Semisynthetic aminoglycoside antibiotics : toward biomimetic synthesis, evasion of bacterial resistance and reduced toxicity

Les antibiotiques aminoglycosidiques sont des agents bactéricides de grande valeur et d’efficacité à large spectre contre les pathogènes Gram-positifs et Gram-négatifs, dont plusieurs membres naturels et semisynthétiques sont importants dans l’histoire clinique depuis 1950. Des travaux crystallographiques sur le ribosome, récompensés par le prix Nobel, ont démontré comment leurs diverses structures polyaminées sont adaptées pour cibler une hélice d’ARN dans le centre de codage de la sous-unité 30S du ribosome bactérien. Leur interférence avec l’affinité et la cinétique des étapes de sélection et vérification des tARN induit la synthèse de protéines à basse fidélité, et l’inhibition de la translocation, établissant un cercle vicieux d’accumulation d’antibiotique et de stress sur la membrane. En réponse à ces pressions, les pathogènes bactériens ont évolué et disséminé une panoplie de mécanismes de résistance enzymatiques et d’expulsion : tels que les N acétyltransférases, les O phosphotransférases et les O nucleotidyltransférases qui ciblent les groupements hydroxyle et amino sur le coeur des aminoglycosides; des méthyl-transférases, qui ciblent le site de liaison ribosomale; et des pompes d’expulsion actives pour l’élimination sélective des aminoglycosides, qui sont utilisés par les souches Gram-négatives. Les pathogènes les plus problématiques, qui présentent aujourd’hui une forte résilience envers la majorité des classes d’antibiotiques sur le bord de la pan-résistance ont été nommés des bactéries ESKAPE, une mnémonique pour Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa et Enterobacteriaceae. La distribution globale des souches avec des mécanismes de résistance envers les standards cliniques aminoglycosides, tels que la tobramycine, l’amikacine et la gentamicine, est comprise entre 20 et 60% des isolées cliniques. Ainsi, les aminoglycosides du type 4,6-disubstitués-2-deoxystreptamine sont inadéquats comme thérapies anti-infectieuses à large spectre. Cependant, la famille des aminoglycosides 4,5-disubstitués, incluant la butirosine, la neomycine et la paromomycine, dont la structure plus complexe, pourrait constituter une alternative. Des collègues dans le groupe Hanessian et collaborateurs d’Achaogen Inc. ont démontré que certains analogues de la paraomomycine et neomycine, modifiés par désoxygénation sur les positions 3’ et 4’, et par substitution avec la chaîne N1-α-hydroxy-γ-aminobutyramide (HABA) provenant de la butirosine, pourrait produire des antibiotiques très prometteurs. Le Chapitre 4 de cette dissertation présente la conception et le développement d’une stratégie semi-synthétique pour produire des nouveaux aminoglycosides améliorés du type 4,5 disubstitués, inspiré par des modifications biosynthétiques de la sisomicine, qui frustrent les mécanismes de résistance bactérienne distribuées globalement. Cette voie de synthèse dépend d’une réaction d’hydrogénolyse de type Tsuji catalysée par palladium, d’abord développée sur des modèles monosaccharides puis subséquemment appliquée pour générer un ensemble d’aminoglycosides hybrides entre la neomycine et la sisomicine. Les études structure-activité des divers analogues de cette nouvelle classe ont été évaluées sur une gamme de 26 souches bactériennes exprimant des mécanismes de résistance enzymatique et d’expulsion qui englobe l’ensemble des pathogènes ESKAPE. Deux des antibiotiques hybrides ont une couverture antibacterienne excellente, et cette étude a mis en évidence des candidats prometteurs pour le développement préclinique. La thérapie avec les antibiotiques aminoglycosidiques est toujours associée à une probabilité de complications néphrotoxiques. Le potentiel de toxicité de chaque aminoglycoside peut être largement corrélé avec le nombre de groupements amino et de désoxygénations. Une hypothèse de longue date dans le domaine indique que les interactions principales sont effectuées par des sels des groupements ammonium, donc l’ajustement des paramètres de pKa pourrait provoquer une dissociation plus rapide avec leurs cibles, une clairance plus efficace et globalement des analogues moins néphrotoxiques. Le Chapitre 5 de cette dissertation présente la conception et la synthèse asymétrique de chaînes N1 HABA β substitutées par mono- et bis-fluoration. Des chaînes qui possèdent des γ-N pKa dans l’intervalle entre 10 et 7.5 ont été appliquées sur une neomycine tétra-désoxygénée pour produire des antibiotiques avancés. Malgré la réduction considérable du γ N pKa, le large spectre bactéricide n’a pas été significativement affecté pour les analogues fluorés isosteriques. De plus, des études structure-toxicité évaluées avec une analyse d’apoptose propriétaire d’Achaogen ont démontré que la nouvelle chaîne β,β difluoro-N1-HABA est moins nocive sur un modèle de cellules de rein humain HK2 et elle est prometteuse pour le développement d’antibiotiques du type neomycine avec des propriétés thérapeutiques améliorées. Le chapitre final de cette dissertation présente la proposition et validation d’une synthèse biomimétique par assemblage spontané du aminoglycoside 66-40C, un dimère C2 symétrique bis-imine macrocyclique à 16 membres. La structure proposée du macrocycle a été affinée par spectroscopie nucléaire à un système trans,trans-bis-azadiène anti-parallèle. Des calculs indiquent que l’effet anomérique de la liaison α glycosidique entre les anneaux A et B fournit la pré-organisation pour le monomère 6’ aldéhydo sisomicine et favorise le produit macrocyclique observé. L’assemblage spontané dans l’eau a été étudié par la dimérisation de trois divers analogues et par des expériences d’entre croisement qui ont démontré la généralité et la stabilité du motif macrocyclique de l'aminoglycoside 66-40C.

