Untersuchung der Struktur und Assemblierung des Lichtsammelkomplexes II höherer Pflanzen mittels elektronenparamagnetischer Resonanz (EPR)

Der Haupt-Lichtsammelkomplex (LHCII) des Photosyntheseapparates höherer Pflanzen gehört zu den häufigsten Membranproteinen der Erde. Seine Kristallstruktur ist bekannt. Das Apoprotein kann rekombinant in Escherichia coli überexprimiert und somit molekularbiologisch vielfältig verändert werden. In Detergenzlösung besitzt das denaturierte Protein die erstaunliche Fähigkeit, sich spontan zu funktionalen Protein-Pigment-Komplexen zu organisieren, welche strukturell nahezu identisch sind mit nativem LHCII. Der Faltungsprozess findet in vitro im Zeitbereich von Sekunden bis Minuten statt und ist abhängig von der Bindung der Cofaktoren Chlorophyll a und b sowie verschiedenen Carotinoiden.rn Diese Eigenschaften machen LHCII besonders geeignet für Strukturuntersuchungen mittels der elektronenparamagnetischen Resonanz (EPR)-Spektrokopie. Diese setzt eine punktspezifische Spinmarkierung des LHCII voraus, die in dieser Arbeit zunächst optimiert wurde. Einschließlich der Beiträge Anderer stand eine breite Auswahl von über 40 spinmarkierten Mutanten des LHCII bereit, einen N-terminalen „Cys walk“ eingeschlossen. Weder der hierfür notwendige Austausch einzelner Aminosäuren noch die Anknüpfung des Spinmarkers beeinträchtigten die Funktion des LHCII. Zudem konnte ein Protokoll zur Präparation heterogen spinmarkierter LHCII-Trimere entwickelt werden, also von Trimeren, die jeweils nur ein Monomer mit einer Spinmarkierung enthalten.rn Spinmarkierte Proben des Detergenz-solubilisierten LHCII wurden unter Verwendung verschiedener EPR-Techniken strukturell analysiert. Als besonders aussagekräftig erwies sich die Messung der Wasserzugänglichkeit einzelner Aminosäurepositionen anhand der Electron Spin Echo Envelope Modulation (ESEEM). In Kombination mit der etablierten Double Electron-Electron Resonance (DEER)-Technik zur Detektion von Abständen zwischen zwei Spinmarkern wurde der membranständige Kernbereich des LHCII in Lösung eingehend untersucht und strukturell der Kristallstruktur für sehr ähnlich befunden. Die Vermessung kristallographisch nicht erfasster Bereiche nahe dem N-Terminus offenbarte die schon früher detektierte Strukturdynamik der Domäne in Abhängigkeit des Oligomerisierungsgrades. Der neue, noch zu vervollständigende Datensatz aus Abstandsverteilungen und ESEEM-Wasserzugänglichkeiten monomerer wie trimerer Proben sollte in naher Zukunft die sehr genaue Modellierung der N-terminalen Domäne des LHCII ermöglichen.rn In einem weiteren Abschnitt der Arbeit wurde die Faltung des LHCII-Apoproteins bei der LHCII-Assemblierung in vitro untersucht. Vorausgegangene fluoreszenzspektroskopi-sche Arbeiten hatten gezeigt, dass die Bindung von Chlorophyll a und b in aufeinanderfolgenden Schritten im Zeitbereich von weniger als einer Minute bzw. mehreren Minuten erfolgten. Sowohl die Wasserzugänglichkeit einzelner Aminosäurepositionen als auch Spin-Spin-Abstände änderten sich in ähnlichen Zeitbereichen. Die Daten deuten darauf hin, dass die Ausbildung der mittleren Transmembran-Helix mit der schnelleren Chlorophyll-a-Bindung einhergeht, während sich die Superhelix aus den beiden anderen Transmembranhelices erst im langsameren Schritt, zusammen mit der Chlorophyll-b-Bindung, ausbildet.rn

