-1,4,5,8-naftaleno diimida, ou NDI-py, que pertence a uma classe de compostos rígidos, planares, quimicamente e termicamente estáveis e que já foram extensamente estudados por suas propriedades fotoeletroquímicas e semicondução do tipo n. O primeiro polímero de coordenação sintetizado, MOF-CoNDI-py-1, indicou ser um polímero linear, de estrutura 1D. O segundo, MOF-CoNDI-py-2, que conta com ácido tereftálico como ligante suporte, é um sólido cristalino com cela unitária monoclínica pertencente ao grupo espacial C2/c, determinado por difração de raios-X de monocristal. A rede apresenta um arranjo trinuclear de íons Co(II) alto spin com coordenados em uma geometria de octaedro distorcido, enquanto os ligantes NDI-py se encontram em um arranjo paralelo na estrutura, em distâncias apropriadas para transferência eletrônica. Com o auxílio de cálculo teóricos a nível de DFT, foi realizado um estudo aprofundado dos espectros eletrônicos e vibracionais, com atribuição das transições observadas, tanto para o MOF-CoNDI-py-2 quanto para o ligante NDI-py livre. A rede de coordenação absorve em toda a região do espectro eletrônico analisada, de 200 nm a 2500 nm, além de apresentar luminescência com característica do ligante. Dispositivos eletrônicos fabricados com um cristal do MOF-CoNDI-py-2 revelaram condutividades da ordem de 7,9 10-3 S cm -1, a maior já observada para um MOF. Além de elevada, a condutividade elétrica dos cristais demonstrou-se altamente anisotrópica, sendo significativamente menos condutor em algumas direções. Os perfis de corrente versus voltagem foram analisados em termos de mecanismos de condutividade, sendo melhores descritos por um mecanismo limitado pelo eletrodo to tipo Space-Charge Limited Current, concordando com a proposta de condutividade através dos planos de NDI-py na rede. A condutividade dos cristais também é fortemente dependente de luz, apresentando fotocondução quando irradiado por um laser vermelho, de 632 nm, enquanto apresenta um comportamento fotorresistivo frente a uma fonte de luz branca. Estes resultados, combinados, trazem um MOF em uma estrutura incomum e com elevada condutividade elétrica, modulada por luz, em medidas diretas de corrente. Não existem exemplos conhecidos de MOFs na literatura com estas características.

Compostos fenólicos de resíduos agroindustriais: identificação, propriedades biológicas e aplicação em matriz alimentar de base lipídica

