Evolução estrutural e performance catalítica de nanopartículas de AuPd de composição variável

Nanopartículas bimetálicas de AuPd têm mostrado excelente atividade catalítica em reações de oxidação. O entendimento dos efeitos da variação da composição e morfologia das nanopartículas bimetálicas em suas propriedades catalíticas é fundamental para a preparação de catalisadores cada vez mais ativos e seletivos. Neste trabalho foram estudadas nanopartículas bimetálicas de AuPd de composição variável suportadas sobre um suporte constituído por nanopartículas de magnetita revestidas por sílica. O efeito da calcinação e da redução com hidrogênio sobre a morfologia e composição das nanopartículas bimetálicas foi acompanhado pelas técnicas de TEM, XEDS, XAS, XRD e XPS. A correlação entre estrutura, composição e atividade catalítica dos catalisadores preparados foi estudada pelo acompanhamento de reações de oxidação de monóxido de carbono e de oxidação de álcool benzílico. As amostras não calcinadas apresentaram segregação metálica em todas as composições estudadas. Após a etapa de calcinação, maior segregação metálica foi encontrada, com a formação de óxido de paládio na superfície das nanopartículas, exceto na amostra mais rica em ouro. O tratamento das amostras oxidadas com hidrogênio foi capaz de reduzir os metais oxidados na superfície das nanopartículas, mas um enriquecimento em paládio na superfície e maior segregação entre ouro e paládio foram observados. Uma melhora na atividade catalítica na oxidação de monóxido de carbono foi observada juntamente com um aumento na composição de paládio, além disso, observou-se uma maior atividade catalítica em relação às nanopartículas não calcinadas para as amostras calcinadas e reduzidas. Para a oxidação de álcool benzílico um aumento na atividade catalítica de até cinco vezes foi observado após a calcinação dos catalisadores, com maior atividade para a amostra de composição Au1Pd2. A queda na atividade catalítica após a redução dos catalisadores mostrou que a presença de óxido de paládio na superfície das nanopartículas é fundamental para que seja observada uma maior atividade catalítica.

Síntese de óxidos metálicos binários suportados em carbono amorfo (printex 6L) para a produção eletroquímica de peróxido de hidrogênio (H2O2)

O presente trabalho visa o estudo da eletrossíntese de H2O2 a partir da reação de redução de oxigênio (RRO) utilizando carbono Printex 6L modificado com óxidos binários compostos de nióbio, molibdênio e paládio, síntetizados pelo método dos precursores poliméricos. A análise dos materiais preparados foi feita a partir de experimentos de análise termogravimétrica (do inglês, TGA), fluorescência de raios X (FRX) e também de difração de raios X (DRX). As temperaturas de síntese foram escolhidas a partir dos resultados de TGA e tendo como temperatura máxima de 400 °C. As análises dos espectros de emissão de FRX mostraram a eficiência na incorporação dos materiais na matriz de carbono. Experimentos de DRX mostraram a presença de fases cristalinas de MoO2 e Nb2 O5 e PdO, e em comparação aos resultados da técnica de voltametria cíclica, existem pares redox que podem ser associados as transições dos metais nos estados de oxidação de +4 e +5, para molibdênio e nióbio, respectivamente e do estado +2 para o paládio. Nos experimentos de voltametria de varredura linear pode-se observar a tendência de maior geração de H2O2 pelo material com teor de 1% NbMo quando comparado com o carbono Printex 6L, de modo que foram calculadas as eficiências de geração de H2O2 , obtendo um resultado de 55,5% para o modificador de 1% NbMo comparado com 47,4% para o Printex 6L, e também de número de elétrons envolvidos na reação com um valor de 2,9 para o material de 1% e 3,1 para o carbono Printex. As análises das curvas de Koutechy-Levich confirmam os resultados anteriores. Análises em condições reduzidas na síntese orgânica corroboraram a melhor eficiência do material de 1% para o material com nióbio e molibdênio e revelaram a também a melhora eletrocatalítica do carbono quando incorporado com óxidos mistos de nióbio e paládio, sendo o melhor resultado expresso no material contendo 5% de nióbio e paládio, na proporção molar de 95 para 5% de cada elemento, respectivamente.

