Peierls-Nabarro model of interfacial misfit dislocation: An analytic solution

We propose a method to treat the interfacial misfit dislocation array following the original Peierls-Nabarro's ideas. A simple and exact analytic solution is derived in the extended Peierls-Nabarro's model, and this solution reflects the core structure and the energy of misfit dislocation, which depend on misfit and bond strength. We also find that only with beta < 0.2 the structure of interface can be represented by an array of singular Volterra dislocations, which conforms to those of atomic simulation. Interfacial energy and adhesive work can be estimated by inputting ab initio calculation data into the model, and this shows the method can provide a correlation between the ab initio calculations and elastic continuum theory.

蛋白质序列和结构的保守性与其功能的关系

在酪氨酸磷酸酶超家族分子的序列中,仅有3个与其催化功能密切相关的残基是高度保守的,但它们功能结构域的核心拓扑结构却明显类似,其中存在着#beta##alpha##beta#和#beta##alpha##beta##alpha#2个保守的结构单元;此外,它们活性位点的拓扑结构也极其相似。

Molecular analysis of silver crucian carp (Carassius auratus gibelio Bloch) clones by SCAR markers

Random amplified polymorphic DNA (RAPD) molecular markers specific for one, two or three clones have been identified from five gynogenetic clones of silver crucian carp (Carassius auratus gibelio Bloch) using RAPD markers developed earlier. In this study, three RAPD markers (RA1-PA, RA2-EF and RA4-D) produced by Opj-1, and two RAPD DNA fragments (RA3-PAD and RA5-D) produced by Opj-7, were selected for molecular cloning and sequencing. Sequence data indicated that there were identical 801-bp nucleotide sequences in the shared marker RA1-PA cloned respectively from clones P and A, and the shared marker RA2-EF (which was cloned from clones E and F), were also of identical 958-by nucleotide sequences. The nucleotide sequences of the shared marker RA3-PAD fragments were also similar for 1181 by among clones P, A and D. The specific fragment RA4-D was composed of 628 bp, and the fragment RA5-D from clone D contained 385 nucleotides. According to the nucleotide sequences, we designed and synthesized five pairs of sequence characterized amplified regions (SCAR) primers to identify the specific fragments in these gynogenetic clones of silver crucian carp. Only individuals from clones P and A amplified a specific band using a pair of SCI-PA primers synthesized according to the marker RA1-PA sequences, whereas no products were detected in individuals from clones D, E and F. The PCR products amplified using SC2-EF and SC3-PAD primers were as expected. Furthermore, the pair of SC4-D primers amplified specific bands only in individuals from clone D, although weak bands could be produced in all individuals of the five clones when lower annealing temperatures were used. However, an additional pair of SC5-D primers designed from the RA5-D marker sequences could amplify a DNA band in individuals from clones P, A and D, and the same weak band was produced in clone E, whereas no products were detected in individuals from clone F. Searches in GenBank revealed that the 385-bp DNA fragment from RA5-D was homologous to the 5' end of gonadotropin I beta subunit 2 gene and growth hormone gene. No homologous sequences were found for other markers in GenBank. The SCAR markers identified in this study will offer a powerful, easy, and rapid method for discrimination of different clones and for genetic analyses that examine their origins and unique reproductive modes in crucian carp. Furthermore, they will likely benefit future selective breeding programs as reliable and reproducible molecular markers. (C) 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Structure identification of a prenylflavonol glycoside from Epimedium koreanum by electrospray ionization tandem mass spectrometry

A novel prenylflavonol glycoside, named acetylicariin, has been isolated from the aerial parts of Epimedium koreanum Nakai. The structure has been identified by electrospray ionization multi-stage tandem mass spectrometry (ESI-MSn) and other chemical evidence, which has been elucidated as 8-prenylkaempferol-4'-methoxyl-3-O-alpha-L-rhamnopyranosyl-7-O-beta-D-(2''-O-acetyl)glucopyranoside.