De la diversité des équipes : étude du rôle des vecteurs de failles sur la performance.

Malgré que plus de 50 ans nous séparent des premières études empiriques s’attardant à la diversité dans les équipes de travail, il demeure difficile de tirer des conclusions claires et cohérentes quant à la nature et à la direction des relations qu’elle entretient avec la performance groupale. Ce constat a amené de nombreux auteurs à formuler diverses recommandations visant à sortir le domaine de recherche de l’impasse. Dans un contexte où, d’une part, les organisations tendent à s’appuyer de plus en plus sur des équipes afin d’assurer leur efficacité et, d’autre part, la diversité ne cesse de s’accroitre au rythme de l’immigration et de la spécialisation du savoir, il devient particulièrement pertinent de poursuivre les efforts de recherche en fonction de ces recommandations afin de clarifier les impacts de la diversité sur la performance. La présente thèse s’inscrit dans un courant de recherche en pleine croissance qui répond aux appels des chercheurs du domaine et qui vise à évaluer les effets de la structure de la diversité plutôt qu’uniquement ceux de la quantité de diversité dans les équipes. La théorie des vecteurs de failles (Lau & Murnighan, 1998), qui sont des lignes hypothétiques divisant les membres d’une équipe lorsque des caractéristiques de diversité concordent et créent des sous-groupes homogènes, constitue une avancée majeure à cet effet. Toutefois, certains résultats empiriques contradictoires à son sujet mettent en lumière l’importance de prendre en considération l’ensemble des recommandations qui ont été formulés à l’intention des chercheurs du domaine de la diversité. À travers la lentille des vecteurs de failles, la thèse vise à approfondir notre compréhension du rôle de la diversité sur la performance des équipes en mettant en pratique ces diverses recommandations, qui invitent à examiner le rôle des mécanismes médiateurs ainsi que des effets modérateurs pouvant intervenir dans cette relation, à préciser les typologies employées et à prendre en considération l’influence du contexte dans lequel évoluent les équipes de travail. Le premier article constitue un effort de synthèse empirique cherchant à préciser les effets différenciés que peuvent avoir divers types de failles sur divers types de performance et à évaluer le rôle modérateur que joue le type d’équipe étudié dans ces relations. Les résultats de la méta-analyse, menée à l’aide d’un échantillon de 38 études comprenant 3046 équipes, viennent nuancer ceux précédemment rapportés dans la documentation scientifique et montrent que les failles ont un effet négatif sur la performance comportementale mais pas sur la performance de résultats. De plus, le type d’équipe modère cette relation de sorte que celle-ci est plus fortement négative pour les équipes de projet et les équipes de gestion. Le deuxième article évalue empiriquement l’effet des vecteurs de faille informationnels sur une dimension spécifique de la performance, l’adaptabilité d’équipe, en examinant le rôle médiateur de la coordination implicite ainsi que l’effet modérateur de la clarté des rôles et responsabilités. Une analyse de médiation modérée auprès d’un échantillon de 14 équipes de projet révèle que la coordination implicite médie la relation négative entre les vecteurs de faille informationnels et l’adaptabilité d’équipe. De plus, cette relation est plus fortement négative lorsque les rôles et responsabilités des équipiers sont clairs ou très clairs. Les implications théoriques et pratiques des résultats obtenus sont discutées.