A geração de resíduos sólidos pelas atividades agroindustriais tem criado a demanda por um reaproveitamento tecnológico desses materiais. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial bioativo e tecnológico de resíduos agroindustriais, como fontes naturais de compostos fenólicos com atividade antioxidante. Foram analisados resíduos agroindustriais vinícolas, de indústrias produtoras de polpas congeladas de frutas (açaí, cajá, cupuaçu e graviola) e provenientes do beneficiamento de café e de laranja. Inicialmente, foi realizado um estudo para a determinação das condições ótimas de extração, empregando planejamento experimental multivariado com delineamento composto central rotacional, cujos resultados foram avaliados empregando a técnica de superfície de resposta. Na sequência, foram feitos a triagem dos resíduos, baseada na atividade antioxidante, e a caracterização fenólica dos extratos hidroalcoólicos obtidos dos resíduos agroindustriais. De acordo com os resultados de atividade antioxidante, engaço de uva da variedade Chenin Blanc (EC) e semente de açaí (SA) foram os resíduos selecionados, os quais seguiram para as etapas de concentração e fracionamento bioguiado de sua(s) molécula(s) bioativa(s), as quais foram posteriormente identificadas por UHPLC-ESI-LTQ-MS. Extratos brutos e concentrados foram avaliados in vitro quanto à capacidade de desativação de espécies reativas de oxigênio (radicais peroxila, ânion superóxido e ácido hipocloroso) e então, aplicados em óleo de soja, emulsão e suspensão de lipossomos, a fim de se avaliar a efetividade desses extratos como antioxidante natural em matrizes lipídicas. Concentrações intermediárias de etanol (40-60%) e alta temperatura (96°C), exceto para semente de açaí (25°C), foram as condições ótimas para a extração de antioxidantes dos resíduos agroindustriais. Epicatequina, ácido gálico, catequina e procianidina B1 foram os compostos de maior ocorrência, quando avaliados pela técnica de HPLC-DAD. O EC apresentou a maior atividade antioxidante global e SA a maior atividade entre os resíduos de polpas de frutas, laranja e café. A concentração dos extratos brutos de EC e SA, pela resina Amberlite XAD®-2, produziu aumento significativo da atividade antioxidante. Além disso, extratos brutos e concentrados apresentaram atividade antiproliferativa e anti-inflamatória. Os extratos concentrados foram fracionados por meio de Sephadex LH-20, a partir da qual foi possível identificar quatro frações de maior bioatividade para o EC e três para o SA. Procianidina B1, catequina, epicatequina e resveratrol foram identificados no extrato concentrado e frações de EC. Dezoito procianidinas poliméricas, catequina, epicatequina foram os principais compostos identificados em SA, por meio de UHPLC-ESI-LTQ-MS. Resveratrol também foi encontrado em SA pela primeira vez. Quando avaliados em óleo de soja, EC e SA demonstraram atividade pro-oxidante. Contudo, elevada atividade antioxidante foi verificada quando essas amostras foram aplicadas em sistemas lipídicos coloidais, pois retardaram o consumo de oxigênio em uma emulsão óleo/água e o período de indução na produção de dienos conjugados em uma suspensão de lipossomos. Portanto, os resíduos agroindustriais EC e SA possuem potencial tecnológico de reaproveitamento industrial podendo ser considerados possíveis matérias-primas para a obtenção de extratos ricos em antioxidantes ou pela extração de antioxidantes naturais de uso pelas indústrias farmacêutica e/ou de alimentos.

Estado nutricional de cultivares de cana-de-açúcar em função da aplicação de calcário e gesso no solo

As áreas destinadas à cultura de cana-de-açúcar estão concentradas em áreas de Cerrado, que são solos ácidos, com elevada saturação por alumínio e baixa saturação por bases. Para correção destas características, faz-se o uso de corretivos e fertilizantes no momento da implantação da cultura. Embora a toxidez por alumínio seja uma das mais sérias limitações ao crescimento de plantas em solos ácidos, há uma carência de estudos relacionando-a com a cultura de cana-de-açúcar. Com base nisto, o objeto deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação de calcário e gesso sobre o estado nutricional de quatro cultivares de cana-de-açúcar, distintas quanto à exigência nutricional, na fase de perfilhamento da cultura. Para tanto, desenvolveu-se experimento em casa de vegetação com vasos contendo 4 kg de amostra de solo, com saturação por alumínio de 29%, como substrato, com os seguintes tratamentos: 1) aplicação de calcário, 2) aplicação de gesso, e 3) controle, sem adição de calcário e gesso. Os cultivares utilizados foram: IACSP95-5000, IACSP94-2094, SP80-3280 e IAC95-3028. Após adição dos tratamentos, as amostras de solo foram incubadas por 45 dias. Para os materiais vegetais, mini-toletes de gema única das cultivares foram pré-brotados, crescidos por 90 dias e transplantados para os vasos, para os respectivos tratamentos. As plantas foram adubadas com macro e micronutrientes e cultivadas por 60 dias. Os tratamentos foram caracterizados quanto aos atributos químicos para avaliação da fertilidade após a incubação e após a coleta das plantas. Nas plantas, foram feitas avaliações de: clorofila, flavonoides, índice de balanço do nitrogênio (NBI), concentração de alumínio e dos nutrientes e produção de matéria seca de folha, colmo e raiz. Enquanto o tratamento gesso não diferiu do controle, o tratamento calcário foi efetivo para correção da reação da amostra de solo, com elevação dos valores de pH e saturação por bases, e redução da saturação por alumínio e acidez total, além do aumento nos teores de Ca e Mg. A adubação NPK+micro foi efetiva para aumentar os teores de P e K dos substratos de todos os tratamentos. Nas plantas, para todos os cultivares, os índices de clorofila, flavonoides e NBI foram mais adequados no tratamento calcário, em relação ao controle e ao gesso. A produção de matéria seca total e das partes das plantas, de modo geral, foi maior para a IACSP95-5000, intermediaria para a IACSP35-3028 e menor para a IACSP94-2094 e SP80-3280. Quanto aos tratamentos, não houve efeito do calcário e gesso sobre a produção de matéria seca de folha, contudo, houve aumento de produção de matéria seca de colmo e raiz pelo calcário, na cultivar IACSP95-5000. Independente do tratamento, as cultivares apresentaram concentração de alumínio superior a 5000 mg kg-1 nas raízes e inferiores a 360 e 160 mg kg-1 nas folhas e colmos, respectivamente, evidenciando que o Al foi acúmulo nas raízes das plantas. De modo geral, as concentrações de macro e micronutrientes variaram com os tratamentos e cultivares, porém sem valores altos e baixos extremos. Concluiu-se que a cultivar IACSP95-5000 tem maior potencial de produção em resposta à aplicação de calcário e que a saturação de alumínio de 29% não apresenta efeito negativo sobre a produção de matéria seca, exceto da cultivar IACSP95-5000, e estado nutricional das cultivares de cana-de-açúcar