Halogenated Sesquiterpenes from the Marine Red Alga Laurencia saitoi (Rhodomelaceae)

Four new halogenated sesquiterpenes, 10-bromo-3-chloro-2,7-epoxychamigr-9-en-8a-of (1), 2,10 beta-dibromochamigra-2,7-dien-9 alpha-ol (2), (9S)-2-bromo-3-chloro-6,9-epoxybisabola-7(14),10-diene (3), and (9R)-2-bromo-3-chloro-6,9-epoxybisabola-7(14),10-diene (4), were characterized from the marine red alga Laurencia saitoi. In addition, two known halosesquiterpenes, 2,10-dibromo-3-chlorochamigr-7-en-9 alpha-ol (5) and isolaurenisol (6), were also isolated and identified. Their structures were established on the basis of extensive analysis of spectroscopic data.

Ergosterimide, a new natural Diels-Alder adduct of a steroid and maleimide in the fungus Aspergillus niger

Ergosterimide (1), a natural Diels-Alder adduct of ergosteroid and maleimide, was characterized from the culture extract of Aspergillus niger EN-13, an endophytic fungus isolated from the marine brown alga Colpomenia sinuosa. In addition, four known steroids including (22E,24R)-ergosta-5,7,22-trien-3 beta-ol (2), (22E,24R)-ergosta-4,6,8(14),22-tetraen-3one (3), (22E,24R)-5 alpha,8 alpha-epidioxyergosta-6,22-dien-3 beta-ol (4), and (22E,24R)-ergosta-7,22dien-3 beta,5 alpha,6 beta-triol. (5) were also isolated and identified. The structures of these compounds were elucidated by extensive analysis of 1D and 2D NMR and IR spectra and MS data. The plausible biosynthetic pathway of 1 was also discussed. To the best of our knowledge, 1 is the first natural Diels-Alder adduct of steroid and maleimide reported so far. (C) 2007 Elsevier Inc. All rights reserved.

Sesquiterpenes from red alga Laurencia tristicha

Three naturally new sesquiterpenes named 10-hydroxyepiaplysin, 10-hydroxyaplysin and 10-hydroxybromoepiaplysin have been isolated from Laurencia tristicha. On the basis of the spectroscopic techniques their structures were elucidated as (3S, 3 alpha R, 8 beta S)-(-)-2, 3, 3 alpha, 8 beta-tetrahydro-7-bromo-3-hydroxy-3, 3 alpha, 6,8 beta-tetramethyl-1H-cyclopenta[b]benzofuran, (3R, 3 alpha R, 8 beta S)(-)-2,3,3 alpha, 8 beta-tetrahydro-7-bromo-3-hydroxy-3, 3 alpha,6,8 beta-tetratnethyl-1H-cyclopenta[b]benzofuran and (3S, 3 alpha R, 8 beta S)-(-)-2, 3,3 alpha,8 beta-tetrahydro-3-hydroxy-3,3 alpha,6,8 beta-tetrainethyl-1H-cyclopenta[blbenzofuran, respectively.

Crystallographic and NMR studies on sterols from green alga Chaetomorpha basiretorsa Setchell

Chemical investigation of the ethanol extract of the marine green alga Chaetomorpha basiretorsa Setchell led to the isolation of a new sterol stigmast-4,28-dien-3 alpha 6 beta-diol 1 in addition to the five known sterols of beta-lawsaritol 2, saringosterol 3, 24-hydroperoxy-24-vinyl - cholesterol 4, beta-stigmasterol 5, 29-hydroxystigmasta-5, 24(28) -dien-3 beta-ol 6. Compounds were isolated by normal phase silica gel and Sephadex LH - 20 gel colum chromatography, reverse phase HPLC and recrystalization. Their structures were elucidated by spectroscopic methods including MS, IR 1D/2D NMR and X-ray analysis. Cytotoxicity of compounds was screened by using the standard WIT method. All these compounds were isolated from the green alga Chaetomorpha basiretorsa Setchell for the first time and they were inactive (50% inhibitory concentration was greater than 10 mu g /cm(3)) against KB, Bel -7402, PC - 3M, Ketr 3 and MCF - 7 cell lines.