Effect Insulin on DNA Synthesis and Kinetic Parameters of Thymidine Kinase During Liver Regenaration

The effect of insulin on cell proliferation in vivo has been studied in hepatectomised streptozotocin- diabetic rats. The extent of cell proliferation in sham and hepatectomized- control, diabetic and insulin treated rats were monitored by determining DNA content and [3H]thymidine incorporation into DNA. The kinetic parameters of thymidine kinase a regulatory enzyme for DNA synthesis was also studied in these groups. The rate of DNA synthesis in liver of streptozotocin -diabetic rats was significantly higher 24 hrs post-hepatectomy compared to control and insulin treated diabetic groups. Kinetic studies of thymidine kinase revealed that there was no change in the Michaelis -Menten constant (Km) whereas maximum velocity (Vmax) was elevated in the diabetic hepatectomized groups compared to control and insulin treated hepatectomized groups. Thus our study elucidates the role of insulin in thymidine kinase activity and DNA synthesis.

Synthesis, spectral and structural studies of transition metal complexes of N(4)-substituted semicarbazones

The thesis is an introduction to our attempts to evaluate the coordination behaviour of a few compounds of our interest. Semicarbazones and their metal complexes have been an active area of research during the past years because of the beneficial biological activities of these substances. Tridentate NNO semicarbazone systems formed from heterocyclic and aromatic carbonyl compounds and their transition metal complexes are well-authenticated compounds in this field and their synthesis and characterization are well desirable. Hence, we decided to develop a research program aimed at the synthesis and characterization of novel semicarbazones derived from 2-benzoylpyridine and 2-acetylpyridine and their transition metal complexes. In addition to various physicochemical methods of analysis, single crystal X—Ray diffraction studies were also used for the characterization of the complexes.

Nonlinear Optical Properties of Organic and Polymer Systems

Present thesis has discussed the design and synthesis of polymers suitable for nonlinear optics. Most of the molecules that were studied have shown good nonlinear optical activity. The second order nonlinear optical activity of the polymers was measured experimentally by Kurtz and Perry powder technique. The thesis comprises of eight chapters.The theory of NLO phenomenon and a review about the various nonlinear optical polymers has been discussed in chapter 1. The review has provided a survey of NLO active polymeric materials with a general introduction, which included the principles and the origin of nonlinear optics, and has given emphasis to polymeric materials for nonlinear optics, including guest-host systems, side chain polymers, main chain polymers, crosslinked polymers, chiral polymers etc.Chapter 2 has discussed the stability of the metal incorporated tetrapyrrole molecules, porphyrin, chlorin and bacteriochlorin.Chapter 3 has provided the NLO properties of certain organic molecules by computational tools. The chapter is divided into four parts. The first part has described the nonlinear optical properties of chromophore (D-n-A) and bichromophore (D-n-A-A-n-D) systems, which were separated by methylene spacer, by making use of DPT and semiempirical calculations.Chapter 4: A series of polyurethanes was prepared from cardanol, a renewable resource and a waste of the cashew industry by previously designed bifunctional and multifunctional polymers using quantum theoretical approach.Chapter 5: A series of chiral polyurethanes with main chain bis azo diol groups in the polymer backbone was designed and NLO activity was predicted by ZlNDO/ CV methods.In Chapter 7, polyurethanes were first designed by computational methods and the NLO properties were predicted by correction vector method. The designed bifunctional and multifunctional polyurethanes were synthesized by varying the chiral-achiral diol compositions

Mono- and binuclear transition metal complexes of n(4)-substituted thiosel\licarbazones derived frol\i salicylaldehyde and 2-hydroxyacetophenone synthesis, spectral and structural studies