N-Heterocyclic carbene complexes of rhodium: structures, dynamics and catalysis

A series of imidazolium salts of the type [BocNHCH2CH2ImR]X (Boc = t-Bu carbamates; Im = imidazole) (R = Me, X = I, 1a; R = Bn, X = Br, 1b; R = Trityl, X = Cl, 1c) and [BnImR’]X (R’ = Me, X = Br, 1d; R’ = Bn, X = Br, 1e; R’ = Trityl, X = Cl, 1g; R’ = tBu, X = Br, 1h) bearing increasingly bulky substituents were synthetized and characterized. Subsequently, these precursors were employed in the synthesis of silver(I)-N-heterocyclic (NHC) complexes as transmetallating reagents for the preparation of rhodium(I) complexes [RhX(NBD)(NHC)] (NHC = 1-(2-NHBoc-ethyl)-3-R-imidazolin-2-ylidene; X = Cl; R = Me, 4a; R = Bn, 4b; R = Trityl, 4c; X = I, R = Me, 5a; NHC = 1-Bn-3-R’-imidazolin-2-ylidene; X = Cl; R’ = Me, 4d, R’ = Bn, 4e, R’ = Trityl, 4g; R’ = tBu, 4h). VT NMR studies of these complexes revealed a restricted rotation barriers about the metal-carbene bond. While the rotation barriers calculated for the complexes in which R = Me, Bn (4a,b,d,e and 5a) matched the experimental values, this was not true for the complexes 4c,g, bearing a trityl group for which the values are much smaller than the calculated ones. Energy barriers for 4c,g, derived from a line shape simulation, showed a strong dependence on the temperature while for 4h the rotational energy barrier is stopped at room temperature. The catalytic activity of the new rhodium compounds was investigated in the hydrosilylation of terminal alkynes and in the addition of phenylboronic acid to benzaldehyde. The imidazolium salts 1d,e were also employed in the synthesis of new iron(II)-NHC complexes. Finally, during a six-months stay at the University of York a new ligand derived from Norharman was prepared and employed in palladium-mediated cross-coupling.

Modellkomplexe zur Untersuchung der Radikal-Metall-Wechselwirkung innerhalb des wasseroxidierenden Zentrums im Photosystem II

Im Rahmen dieser Arbeit wurden zweikernige Modellkomplexe zur Untersuchung der Radikal-Metallwechselwirkung innerhalb des wasseroxidierenden Zentrums des Photo¬systems II synthetisiert und eine magneto-strukturelle Korrelation dieser Komplexe erstellt. Als Liganden wurden diverse sechs- bis siebenzähnige Chelatliganden verwendet, welche über zwei Koordinationstaschen und eine verbrückende Phenolatgruppe verfügen. Zwei daran gebundene Manganionen liegen in einer wohl definierten Umgebung nicht koordinativ gesättigt vor. An die freien Koordinationsstellen können weitere ein bis zwei Brückenliganden binden, bei denen es sich in dieser Arbeit hauptsächlich um Carboxylate handelt. Durch die Verwendung eines diamagnetischen Brückenliganden konnte die magnetische Spin-Spin-Austauschwechselwirkung zwischen den spintragenden Manganionen über die verbrücken¬de Phenolatgruppe bestimmt werden. Komplexe, welche über Manganionen in den gleichen Oxidationsstufen, aber über unterschiedliche Carboxylatbrückenliganden verfügen, weisen ähnliche magnetische Austauschwechselwirkungen zwischen den Metallzentren auf. Diese Beobachtung konnte durch eine strukturelle Ähnlichkeit dieser Komplexe erklärt werden. Mittels Aufsummieren der Bindungslängen der verbrückenden Phenolateinheit zu beiden Zentralionen kann innerhalb dieser Komplexe jeweils die Länge des Wechselwirkungspfades erhalten werden, welcher die magnetische Austauschwechselwirkung maßgeblich beein¬flusst. Je länger der Wechselwirkungspfad ist, desto kleiner ist die Austausch¬wechsel¬wirkung. Durch Austausch der diamagnetischen Carboxylate durch paramagnetische benzoat¬substituierte Nitronyl Nitroxid Radikale wurden den Komplexen ein bis zwei weitere Spinzentren hinzugefügt, welche mit den Spins der Zentralionen wechselwirken können. Simulationen der magnetischen Suszeptibilitätsmessungen liefern Werte für die magneti¬schen Austausch¬wechselwirkungen zwischen den Nitronyl Nitroxid Radikalen und den Manganionen, die in allen Fällen schwach ferromagnetisch zwischen 0 und 4,7 cm-1 sind. In einer Auftragung dieser Austauschwechselwirkungen gegen die Mangan-Carboxylat-Bindungs¬längen von strukturell charakterisierten äquivalenten acetatverbrückten Komplexen, kann eine lineare Abhängigkeit gezeigt werden.