ent-kaurene diterpenoids from Isodon rubescens

Two kaurenoids, taibairubescensins A and B, were isolated from the ethanol extract of the leaves and branches of Isodon rubescens. Their structures are designated as 2 beta,3 beta-diacetoxy-11 beta,13 alpha-dihydroxy-ent-kaur-16-en-15-one and 3 beta,11 beta-diacetoxy-2 beta,6 alpha-dihydroxy-ent-kaur-16-en-15-one, respectively, on the basis of detailed spsctroscopic analyses. (C) 2000 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Two new diterpenoids from Isodon rubescens

Two new diterpenoids taibairubescensin A (1) and B (2) have been isolated from Isodon rubescens. The structures of compound 1 and 2 were elucidated as 2 beta,3 beta-diacetoxy-11 beta,13 alpha-dihydroxy-ent-kaur- 16-en-15-one (1) and 3 beta,11 beta-diacetoxy-2 beta,6 alpha-dihydroxy-ent-kaur-16-en-15-one (2) on the basis of spectroscopic analysis.

The AGE inhibitor pyridoxamine inhibits development of retinopathy in experimental diabetes

We examined the ability of pyridoxamine (PM), an inhibitor of formation of advanced glycation end products (AGEs) and lipoxidation end products (ALEs), to protect against diabetes-induced retinal vascular lesions. The effects of PM were compared with the antioxidants vitamin E (VE) and R-alpha-lipoic acid (LA) in streptozotocin-induced diabetic rats. Animals were given either PM (1 g/l drinking water), VE (2,000 IU/kg diet), or LA (0.05%/kg diet). After 29 weeks of diabetes, retinas were examined for pathogenic changes, alterations in extracellular matrix (ECM) gene expression, and accumulation of the immunoreactive AGE/ALE N-epsilon-(carboxymethyl)lysine (CML). Acellular capillaries were increased more than threefold, accompanied by significant upregulation of laminin immunoreactivity in the retinal microvasculature. Diabetes also increased mRNA expression for fibronectin (2-fold), collagen IV (1.6-fold), and laminin beta chain (2.6-fold) in untreated diabetic rats compared with nondiabetic rats. PM treatment protected against capillary drop-out and limited laminin protein upregulation and ECM mRNA expression and the increase in CML in the retinal vasculature. VE and LA failed to protect against retinal capillary closure and had inconsistent effects on diabetes-related upregulation of ECM mRNAs. These results indicate that the AGE/ALE inhibitor PM protected against a range of pathological changes in the diabetic retina and may be useful for treating diabetic retinopathy.

Role of Delta Np63 gamma in Epithelial to Mesenchymal Transition

Although members of the p63 family of transcription factors are known for their role in the development and differentiation of epithelial surfaces, their function in cancer is less clear. Here, we show that depletion of the Delta Np63 alpha and beta isoforms, leaving only Delta Np63 gamma, results in epithelial to mesenchymal transition (EMT) in the normal breast cell line MCF10A. EMT can be rescued by the expression of the Delta Np63 alpha isoform. We also show that Delta Np63 gamma expressed in a background where all the other Delta Np63 are knocked down causes EMT with an increase in TGF beta-1, -2, and -3 and downstream effectors Smads2/3/4. In addition, a p63 binding site in intron 1 of TGF beta was identified. Inhibition of the TGF beta response with a specific inhibitor results in reversion of EMT in Delta Np63 alpha- and beta-depleted cells. In summary, we show that p63 is involved in inhibiting EMT and reduction of certain p63 isoforms may be important in the development of epithelial cancers.