The work embodied in the thesis is divided into eight chapters. Chapter I gives a brief introduction about metal complexes of thiosemicarbazones, including their structural and bonding properties. Chapter 2 deals with the synthesis and single crystal X-ray diffraction studies of various thiosemicarbazones used up for the present investigations and various characterization techniques. Chapter 3 deals with synthesis, spectral and structural studies of Cu(U) complexes with ONS donor thiosemicarbazones. Chapter 4 deals with synthesis and spectral studies of Ni(II) complexes \vith 2-hydroxyacetophenone N(4)-cyclohexyl thiosemicarbazone as the ligand. Chapter 5 includes synthesis and spectral studies of Mn(II) complexes. Chapter 6 deals with synthesis, spectral and structural studies of Zn(II) complexes. Chapter 7 includes synthesis and spectral studies of oxovanadium(IV) complexes. Chapter 8 deals with synthesis, spectral and single crystal X-ray diffraction studies of dioxomolybdenum(VI) complexes.

Multifactorial interaction of growth factors on Penaeus monodon lymphoid cells and the impact of IGFs in DNA synthesis and metabolic activity in vitro

Development of continuous cell lines from shrimp is essential to investigate viral pathogens. Unfortunately, there is no valid cell line developed from crustaceans in general and shrimps in particular to address this issue. Lack of information on the requirements of cells in vitro limits the success of developing a cell line, where the microenvironment of a cell culture, provided by the growthmedium, is of prime importance. Screening and optimization of growth medium components based on statistical experimental designs have been widely used for improving the efficacy of cell culture media. Accordingly, we applied Plackett–Burman design and response surface methodology to study multifactorial interactions between the growth factors in shrimp cell culture medium and to identify the most important ones for growth of lymphoid cell culture from Penaeus monodon. The statistical screening and optimization indicated that insulin like growth factor-I (IGF-I) and insulin like growth factor-II (IGF-II) at concentrations of 100 and 150 ng ml-1, respectively, could significantly influence the metabolic activity and DNA synthesis of the lymphoid cells. An increase of 53 % metabolic activity and 24.8 % DNA synthesis could be obtained, which suggested that IGF-I and IGFII had critical roles in metabolic activity and DNA synthesis of shrimp lymphoid cells

Example Based Image Analysis and Synthesis

Image analysis and graphics synthesis can be achieved with learning techniques using directly image examples without physically-based, 3D models. In our technique: -- the mapping from novel images to a vector of "pose" and "expression" parameters can be learned from a small set of example images using a function approximation technique that we call an analysis network; -- the inverse mapping from input "pose" and "expression" parameters to output images can be synthesized from a small set of example images and used to produce new images using a similar synthesis network. The techniques described here have several applications in computer graphics, special effects, interactive multimedia and very low bandwidth teleconferencing.

Essays on International trade and economic growth

At present, we are witnessing globalization as a truly worldwide phenomenon. Trade agreements among differing countries, a reduction in trade costs, the mobility of production factors, the free flow of information and so on are all proof of the present day era of globalization. Countries are trading with one another more and more every day and the effects of international trade on economies represent a central discussion in all economic spheres. In spite of increasing trade around the world and the promotion of globalization by multilateral organisms such as WTO and IMF, the effects of international trade are not yet clear. Economics literature concerning the effects of international trade on economic growth and welfare remains ambiguous in terms of both theoretical models and empirical research. The present thesis tries to contribute to the theoretical debate surrounding the effects of dynamic international trade, focusing in particular on the implications for economic growth, welfare and changes in the preferences of individuals.

Las prácticas de recursos humanos y su incidencia en el bienestar laboral de los empleados

El objetivo del presente trabajo es formular, mediante una profunda revisión documental, bibliográfica y empírica, una fundamentación teórica sobre si existe o no incidencia de las prácticas de recursos humanos sobre el bienestar laboral de los empleados, y el que grado en que esta se presenta sobre aspecto como el engagement y la satisfacción laboral. Se realizó la revisión de múltiples estudios empíricos que aportaran evidencia sobre la relación que se presenta entre las principales prácticas de recursos humanos – provisión de personal, formación y desarrollo, promoción de personal, evaluación de desempeño, compensación y pago, y balance trabajo-familia – y el bienestar laboral, representado en el engagement y satisfacción en el trabajo de los empleados. Los resultados de este trabajo indican la existencia de una relación e incidencia de las prácticas de recursos humanos, el bienestar laboral, el engagement y la satisfacción laboral. De igual forma se encontró que estas relaciones son principalmente de carácter positivo, lo cual indica que las organizaciones que desarrollan este tipo de prácticas en su interior, fomentan tanto el desarrollo y la presencia de bienestar laboral en sus empleados, como su perdurabilidad.