Produção de hidrogênio por fermentação por um novo isolado de Clostridium beijerinckii

O hidrogênio (H2) tem sido considerado uma fonte de energia limpa bastante promissora, pois sua combustão origina apenas moléculas de água, sendo uma alternativa ao uso de combustíveis fósseis. Entretanto, os métodos atuais de produção de H2 demandam matérias-primas finitas e uma grande quantidade de energia, tornando a sua obtenção não sustentável. Mais recentemente, a via fermentativa tem sido considerada para a produção de H2, utilizando como matérias-primas efluentes industriais, materiais lignocelulósicos e biomassa de algas, denominado de bio-hidrogênio de primeira, segunda e terceira geração, respectivamente. Neste trabalho foi isolada uma bactéria anaeróbia a partir de uma cultura mista (lodo) de um sistema de tratamento de vinhaça, após pré-tratamento do lodo a pH 3 por 12 horas. Este microrganismo foi identificado com 99% de similaridade como Clostridium beijerinckii com base na sequência do gene RNAr 16S denominado de C. beijerinckii Br21. A temperatura e o pH mais adequados para o crescimento e produção de H2 por esta cultura foi 35 °C e pH inicial 7,0. A bactéria possui a capacidade de utilizar ampla variedade de fontes de carbono para a produção de H2 por fermentação, especialmente, monossacarídeos resultantes da hidrólise de biomassa de algas, tais como glicose, galactose e manose. Foram realizados ensaios em batelada para a produção de H2 com a bactéria isolada empregando diferentes concentrações de glicose e galactose, visando a sua futura utilização em hidrolisados de alga. Os parâmetros cinéticos dos ensaios de fermentação estimados pelo modelo de Gompertz modificado, como a velocidade máxima de produção (Rm), a quantidade máxima de hidrogênio produzido (Hmáx) e o tempo necessário para o início da produção de hidrogênio (fase lag) para a glicose (15 g/L) foram de: 58,27 mL de H2/h, 57,68 mmol de H2 e 8,29 h, respectivamente. Para a galactose (15 g/L), a Rm, Hmáx e foram de 67,64 mL de H2/h, 47,61 mmol de H2 e 17,22 horas, respectivamente. O principal metabólito detectado ao final dos ensaios de fermentação, foi o ácido butírico, seguido pelo ácido acético e o etanol, tanto para os ensaios com glicose, como com galactose. C. beijerinckii é um candidato bastante promissor para a produção de H2 por fermentação a partir de glicose e galactose e, consequentemente, a partir de biomassa de algas como substratos.

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.

Estudo cinético da lixiviação de metais de placas de circuito impresso obsoletas.

O processo tradicional de recuperação de metais de resíduos de equipamentos eletroeletrônicos (REEE) geralmente envolve processamento pirometalúrgico. Entretanto, o uso desta tecnologia para processar placas de circuito impresso (PCI) obsoletas pode levar à liberação de dioxinas e furanos, devido à decomposição térmica de retardantes de chama e resinas poliméricas presentes no substrato das placas. Portanto, este trabalho propõe uma rota hidrometalúrgica para recuperação de metais. O comportamento dos metais, com destaque para cobre, zinco e níquel, durante a lixiviação ácida, foi estudado em três temperaturas diferentes (35ºC, 65ºC e 75ºC), com e sem adição de um agente oxidante (peróxido de hidrogênio H2O2). A cinética de dissolução ácida desses metais foi estudada baseada na análise química por ICP-OES (Espectrometria de emissão ótica por plasma acoplado indutivamente) e EDX (Espectroscopia de fluorescência de raios-X por energia dispersiva). O balanço de massa e a análise química indicaram que a etapa de lixiviação sem adição de oxidante é pouco eficaz na extração dos metais, sendo responsável pela dissolução de menos do que 6% do total extraído. A 65ºC e H2SO4 1 mol/L, com adição de 5 mL de H2O2 (30%) a cada quinze minutos e densidade de polpa de 1 g / 10 mL, 98,1% do cobre, 99,9% do zinco e 99,0% do níquel foram extraídos após 4 horas. A cinética de dissolução desses metais é controlada pela etapa da reação química, seguindo, dependendo da temperatura, a equação 1 (1 XB)1/3 = k1.t ou a equação ln (1 XB) = k4.t.