Étude de la relation entre les conformations et la signalisation des 7TMRs

L’interaction d’un ligand avec un récepteur à sept domaines transmembranaires (7TMR) couplé aux protéines G, mène à l’adoption de différentes conformations par le récepteur. Ces diverses conformations pourraient expliquer l’activation différentielle des voies de signalisation. Or, le lien entre la conformation et l’activité du récepteur n’est pas tout à fait claire. Selon les modèles classiques pharmacologiques, comme le modèle du complexe ternaire, il n’existe qu’un nombre limité de conformations qu’un récepteur peut adopter. Afin d’établir un lien entre la structure et la fonction des récepteurs, nous avons choisi dans un premier temps, le récepteur de chimiokine CXCR4 comme récepteur modèle. Ce dernier, est une cible thérapeutique prometteuse, impliqué dans l’entrée du VIH-1 dans les cellules cibles et dans la dissémination de métastases cancéreuses. Grâce au transfert d’énergie par résonance de bioluminescence (BRET) nous pouvons détecter les changements conformationnels des homodimères constitutifs de CXCR4 dans les cellules vivantes. En conséquence, nous avons mesuré les conformations de mutants de CXCR4 dont les mutations affecteraient sa fonction. Nous montrons que la capacité des mutants à activer la protéine Galphai est altérée suite au traitement avec l’agoniste SDF-1. Notamment, ces mutations altèrent la conformation du récepteur à l’état basal ainsi que la réponse conformationnelle induite suite au traitement avec l’agoniste SDF-1, l’agoniste partiel AMD3100 ou l’agoniste inverse TC14012. Ainsi, différentes conformations de CXCR4 peuvent donner lieu à une activation similaire de la protéine G, ce qui implique une flexibilité des récepteurs actifs qui ne peut pas être expliquée par le modèle du complexe ternaire (Berchiche et al. 2007). Également, nous nous sommes intéressés au récepteur de chimiokine CCR2, exprimé à la surface des cellules immunitaires. Il joue un rôle important dans l’inflammation et dans des pathologies inflammatoires telles que l’asthme. CCR2 forme des homodimères constitutifs et possède différents ligands naturels dont la redondance fonctionnelle a été suggérée. Nous avons étudié le lien entre les conformations et les activations d’effecteurs (fonctions) de CCR2. Notre hypothèse est que les différents ligands naturels induisent différentes conformations du récepteur menant à différentes fonctions. Nous montrons que les réponses de CCR2 aux différents ligands ne sont pas redondantes au niveau pharmacologique et que les chimiokines CCL8, CCL7 et CCL13 (MCP-2 à MCP-4) sont des agonistes partiels de CCR2, du moins dans les systèmes que nous avons étudiés. Ainsi, l’absence de redondance fonctionnelle parmi les chimiokines liant le même récepteur, ne résulterait pas de mécanismes complexes de régulation in vivo, mais ferait partie de leurs propriétés pharmacologiques intrinsèques (Berchiche et al. 2011). Enfin, nous nous sommes intéressés au récepteur de chimiokine CXCR7. Récemment identifié, CXCR7 est le deuxième récepteur cible de la chimiokine SDF-1. Cette chimiokine a été considérée comme étant capable d’interagir uniquement avec le récepteur CXCR4. Notamment, CXCR4 et CXCR7 possèdent un patron d’expression semblable dans les tissus. Nous avons évalué l’effet de l’AMD3100, ligand synthétique de CXCR4, sur la conformation et la signalisation de CXCR7. Nos résultats montrent qu’AMD3100, tout comme SDF-1, lie CXCR7 et augmente la liaison de SDF-1 à CXCR7. Grâce au BRET, nous montrons aussi qu’AMD3100 seul est un agoniste de CXCR7 et qu’il est un modulateur allostérique positif de la liaison de SDF-1 à CXCR7. Aussi, nous montrons pour la première fois le recrutement de la beta-arrestine 2 à CXCR7 en réponse à un agoniste. L’AMD3100 est un ligand de CXCR4 et de CXCR7 avec des effets opposés, ce qui appelle à la prudence lors de l’utilisation de cette molécule pour l’étude des voies de signalisation impliquant SDF-1 (Kalatskaya et al. 2009). En conclusion, nos travaux amènent des évidences qu’il existe plusieurs conformations actives des récepteurs et appuient les modèles de structure-activité des récepteurs qui prennent en considération leur flexibilité conformationnelle.

Rôle de l’enzyme PAS kinase dans la régulation du facteur de transcription PDX-1 dans la cellule bêta pancréatique.