Construcción y validación de un instrumento diagnóstico para la representación cognitiva de la Orientación Psicopedagógica en Galicia. 'Construction and validation of a diagnostic instrument for the cognitive representation of the Guidance in Galicia'.

Resumen tomado de la publicación. Con el apoyo económico del departamento MIDE de la UNED

Lease maturity and initial rent: is there a term structure for UK commercial property leases?

This paper investigates the relationship between lease maturity and rent in commercial property. Over the last decade market-led changes to lease structures, the threat of government intervention and the associated emergence of the Codes of Practice for commercial leases have stimulated growing interest in pricing of commercial property leases. Seminal work by Grenadier (1995) derived a set of hypotheses about the pricing of different lease lengths in different market conditions. Whilst there is a compelling theoretical case for and a strong intuitive expectation of differential pricing of different lease maturities, to date the empirical evidence is inconclusive. Two Swedish studies have found mixed results (Gunnelin and Soderbergh 2003 and Englund et al 2003). In only half the cases is the null hypothesis that lease length has no effect rejected. In the UK, Crosby et al (2003) report counterintuitive results. In some markets, they find that short lease terms are associated with low rents, whilst in others they are associated with high rents. Drawing upon a substantial database of commercial lettings in central London (West End and City of London) over the last decade, we investigate the relationship between rent and lease maturity. In particular, we test whether a building quality variable omitted in previous studies provides empirical results that are more consistent with the theoretical and intuitive a priori expectations. It is found that initial leases rates are upward sloping with the lease term and that this relationship is constant over time.

Linguistic interfaces and language acquisition in childhood: introduction to the special issue

Much contemporary L1 acquisition theory and empirical research are guided by the hypothesis that acquisition delays in children are often related to the integration of information across grammatical and other cognitive modules, such as syntax and discourse-pragmatics (see e.g., Grinstead, 2010). This special issue brings together cutting edge research from all relevant paradigms addressing interface issues in child language acquisition and provides a platform for the study of the interaction between different levels of linguistic knowledge. In this introduction, we present the reader with the tools needed to best understand the contributions of the individual studies and what they bring to bear on larger theoretical questions as a collective.

Threshold autoregressive and Markov switching models: an application to commercial real estate

Although financial theory rests heavily upon the assumption that asset returns are normally distributed, value indices of commercial real estate display significant departures from normality. In this paper, we apply and compare the properties of two recently proposed regime switching models for value indices of commercial real estate in the US and the UK, both of which relax the assumption that observations are drawn from a single distribution with constant mean and variance. Statistical tests of the models' specification indicate that the Markov switching model is better able to capture the non-stationary features of the data than the threshold autoregressive model, although both represent superior descriptions of the data than the models that allow for only one state. Our results have several implications for theoretical models and empirical research in finance.

How do multilateral institutions influence individual perceptions of international affairs? Evidence from Europe and Asia

To date there has been no systematic study of the relationship between individuals’ opinions of different institutions and their perceptions of world affairs. This article tries to fill this gap by using a large cross-country data set comprising nine EU members and seven Asian nations and instrumental variable bivariate probit regression analysis. Controlling for a host of factors, the article shows that individuals’ confidence in multilateral institutions affects their perceptions of whether or not their country is being treated fairly in international affairs. This finding expands upon both theoretical work on multilateral institutions that has focused on state actors’ rationale for engaging in multilateral cooperation and empirical work that has treated confidence in multilateral institutions as a dependent variable. The article also shows that individuals’ confidence in different international organizations has undifferentiated effects on their perceptions of whether or not their country is being treated fairly in international affairs, though individuals more knowledgeable about international affairs exhibit slightly different attitudes. Finally, the article demonstrates significant differences in opinion across Europe and Asia.