Magnetically separable mesoporous Fe3O4/silica catalysts with very low Fe3O4 content

Two magnetically separable Fe3O4/SiO2 (aerogel and MSU-X) composites with very low Fe3O4 content (<1 wt%) have been successfully prepared at room temperature by co-condensation of MPTES-functionalized Fe3O4 nanoparticles (NPs) with a silicon alkoxide. This procedure yields a homogeneous incorporation of the Fe3O4 NPs on silica supports, leading to magnetic composites that can be easily recovered using an external magnetic field, despite their very low Fe3O4 NPs content (ca. 1 wt%). These novel hybrid Fe3O4/SiO2 materials have been tested for the oxidation reaction of 3,3′,5,5′-tetramethylbenzidine (TMB) with hydrogen peroxide showing an enhancement of the stability of the NPs in the Fe3O4/silica aerogel as compared to the Fe3O4 NPs alone, even after five catalytic cycles, no leaching or agglomeration of the Fe3O4/SiO2 systems.

Co-encapsulation of enzymes and antibodies for chemical deactivation of pathogens on paper

Le papier bioactif est obtenu par la modification de substrat du papier avec des biomolécules et des réactifs. Ce type de papier est utilisé dans le développement de nouveaux biocapteurs qui sont portables, jetables et économiques visant à capturer, détecter et dans certains cas, désactiver les agents pathogènes. Généralement les papiers bioactifs sont fabriqués par l’incorporation de biomolécules telles que les enzymes et les anticorps sur la surface du papier. L’immobilisation de ces biomolécules sur les surfaces solides est largement utilisée pour différentes applications de diagnostic comme dans immunocapteurs et immunoessais mais en raison de la nature sensible des enzymes, leur intégration au papier à grande échelle a rencontré plusieurs difficultés surtout dans les conditions industrielles. Pendant ce temps, les microcapsules sont une plate-forme intéressante pour l’immobilisation des enzymes et aussi assez efficace pour permettre à la fonctionnalisation du papier à grande échelle car le papier peut être facilement recouvert avec une couche de telles microcapsules. Dans cette étude, nous avons développé une plate-forme générique utilisant des microcapsules à base d’alginate qui peuvent être appliquées aux procédés usuels de production de papier bioactif et antibactérien avec la capacité de capturer des pathogènes à sa surface et de les désactiver grâce à la production d’un réactif anti-pathogène. La conception de cette plate-forme antibactérienne est basée sur la production constante de peroxyde d’hydrogène en tant qu’agent antibactérien à l’intérieur des microcapsules d’alginate. Cette production de peroxyde d’hydrogène est obtenue par oxydation du glucose catalysée par la glucose oxydase encapsulée à l’intérieur des billes d’alginate. Les différentes étapes de cette étude comprennent le piégeage de la glucose oxydase à l’intérieur des microcapsules d’alginate, l’activation et le renforcement de la surface des microcapsules par ajout d’une couche supplémentaire de chitosan, la vérification de la possibilité d’immobilisation des anticorps (immunoglobulines G humaine comme une modèle d’anticorps) sur la surface des microcapsules et enfin, l’évaluation des propriétés antibactériennes de cette plate-forme vis-à-vis l’Escherichia coli K-12 (E. coli K-12) en tant qu’un représentant des agents pathogènes. Après avoir effectué chaque étape, certaines mesures et observations ont été faites en utilisant diverses méthodes et techniques analytiques telles que la méthode de Bradford pour dosage des protéines, l’électroanalyse d’oxygène, la microscopie optique et confocale à balayage laser (CLSM), la spectrométrie de masse avec désorption laser assistée par matrice- temps de vol (MALDI-TOF-MS), etc. Les essais appropriés ont été effectués pour valider la réussite de modification des microcapsules et pour confirmer à ce fait que la glucose oxydase est toujours active après chaque étape de modification. L’activité enzymatique spécifique de la glucose oxydase après l’encapsulation a été évaluée à 120±30 U/g. Aussi, des efforts ont été faits pour immobiliser la glucose oxydase sur des nanoparticules d’or avec deux tailles différentes de diamètre (10,9 nm et 50 nm) afin d’améliorer l’activité enzymatique et augmenter l’efficacité d’encapsulation. Les résultats obtenus lors de cette étude démontrent les modifications réussies sur les microcapsules d’alginate et aussi une réponse favorable de cette plate-forme antibactérienne concernant la désactivation de E. coli K-12. La concentration efficace de l’activité enzymatique afin de désactivation de cet agent pathogénique modèle a été déterminée à 1.3×10-2 U/ml pour une concentration de 6.7×108 cellules/ml de bactéries. D’autres études sont nécessaires pour évaluer l’efficacité de l’anticorps immobilisé dans la désactivation des agents pathogènes et également intégrer la plate-forme sur le papier et valider l’efficacité du système une fois qu’il est déposé sur papier.