Avaliação de eficiência das cooperativas de crédito no Brasil: um estudo com base na intermediação financeira e na prestação de serviços

As cooperativas de crédito são instituições financeiras que têm como finalidade principal a prestação de serviços bancários e de intermediação financeira voltando-se para a geração de benefícios ao cooperado, através de benefícios econômicos encontrados sob a forma cooperativada. Considerando o objetivo destas organizações, o presente trabalho teve por objetivo avaliar a eficiência das mesmas considerando duas vertentes: 1) a atividade de intermediação financeira; e 2) a atividade de prestação de serviços bancários, a partir de variáveis contábeis. A técnica utilizada para a avaliação da eficiência foi a Análise Envoltória de Dados e foram analisados os determinantes da eficiência por meio de regressões do tipo Tobit. A amostra é composta por 315 cooperativas singulares listadas na base de dados do Banco Central do Brasil e foram utilizados os dados dos balancetes anuais e semestrais (soma dos semestres para as contas de resultado de cada ano) apresentados para período de 2007 a 2014. Os resultados indicaram baixa eficiência das cooperativas na prestação de serviços bancários, com 73% da amostra apresentando ineficiência ao longo de todos os anos do período em análise. Na atividade de intermediação financeira 20 cooperativas foram eficientes ao longo do período completo, com as demais apresentando graus de ineficiência abaixo de 16% em todos os anos. Quanto aos determinantes da eficiência, verificou-se como principais fatores na atividade de intermediação financeira a Imobilização, a Insolvência, o Descasamento Passivo e as Despesas Administrativas, enquanto na atividade de prestação de serviços os principais determinantes foram a Captação por Floating e as Despesas Administrativas. Os resultados da eficiência na intermediação financeira indicaram baixos graus de ineficiência, enquanto os altos graus de ineficiência na prestação de serviços bancários alertaram para a pouca importância dada ao fornecimentos destes serviços e para a importância de se utilizar dois modelos distintos para a avaliação da eficiência em cooperativas de crédito, dado o comportamento desvinculado entre as duas atividades avaliadas.

Synthesis of α,β-diamino acid derivatives via asymmetric Mannich reactions of glycine imino esters catalyzed by a chiral phosphoramidite·silver complex

AgOTf·phosphoramidite complexes efficiently catalyze the enantioselective Mannich-type reaction between benzophenone-imine glycine methyl ester and N-tosyl aldimines in the absence of a base. The corresponding syn-adducts, which are the direct precursors of α,β-diamino acids, are obtained with moderate to good syn-diastereoselectivities (up to 9:1) and high enantioselectivities (up to 99% ee).