Le diabète de type 2 (DT2) se caractérise par une production insuffisante d'insuline par le pancréas ainsi qu'une résistance des tissus périphériques à l'action de l'insuline. Dans les cellules bêta pancréatiques, le glucose stimule la production de l'insuline en induisant la transcription de son gène et la traduction ainsi que la sécrétion de sa protéine. Paradoxalement, une exposition prolongée et simultanée de ces cellules à de hautes concentrations de glucose en présence d'acides gras conduit à la détérioration de la fonction bêta pancréatique et au développement du DT2. Toutefois, les mécanismes moléculaires responsables de ces effets du glucose ne sont que partiellement connus. L'objectif du travail décrit dans cette thèse est d'identifier les mécanismes responsables de la régulation de la transcription du gène de l'insuline. PDX-1 (de l’anglais pour pancreatic and duodenal homeobox 1) est un facteur de transcription majeur et essentiel tant pour le développement du pancréas que pour le maintien de sa fonction à l'état adulte. En réponse au glucose, PDX-1 se lie au promoteur du gène de l'insuline et induit sa transcription. Ceci est inhibé par l'acide gras palmitate. Dans la première partie des travaux effectués dans le cadre de cette thèse, nous avons identifié deux mécanismes de régulation de la transcription du gène de l'insuline: le premier via ERK1/2 (de l'anglais pour extracellular-signal-regulated protein kinases 1 and 2) et le second par l’enzyme PASK (pour per-arnt-sim kinase). Nous avons également mis en évidence l'existence d'un troisième mécanisme impliquant l'inhibition de l'expression du facteur de transcription MafA par le palmitate. Nos travaux indiquent que la contribution de la signalisation via PASK est majeure. L'expression de PASK est augmentée par le glucose et inhibée par le palmitate. Sa surexpression dans les cellules MIN6 et les îlots isolés de rats, mime les effets du glucose sur l'expression du gène de l'insuline ainsi que sur l'expression de PDX-1 et prévient les effets délétères du palmitate. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons identifié un nouveau mécanisme par lequel PASK augmente la stabilité protéique de PDX-1, soit via la phosphorylation et l'inactivation de la protéine kinase GSK3 bêta (de l'anglais pour glycogen synthase kinase 3 beta). Le glucose induit la translocation de PDX-1 du cytoplasme vers le noyau, ce qui est essentiel à sa liaison au promoteur de ses gènes cibles. L'exclusion nucléaire de PDX-1 a été observée dans plusieurs modèles ex vivo et in vivo de dysfonction de la cellule bêta pancréatique. Dans le dernier volet de cette thèse, nous avons démontré l'importance de l'utilisation de cellules primaires (îlots isolés et dispersés) pour étudier la translocation nucléaire de PDX-1 endogène étant donné que ce mode de régulation est absent dans les lignées insulino-sécrétrices MIN6 et HIT-T15. Ces études nous ont permis d'identifier et de mieux comprendre les mécanismes régulant la transcription du gène de l'insuline via le facteur de transcription PDX-1. Les cibles moléculaires ainsi identifiées pourraient contribuer au développement de nouvelles approches thérapeutiques pour le traitement du diabète de type 2. Mots-clés : Diabète, îlots de Langerhans, cellule bêta pancréatique, gène de l'insuline, PDX-1, PASK, GSK3 bêta, ERK1/2, PKB, glucose, palmitate.

Ni(II) and Ru(II) Schiff base complexes as catalysts for the reduction of benzene

Two new complexes, [MII(L)(Cl)(H2O)2]·H2O (where M=Ni or Ru and L = heterocyclic Schiff base, 3- hydroxyquinoxaline-2-carboxalidene-4-aminoantipyrine), have been synthesized and characterized by elemental analysis, FT-IR, UV–vis diffuse reflectance spectroscopy, FAB-MASS, TG–DTA, AAS, cyclic voltammetry, conductance and magnetic susceptibility measurements. The complexes have a distorted octahedral structure andwere found to be effective catalysts for the hydrogenation of benzene. The influence of several reaction parameters such as reaction time, temperature, hydrogen pressure, concentration of the catalyst and concentration of benzenewas tested. A turnover frequency of 5372 h−1 has been found in the case of ruthenium complex for the reduction of benzene at 80 ◦C with 3.64×10−6 mol catalyst, 0.34 mol benzene and at a hydrogen pressure of 50 bar. In the case of the nickel complex, a turnover frequency of 1718 h−1 has been found for the same reaction with 3.95×10−6 mol catalyst under similar experimental conditions. The nickel complex shows more selectivity for the formation of cyclohexene while the ruthenium complex is more selective for the formation of cyclohexane