Co-encapsulation of enzymes and antibodies for chemical deactivation of pathogens on paper

Le papier bioactif est obtenu par la modification de substrat du papier avec des biomolécules et des réactifs. Ce type de papier est utilisé dans le développement de nouveaux biocapteurs qui sont portables, jetables et économiques visant à capturer, détecter et dans certains cas, désactiver les agents pathogènes. Généralement les papiers bioactifs sont fabriqués par l’incorporation de biomolécules telles que les enzymes et les anticorps sur la surface du papier. L’immobilisation de ces biomolécules sur les surfaces solides est largement utilisée pour différentes applications de diagnostic comme dans immunocapteurs et immunoessais mais en raison de la nature sensible des enzymes, leur intégration au papier à grande échelle a rencontré plusieurs difficultés surtout dans les conditions industrielles. Pendant ce temps, les microcapsules sont une plate-forme intéressante pour l’immobilisation des enzymes et aussi assez efficace pour permettre à la fonctionnalisation du papier à grande échelle car le papier peut être facilement recouvert avec une couche de telles microcapsules. Dans cette étude, nous avons développé une plate-forme générique utilisant des microcapsules à base d’alginate qui peuvent être appliquées aux procédés usuels de production de papier bioactif et antibactérien avec la capacité de capturer des pathogènes à sa surface et de les désactiver grâce à la production d’un réactif anti-pathogène. La conception de cette plate-forme antibactérienne est basée sur la production constante de peroxyde d’hydrogène en tant qu’agent antibactérien à l’intérieur des microcapsules d’alginate. Cette production de peroxyde d’hydrogène est obtenue par oxydation du glucose catalysée par la glucose oxydase encapsulée à l’intérieur des billes d’alginate. Les différentes étapes de cette étude comprennent le piégeage de la glucose oxydase à l’intérieur des microcapsules d’alginate, l’activation et le renforcement de la surface des microcapsules par ajout d’une couche supplémentaire de chitosan, la vérification de la possibilité d’immobilisation des anticorps (immunoglobulines G humaine comme une modèle d’anticorps) sur la surface des microcapsules et enfin, l’évaluation des propriétés antibactériennes de cette plate-forme vis-à-vis l’Escherichia coli K-12 (E. coli K-12) en tant qu’un représentant des agents pathogènes. Après avoir effectué chaque étape, certaines mesures et observations ont été faites en utilisant diverses méthodes et techniques analytiques telles que la méthode de Bradford pour dosage des protéines, l’électroanalyse d’oxygène, la microscopie optique et confocale à balayage laser (CLSM), la spectrométrie de masse avec désorption laser assistée par matrice- temps de vol (MALDI-TOF-MS), etc. Les essais appropriés ont été effectués pour valider la réussite de modification des microcapsules et pour confirmer à ce fait que la glucose oxydase est toujours active après chaque étape de modification. L’activité enzymatique spécifique de la glucose oxydase après l’encapsulation a été évaluée à 120±30 U/g. Aussi, des efforts ont été faits pour immobiliser la glucose oxydase sur des nanoparticules d’or avec deux tailles différentes de diamètre (10,9 nm et 50 nm) afin d’améliorer l’activité enzymatique et augmenter l’efficacité d’encapsulation. Les résultats obtenus lors de cette étude démontrent les modifications réussies sur les microcapsules d’alginate et aussi une réponse favorable de cette plate-forme antibactérienne concernant la désactivation de E. coli K-12. La concentration efficace de l’activité enzymatique afin de désactivation de cet agent pathogénique modèle a été déterminée à 1.3×10-2 U/ml pour une concentration de 6.7×108 cellules/ml de bactéries. D’autres études sont nécessaires pour évaluer l’efficacité de l’anticorps immobilisé dans la désactivation des agents pathogènes et également intégrer la plate-forme sur le papier et valider l’efficacité du système une fois qu’il est déposé sur papier.