Oberflächenuntersuchungen von Metalla-Tetraazaporphyrinen

Ziel dieser Arbeit war es, ein System zu entwickeln, in dem ein durch Licht induzierter Elektronentransfer stattfinden kann. Dazu wurden ein Kupfer(II)- und ein Zink(II)Tetraazaporphyrin mit acht 4-tert-Butylphenyl-Substituenten synthetisiert (Cu4Dinit, Zn4Dinit). Die Energielücke von 1,85 eV zwischen HOMO und LUMO von Cu4Dinit in Lösung wurde mit Hilfe von Cyclovoltammetrie und UV/Vis-Messungen bestimmt. Somit ist sie größer als für Cu4Dinit Moleküle, die auf einer Oberfläche (Wolfram(100)) liegen und mit STM-, STS-Messungen untersucht wurden. Hier beträgt die Energielücke 1,35 eV, was durch eine Drehung der Phenylringe in die Ebene der Pyrrolringe des Makrozyklus und somit durch eine bessere Überlappung der Orbitale erklärt werden kann. Um die Wechselwirkung der Moleküle mit der Oberfläche zu untersuchen, wurde Cu4Dinit, wie oben beschrieben, auf Magnetit aufgedampft. Dadurch wurde ausschließlich die Wechselwirkung zwischen den Elektronenspins des Kupfer(II)-ions und den Elektronenspins des Eisens im Magnetit betrachtet. Durch Messungen der Röntgenabsorption und des XMCD-Effektes konnten das Spinmoment, Bahnmoment und das Gesamtmoment des Kupfers berechnet und eine anisotrope Kopplung des Elektronenspins des Kupferions zum Magnetit, in Abhängigkeit der Magnetisierungsrichtung des Magnetits, festgestellt werden. Wenn der Magnetit senkrecht zur Oberfläche (out-of-plane) magnetisiert ist, ist die Kopplung ferromagnetisch, während bei einer Magnetisierungsrichtung parallel zur Ebene (in-plane) des Magnetits der Elektronenspin des Kupfers antiferromagnetisch mit dem des Eisens koppelt. Dadurch muss der Hamiltonian, der die Wechselwirkung zwischen zwei Spins beschreibt, bei einer anisotropen Kopplung um einen ansiotropen Term ergänzt werden. Das Ergebnis, dass der Elektronenspin des Kupferions durch die Richtung der Magnetisierung des Magnetits beeinflusst werden kann, eröffnet neue Wege, um die Spinkonfiguration von auf der Oberfläche liegenden Molekülen mit ungepaarten Elektronen, wie die zentralen Metallionen der Makrozyklen aber auch die Elektronenspins anderer metallorganischer Komplexe oder molekulare Magnete, durch ein externes Magnetfeld zu beeinflussen. rnDurch die stöchiometrische Templatreaktion von Pyrazino[2,3-f][1,10]-phenanthrolin-2,3-di-carbonitril (Dicnq), Bis(4-tert-Butylphenyl)-fumarodinitril (Dinit) und Kupfer(II)-acetat wurde eine Koordinationsmöglichkeit für ein Ruthenium(II)-ion in einem Tetraazaporphyrin hergestellt und so die Makrozyklen Cu3Dinit1Dicnq und Zn3Dinit1Dicnq synthetisiert, mit Rutheniumionen versetzt und ebenfalls mit Hilfe von Röntgenabsorptionsmessungen und XMCD untersucht. Durch die Vergleiche mit Zn3Dinit1Dicnq und den jeweiligen Verbindungen mit koordinierten Rutheniumionen (Cu3Dinit1Dicnq-1Ru, Zn3Dinit1Dicnq-1Ru) konnte gezeigt werden, dass eine Verschiebung der Elektronendichte des Rutheniumions zu dem zentralen Kupferion des Makrozyklus stattgefunden hat und durch die Koordination eines Rutheniumions in der Peripherie des Tetraazaporphyrins die energetische Lage der Kupferorbitale beeinflusst wird.rnDer Einfluss von vier koordinierten Ruthenium(II)-ionen auf das zentrale Kupferion wurde an Hand des in dieser Arbeit hergestellten Kupfer(II)phenanthralocyanins (Cu4Dicnq) untersucht, das aus vier Dicnq-Liganden und Kupfer(II)-acetat synthetisiert wurde. Auf Grund der schlechten Löslichkeit wurde für die Koordination der Rutheniumionen der Prekursor [Ru(bipy)2Dicnq](PF6)2 hergestellt und daraus der Makrozyklus in einer Templatsynthese mit Kufper(II)-ionen gebildet. Durch diese neue Syntheseroute war es möglich, die Verbindung Cu4Dicnq-4Ru herzustellen und ebenfalls durch Röntgenabsorption und XMCD zu untersuchen und so das Spin- und Bahnmoment zu ermitteln. Ein Teil der Elektronendichte des Rutheniumions in dieser Verbindung wird auf die zusätzlich an das Rutheniumion koordinierten 2,2'-Bipyridine und nicht auf den Makrozyklus, wie in Cu3Dinit1Dicnq-1Ru, geschoben. Trotzdem konnte die Funktionsweise als Modell des Photosystems II durch eine Oxidation durch die Bestrahlung mit einer Quecksilberlampe mit para-Benzochinon beobachtet werden. Dies bestätigte die Funktionsweise des Kupfer(II)phenanthralocyanins mit koordinierten Rutheniumionen, da ein durch Licht induzierter Elektronenübergang auf das para-Benzochinon stattgefunden hat.rn