Ion balance in waters through inductively coupled plasma optical emission spectrometry

Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry (ICP-OES) has been employed to carry out the determination of both major anions and cations in water samples. The anion quantification has been performed by means of a new automatic accessory. In this device chloride has been determined by continuously adding a silver nitrate solution. As a result solid silver chloride particles are formed and retained on a nylon filter inserted in the line. The emission intensity is read at a silver characteristic wavelength. By plotting the drop in silver signal versus the chloride concentration, a straight line is obtained. As regards bicarbonate, this anion has been on-line transformed into carbon dioxide with the help of a 2.0 mol L−1 nitric acid stream. Carbon signal is linearly related with bicarbonate concentration. Finally, information about sulfate concentration has been achieved by means of the measurement of sulfur emission intensity. All the steps have been simultaneously and automatically performed. With this setup detection limits have been 1.0, 0.4 and 0.09 mg L−1 for chloride, bicarbonate and sulfate, respectively. Furthermore, it affords good precision with RSD below 6 %. Cation (Ca, Mg, Na and K) concentration, in turn, has been obtained by simultaneously reading the emission intensity at characteristic wavelengths. The obtained limits of detection have been 8 × 10−3, 2 × 10−3, 8 × 10−4 and 10−2 mg L−1 for sodium, potassium, magnesium and calcium, respectively. As regards sample throughput, about 30 samples h−1 can be analysed. Validation results have revealed that the obtained concentrations for these anions are not significantly different as compared to the data provided by conventional methods. Finally, by considering the data for anions and cations, precise ion balances have been obtained for well and mineral water samples.

TTIP’s Hard Core: Technical barriers to trade and standards. Paper No. 13 in the CEPS-CTR project ‘TTIP in the Balance’ and CEPS Special Report No. 117/August 2015

Michelle Egan and Jacques Pelkmans provide an overview of the TBT chapter in TTIP and the various issues between the US and the EU in this area, which in turn requires extensive expositions of domestic regulation in the US and the EU. TBTs, outside heavily regulated sectors such as chemicals, automobiles or medicines (which have separate chapters in TTIP), can be caused by divergent (voluntary) standards, technical regulations and conformity assessment. Indeed, in all three the US and the EU have long experienced frictions with considerable trading costs. The 1998 Mutual Recognition Agreement about conformity assessment only succeeded in two out of six sectors. The US and European standardisation traditions differ and this paper explains why it is so hard, also economically, to realise convergence. However, the authors reject the unproductive ‘stand-off’ between US and EU negotiators on standardisation and suggest to clarify the enormous economic ‘installed base’ of prominent US standards in the world economy and build a solution from there. As to technical regulation, the prospect of converging regulation (via harmonisation) is often dim, but equivalence (given similar levels of regulatory protection) can be an option.

The Contribution of the Activation Entropy to the Gas-Phase Stability of Modified Nucleic Acid Duplexes

Tricyclo-DNA (tcDNA) is a sugar-modified analogue of DNA currently tested for the treatment of Duchenne muscular dystrophy in an antisense approach. Tandem mass spectrometry plays a key role in modern medical diagnostics and has become a widespread technique for the structure elucidation and quantification of antisense oligonucleotides. Herein, mechanistic aspects of the fragmentation of tcDNA are discussed, which lay the basis for reliable sequencing and quantification of the antisense oligonucleotide. Excellent selectivity of tcDNA for complementary RNA is demonstrated in direct competition experiments. Moreover, the kinetic stability and fragmentation pattern of matched and mismatched tcDNA heteroduplexes were investigated and compared with non-modified DNA and RNA duplexes. Although the separation of the constituting strands is the entropy-favored fragmentation pathway of all nucleic acid duplexes, it was found to be only a minor pathway of tcDNA duplexes. The modified hybrid duplexes preferentially undergo neutral base loss and backbone cleavage. This difference is due to the low activation entropy for the strand dissociation of modified duplexes that arises from the conformational constraint of the tc-sugar-moiety. The low activation entropy results in a relatively high free activation enthalpy for the dissociation comparable to the free activation enthalpy of the alternative reaction pathway, the release of a nucleobase. The gas-phase behavior of tcDNA duplexes illustrates the impact of the activation entropy on the fragmentation kinetics and suggests that tandem mass spectrometric experiments are not suited to determine the relative stability of different types of nucleic acid duplexes.