Diatom abundance and fatty acid composition of ice algae and of Calanus glacialis in samples obtained in 2008 in the eastern Beaufort Sea

The copepod Calanus glacialis plays a key role in the lipid-based energy flux in Arctic shelf seas. By utilizing both ice algae and phytoplankton, this species is able to extend its growth season considerably in these seasonally ice-covered seas. This study investigated the impacts of the variability in timing and extent of the ice algal bloom on the reproduction and population success of C. glacialis. The vertical distribution, reproduction, amount of storage lipids, stable isotopes, fatty acid and fatty alcohol composition of C. glacialis were assessed during the Circumpolar Flaw Lead System Study. Data were collected in the Amundsen Gulf, south-eastern Beaufort Sea, from January to July 2008 with the core-sampling from March to April. The reduction in sea ice thickness and coverage observed in the Amundsen Gulf in 2007 and 2008 affected the life strategy and reproduction of C. glacialis. Developmental stages CIII and CIV dominated the overwintering population, which resulted in the presence of very few CV and females during spring 2008. Spawning began at the peak of the ice algal bloom that preceded the precocious May ice break-up. Although the main recruitment may have occurred later in the season, low abundance of females combined with a potential mismatch between egg production/development to the first feeding stage and phytoplankton bloom resulted in low recruitment of C. glacialis in the early summer of 2008.

A dynamic mathematical model for sequential leach bed anaerobic digestion of organic fraction of municipal solid waste

A mathematical model that describes the operation of a sequential leach bed process for anaerobic digestion of organic fraction of municipal solid waste (MSW) is developed and validated. This model assumes that ultimate mineralisation of the organic component of the waste occurs in three steps, namely solubilisation of particulate matter, fermentation to volatile organic acids (modelled as acetic acid) along with liberation of carbon dioxide and hydrogen, and methanogenesis from acetate and hydrogen. The model incorporates the ionic equilibrium equations arising due to dissolution of carbon dioxide, generation of alkalinity from breakdown of solids and dissociation of acetic acid. Rather than a charge balance, a mass balance on the hydronium and hydroxide ions is used to calculate pH. The flow of liquid through the bed is modelled as occurring through two zones-a permeable zone with high flushing rates and the other more stagnant. Some of the kinetic parameters for the biological processes were obtained from batch MSW digestion experiments. The parameters for flow model were obtained from residence time distribution studies conducted using tritium as a tracer. The model was validated using data from leach bed digestion experiments in which a leachate volume equal to 10% of the fresh waste bed volume was sequenced. The model was then tested, without altering any kinetic or flow parameters, by varying volume of leachate that is sequenced between the beds. Simulations for sequencing/recirculating 5 and 30% of the bed volume are presented and compared with experimental results. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Functional expression and characterization of Eehinococcus granulosus thioredoxin peroxidase suggests a role in protection against oxidative damage