Phosphonate ligands in extended inorganic hybrids and as radical units in complexes

Phosphonatliganden in erweiterten anorganischen Hybridmaterialien undrnals Radikalträgern in KomplexenrnrnAnorganisch-organische Hybridmaterialien sind in der Regel extrem vielseitig. Die systematische Darstellung von niederdimensionalen Materialien (eindimensionale Kettenverbindungen oder zweidimensionalen Schichtverbindungen) mit einer Kontrolle über die Art der Verbindung,rnbietet neue Möglichkeiten im Bereich des molekularen Magnetismus. Hier im Fall von Metall-Phosphonat Verbindungen in erweiterten anorganischen Hybriden wurde der pH - Wert während der Reaktion eingestellt, wodurch der Grad der Protonierung des Phosphonatliganden kontrolliert wurde. Aufgrund der Tatsache, dass alle erhaltenen Metall Phosphonatverbindungen neutral waren, konnte das Ligand zu Metallverhältnis erstmals vorhergesagt werden. So wurden mehrere neue Metall–Phosphonat Verbindungen im Bereich von Null-dimensionalen (I0O0, Co-Kristallisation von M(H2O)6 mitrndeprotonierten Phosphonatligand), über eindimensionalen (I1O0, Kettenstrukturen) bis hin zu zweidimensionalen (I2O0, Schichtstrukturen) ausführlich diskutiert in Bezug auf ihr magnetisches Verhalten. Im Allgemeinen sind die erwarteten Austauschwechselwirkungen in einem erweiterten anorganischen Hybridmaterial stark, weil oft ein Superaustausch durch ein einzelnes Sauerstoffatom möglich ist. Hier waren oft mehrere konkurrierende Austauschwechselwirkungen vorhanden, so dass kompliziertere magnetische Verhalten beobachtet wurden.rnrnDarüber hinaus wurden drei neue Beispiele von Nitronyl-Nitroxidradikale dargestellt, in denen eine zusätzliche saure Funktionalität eingeführt war. Die Auswirkungen des sauren Charakters der zusätzlich eingeführten Sulfonsäure oder Phosphonsäure-Gruppe auf das Nitronyl-Nitroxidradikal wurden im Detail zum ersten Mal untersucht. Die mit der Phosphonsäure-Gruppe versehenen Nitronyl-Nitroxidradikale sind perfekte Proben für die Untersuchung einer Spin-Verschiebung in Nitronyl-Nitroxidradikale durch EPR-Spektroskopie, aufgrund des eingeführten Phosphors. Auch der Protonierungsgrad der zusätzlich eingeführten Phosphonsäure-Gruppe wurde berücksichtigt. In dieser Arbeit wurden die ersten Metallkomplexe der neuen substituierten sauren Nitronyl-Nitroxidradikale vorgestellt. Die Koordination von Nickel(II) Metallionen an die saure, zweite funktionelle Gruppe des Nitronyl–Nitroxid Radikal wurde beschrieben. Die magnetische Austauschwechselwirkung der Metallionen untereinander und die Metall-Radikal-Austauschwechselwirkungen wurden untersucht. rnrnIm Allgemeinen können interessante molekulare magnetische Materialien dadurch dargestellt werden, dass die Dimension der Metall-Phosphonat-Verbindungen als Beispiele für die erweiterten anorganischen Hybridmaterialien gesteuert werden kann. Mit Nitronyl-Nitroxidradikale als organische Liganden können in Zukunft noch mehr Spin-Träger in anorganisch-organischen Gerüstmaterialien integriert werden um die magnetischen Eigenschaften zu verbesseren.rn