A full-length cDNA sequence coding for Echinococcus granulosus thioredoxin peroxidase (EgTPx) was isolated from a sheep strain protoscolex cDNA library by immunoscreening using a pool of sera from mice infected with oncospheres. EgTPx expressed as a fusion protein with glutathione S-transferase (GST) exhibited significant thiol-dependent peroxidase activity that protected plasmid DNA from damage by metal-catalyzed oxidation (MCO) in vitro. Furthermore, the suggested antioxidant role for EgTPx was reinforced in an in vivo assay, whereby its expression in BL21 bacterial cells markedly increased the tolerance and survival of the cells to high concentrations of H2O2 compared with controls. Immunolocalization studies revealed that EgTPx was specifically expressed in all tissues of the protoscolex and brood capsules. Higher intensity of labelling was detected in many, but not all, calcareous corpuscle cells in protoscoleces. The purified recombinant EgTPx protein was used to screen sera from heavily infected mice and patients with confirmed hydatid infection. Only a portion of the sera reacted positively with the EgTPx-GST fusion protein in Western blots, suggesting that EgTPx may form antibody-antigen complexes or that responses to the EgTPx antigen may be immunologically regulated. Recombinant EgTPx may prove useful for the screening of specific inhibitors that could serve as new drugs for treatment of hydatid disease. Moreover, given that TPx from different parasitic phyla were phylogenetically distant from host TPx molecules, the development of antiparasite TPx inhibitors that do not react with host TPx might be feasible. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

Ecophysiology of the marine cyanobacterium, Lyngbya majuscula (Oscillatoriaceae) in Moreton Bay, Australia

Large blooms of the marine cyanobacterium Lyngbya majuscula in Moreton Bay, Australia (27 degrees 05'S, 153 degrees 08'E) have been re-occurring for several years. A bloom was studied in Deception Bay (Northern Moreton Bay) in detail over the period January-March 2000. In situ data loggers and field sampling characterised various environmental parameters before and during the L. majuscula bloom. Various ecophysiological experiments were conducted on L. majuscula collected in the field and transported to the laboratory, including short-term (2h) C-14 incorporation rates and long-term (7 days) pulse amplitude modulated (PAM) fluorometry assessments of photosynthetic capacity. The effects of L. majuscula on various seagrasses in the bloom region were also assessed with repeated biomass sampling. The bloom commenced in January 2000 following usual December rainfall events, water temperatures in excess of 24 degrees C and high light conditions. This bloom expanded rapidly from 0 to a maximum extent of 8 km(2) over 55 days with an average biomass of 210 g(dw)(-1) m(-2) in late February, followed by a rapid decline in early April. Seagrass biomass, especially Syringodium isoetifolium, was found to decline in areas of dense L. majuscula accumulation. Dissolved and total nutrient concentrations did not differ significantly (P > 0.05) preceding or during the bloom. However, water samples from creeks discharging into the study region indicated elevated concentrations of total iron (2.7-80.6 mu M) and dissolved organic carbon (2.5-24.7 mg L-1), associated with low pH values (3.8-6.7). C-14 incorporation rates by L. majuscula were significantly (P < 0.05) elevated by additions of iron (5 mu M Fe), an organic chelator, ethylenediaminetetra-acetic acid (5 mu M EDTA) and phosphorus (5 mu M PO4-3). Photosynthetic capacity measured with PAM fluorometry was also stimulated by various nutrient additions, but not significantly (P > 0.05). These results suggest that the L. majuscula bloom may have been stimulated by bioavailable iron, perhaps complexed by dissolved organic carbon. The rapid bloom expansion observed may then have been sustained by additional inputs of nutrients (N and P) and iron through sediment efflux, stimulated by redox changes due to decomposing L. majuscula mats. (c) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Antioxidative function of L-FABP in L-FABP stably transfected Chang liver cells