Exploratory studies on coordination chemistry of a redox-active bridging ligand: synthesis, properties and solid state structures of the complexes

The explorative coordination chemistry of the bridging ligand TTF-PPB is presented. Its strong binding ability to Co(II) and then to Ni(II) or Cu(II) in the presence of hexafluoroacetylacetonate (hfac(-)), forming new mono-and dinuclear complexes 1-3, is described. X-ray crystallographic studies have been conducted in the case of the free ligand TTF-PPB as well as its complexes [Co(TTF-PPB)(hfac)(2)] (1) and [Co(hfac)(2)(mu-TTF-PPB)Ni(hfac)(2)] (2). Each metal ion is bonded to two bidentate hfac-anions through their oxygen atoms and two nitrogen atoms of the PPB moiety with a distorted octahedral coordination geometry. Specifically, nitrogen donor atoms of TTF-PPB adopt a cis-coordination but not in the equatorial plane, which is quite rare. Electronic absorption, photoinduced intraligand charge transfer ((1)ILCT), and electrochemical behaviour of 1-3 have been investigated. UV-Vis spectroscopy shows very strong bands in the UV region consistent with ligand centred pi-pi* transitions and an intense broad band in the visible region corresponding to a spin-allowed pi-pi* (1)ILCT transition. Upon coordination, the (1)ILCT band is bathochromically shifted by 3100, 6100 and 5900 cm(-1) on going from 1 to 3. The electrochemical studies reveal that all of them undergo two reversible oxidation and one reversible reduction processes, ascribed to the successive oxidations of the TTF moiety and the reduction of the PPB unit, respectively.

Phosphoinositide 3-kinase C2β regulates RhoA and the actin cytoskeleton through an interaction with Dbl

The regulation of cell morphology is a dynamic process under the control of multiple protein complexes acting in a coordinated manner. Phosphoinositide 3-kinases (PI3K) and their lipid products are widely involved in cytoskeletal regulation by interacting with proteins regulating RhoGTPases. Class II PI3K isoforms have been implicated in the regulation of the actin cytoskeleton, although their exact role and mechanism of action remain to be established. In this report, we have identified Dbl, a Rho family guanine nucleotide exchange factor (RhoGEF) as an interaction partner of PI3KC2β. Dbl was co-immunoprecipitated with PI3KC2β in NIH3T3 cells and cancer cell lines. Over-expression of Class II phosphoinositide 3-kinase PI3KC2β in NIH3T3 fibroblasts led to increased stress fibres formation and cell spreading. Accordingly, we found high basal RhoA activity and increased serum response factor (SRF) activation downstream of RhoA upon serum stimulation. In contrast, the dominant-negative form of PI3KC2β strongly reduced cell spreading and stress fibres formation, as well as SRF response. Platelet-derived growth factor (PDGF) stimulation of wild-type PI3KC2β over-expressing NIH3T3 cells strongly increased Rac and c-Jun N-terminal kinase (JNK) activation, but failed to show similar effect in the cells with the dominant-negative enzyme. Interestingly, epidermal growth factor (EGF) and PDGF stimulation led to increased extracellular signal-regulated kinase (Erk) and Akt pathway activation in cells with elevated wild-type PI3KC2β expression. Furthermore, increased expression of PI3KC2β protected NIH3T3 from detachment-dependent death (anoikis) in a RhoA-dependent manner. Taken together, these findings suggest that PI3KC2β modulates the cell morphology and survival through a specific interaction with Dbl and the activation of RhoA.

Syntheses and characterization of monomeric Mo(VI) complexes with bidentate phosphine oxide ligands and dimeric and tetrameric Mo(V) clusters with benzoic acid and phosphinic acid derivatives, containing MoO2, Mo2O2(μ-O)2 and Mo4O4(μ3-O)4

Mo(VI) oxo complexes have been persistently sought after as epoxidation catalysts. Further, Mo(V) oxo clusters of the form M4(µ3-X)4 (M = transition metal, X = O, S) have been rigorously studied due to their remarkable structures and also their usefulness as models for electronic studies. The syntheses and characterizations of new Mo(VI) and Mo(V) oxo complexes have been described in this dissertation. Two new complexes MoO2Cl2Ph2P(O)CH2COOH and MoO2Cl2Ph2P(O)C6H4tBuS(O) were synthesized from reactions of “MoO2Cl2” with ligands Ph2P(O)CH2COOH and Ph2P(O)C6H4tBuS(O). Tetrameric packing arrangements comprised of hydrogen bonds were obtained for the complex MoO2Cl2Ph2P(O)CH2COOH and the ligand Ph2P(O)CH2COOH. Further the stability of an Mo-O bond was preferred over the Mo-S bond even though this resulted in the formation of a more strained seven membered ring. Tetranuclear Mo(V) complexes of the form [Mo4(µ3-O)4(µ-O2PR2)4O4], (PR2 = PPh2, PMe2) were synthesized using reactions of MoO2(acac)2 with diphenyl and dimethyl phosphinic acids, in ethanol. In the crystal structure of these complexes four Mo=O units are interconnected by four triply bridging oxygen atoms and bridging phosphinate ligands. The complex exhibited fourfold symmetry as evidenced by a single 31P NMR peak for the P atoms in the coordinated ligands. Reaction of WO2(acac)2 with Ph2POOH in methanol resulted in a dimeric W(VI) complex [(CH3O)2(O)W(µ-O)( µ-O2PPh2)2W(O)(CH3O)2] which contained a packing disorder in its crystal structure. Similar reactions of MoO2(acac)2 with benzoic acid derivatives resulted in dimeric complexes of the form [Mo2O2(acac)2(µ-O)(µ-OC2H5)(µ-O2CR)] (R = C6H5, (o-OH)C6H4, (p-Cl)C6H4, (2,4-(OH)2)C6H3, (o-I)C6H4) and one tetrameric complex [Mo2O2(acac)2(µ-O)(µ-OC2H5)(µ-O2C)C6H4(p-µ-O2C)Mo2O2(acac)2(µ-O)(µ-OC2H5)] with terephthalic acid. 1H NMR proved very useful in the prediction of the formation of dimers with the substituted benzoic acids, which were also confirmed by elemental analyses. The reductive capability of ethanol proved instrumental in the syntheses of Mo(V) tetrameric and dimeric clusters. Synthetic details, IR, 1H and 31P NMR spectroscopy and elemental analyses are reported for all new complexes. Further, single crystal X-ray structures of MoO2Cl2Ph2P(O)CH2COOH, MoO2Cl2Ph2P(O)C6H4tBuS(O), [Mo4(µ3-O)4(µ-O2PR2)4O4], (PR2 = PPh2, PMe2), [(CH3O)2(O)W(µ-O)( µ-O2PPh2)2W(O)(CH3O)2] and [Mo2O2(acac)2(µ-O)(µ-OC2H5)(µ-O2CR)] (R = C6H5, (o-OH)C6H4) are also presented.