Liver fatty acid binding protein (L-FABP) contains amino acids that are known to possess antioxidant function. In this study, we tested the hypothesis that L-FABP may serve as an effective endogenous cytoprotectant against oxidative stress. Chang liver cells were selected as the experimental model because of their undetectable L-FABP mRNA level. Full-length L-FABP cDNA was subcloned into the mammalian expression vector pcDNA3.1 (pcDNA-FABP). Chang cells were stably transfected with pc-DNA-FABP or vector (pcDNA3.1) alone. Oxidative stress was induced by incubating cells with 400 mu mol/L H2O2 or by subjecting cells to hypoxia/reoxygenation. Total cellular reactive oxygen species (ROS) was determined using the fluorescent probe DCF. Cellular damage induced by hypoxia/reoxygenation was assayed by lactate dehydrogenase (LDH) release. Expression of L-FABP was documented by regular reverse transcription polyrnerase chain reaction (RT-PCR), real-time RT-PCR, and Western blot. The pcDNA-FABP-transfected cells expressed full-length L-FABP mRNA, which was absent from vector-transfected control cells. Western blot showed expression of 14-kd L-FABP protein in pcDNA-FABP-transfected cells, but not in vector-transfected cells. Transfected cells showed decreased DCF fluorescence intensity under oxidative stress (H2O2 and hypoxia/reoxygenation) conditions versus control in inverse proportion to the level of L-FABP expression. Lower LDH release was observed in the higher L-FABP-expressed cells in hypoxia/reoxygenation experiments. In conclusion, we successfully transfected and cloned a Chang liver cell line that expressed the L-FABP gene. The L-FABP-expressing cell line had a reduced intracellular ROS level versus control. This finding implies that L-FABP has a significant role in oxidative stress.

PerR controls Mn-dependent resistance to oxidative stress in Neisseria gonorrhoeae

In previous studies it has been established that resistance to superoxide by Neisseria gonorrhoeae is dependent on the accumulation of Mn(II) ions involving the ABC transporter, MntABC. A mutant strain lacking the periplasmic binding protein component (MntC) of this transport system is hypersensitive to killing by superoxide anion. In this study the mntC mutant was found to be more sensitive to H2O2 killing than the wild-type. Analysis of regulation of MntC expression revealed that it was de-repressed under low Mn(II) conditions. The N. gonorrhoeae mntABC locus lacks the mntR repressor typically found associated with this locus in other organisms. A search for a candidate regulator of mntABC expression revealed a homologue of PerR, a Mn-dependent peroxide-responsive regulator found in Gram-positive organisms. A perR mutant expressed more MntC protein than wild-type, and expression was independent of Mn(II), consistent with a role for PerR as a repressor of mntABC expression. The PerR regulon of N. gonorrhoeae was defined by microarray analysis and includes ribosomal proteins, TonB-dependent receptors and an alcohol dehydrogenase. Both the mntC and perR mutants had reduced intracellular survival in a human cervical epithelial cell model.

Siderophore activity of myo-inositol hexakisphosphate in Pseudomonas aeruginosa

Myo-Inositol hexakisphosphate (InsP6), which is found in soil and most, if not all, plant and animal cells, has been estimated to have an affinity for Fe3+ in the range of 10(25) to 10(30) M-1. In this report, we demonstrate that the Fe-InsP6 complex has siderophore activity and is able to reverse the iron-restricted growth inhibition of Pseudomonas aeruginosa by ethylene diamine di(o-hydroxyphenyl)acetic acid. With 55Fe-InsP6 in transport studies, iron uptake is strongly iron regulated, being repressed after growth in iron-replete conditions and inhibited by treatment with potassium cyanide and carbonyl cyanide m-chlorophenylhydrazone. The kinetics of iron transport revealed a Km of 100 nM. Self-displacement of binding of [3H]InsP6 to isolated membranes by InsP6 revealed a single class of binding sites (Kd = 143 +/- 6 nM; Hill coefficient, 1.1 +/- 0.1). The binding of [3H]InsP6 to membranes was not dependent on whether cells had been grown under conditions of high or low iron concentrations. We believe that this is the first report of inositol polyphosphate activity in prokaryotic cells.