Functionalized Adamantane Tectons Used in the Design of Mixed-Ligand Copper(II) 1,2,4-Triazolyl/Carboxylate Metal–Organic Frameworks

Bistriazoles, 1,3-bis(1,2,4-triazol-4-yl)propane (tr2pr) and 1,3-bis(1,2,4-triazol-4-yl)adamantane (tr2ad), were examined in combination with the rigid tetratopic 1,3,5,7-adamantanetetracarboxylic acid (H4-adtc) platform for the construction of neutral heteroleptic copper(II) metal−organic frameworks. Two coordination polymers, [{Cu4(OH)2(H2O)2}{Cu4(OH)2}(tr2pr)2(H-adtc)4]·2H2O (1) and [Cu4(OH)2(tr2ad)2(H-adtc)2(H2O)2]·3H2O (2), were synthesized and structurally characterized. In complexes 1 and 2, the N1,N2-1,2,4-triazolyl (tr) and μ3-OH− groups serve as complementary bridges between adjacent metal centers supporting the tetranuclear dihydroxo clusters. The structure of 1 represents a unique association of two different kinds of centrosymmetrical {Cu4(OH)2} units in a tight 3D framework, while in compound 2, another configuration type of acentric tetranuclear metal clusters is organized in a layered 3,6-hexagonal motif. In both cases, the {Cu4(OH)2} secondary building block and trideprotonated carboxylate H-adtc3− can be viewed as covalently bound six- and three-connected nodes that define the net topology. The tr ligands, showing μ3- or μ4-binding patterns, introduce additional integrating links between the neighboring {Cu4(OH)2} fragments. A variable-temperature magnetic susceptibility study of 2 demonstrates strong antiferromagnetic intracluster coupling (J1 = −109 cm−1 and J2 = −21 cm−1), which combines for the bulk phase with a weak antiferromagnetic intercluster interaction (zj = −2.5 cm−1).

rIFN-gamma-mediated growth suppression of platinum-sensitive and -resistant ovarian tumor cell lines not dependent upon arginase inhibition.

BACKGROUND: Arginine metabolism in tumor cell lines can be influenced by various cytokines, including recombinant human interferon-gamma (rIFN-gamma), a cytokine that shows promising clinical activity in epithelial ovarian cancer (EOC). METHODS: We examined EOC cell lines for the expression of arginase in an enzymatic assay and for transcripts of arginase I and II, inducible nitric oxide synthase (iNOS), and indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO) by reverse transcription-polymerase chain reaction. The effects of rIFN-gamma on arginase activity and on tumor cell growth inhibition were determined by measuring [3H]thymidine uptake. RESULTS: Elevated arginase activity was detected in 5 of 8 tumor cell lines, and analysis at the transcriptional level showed that arginase II was involved but arginase I was not. rIFN-gamma reduced arginase activity in 3 EOC cell lines but increased activity in the 2008 cell line and its platinum-resistant subline, 2008.C13. iNOS transcripts were not detected in rIFN-gamma-treated or untreated cell lines. In contrast, IDO activity was induced or increased by rIFN-gamma. Suppression of arginase activity by rIFN-gamma in certain cell lines suggested that such inhibition might contribute to its antiproliferative effects. However, supplementation of the medium with polyamine pathway products did not interfere with the growth-inhibitory effects of rIFN-gamma EOC cells. CONCLUSIONS: Increased arginase activity, specifically identified with arginase II, is present in most of the tested EOC cell lines. rIFN-gamma inhibits or stimulates arginase activity in certain EOC cell lines, though the decrease in arginase activity does not appear to be associated with the in vitro antiproliferative activity of rIFN-gamma. Since cells within the stroma of EOC tissues could also contribute to arginine metabolism following treatment with rIFN-gamma or rIFN-gamma-inducers, it would be helpful to examine these effects in vivo.

Circulating microRNA profiling in patients with advanced non-squamous NSCLC receiving bevacizumab/erlotinib followed by platinum-based chemotherapy at progression (SAKK 19/05).

OBJECTIVES Molecular subclassification of non small-cell lung cancer (NSCLC) is essential to improve clinical outcome. This study assessed the prognostic and predictive value of circulating micro-RNA (miRNA) in patients with non-squamous NSCLC enrolled in the phase II SAKK (Swiss Group for Clinical Cancer Research) trial 19/05, receiving uniform treatment with first-line bevacizumab and erlotinib followed by platinum-based chemotherapy at progression. MATERIALS AND METHODS Fifty patients with baseline and 24 h blood samples were included from SAKK 19/05. The primary study endpoint was to identify prognostic (overall survival, OS) miRNA's. Patient samples were analyzed with Agilent human miRNA 8x60K microarrays, each glass slide formatted with eight high-definition 60K arrays. Each array contained 40 probes targeting each of the 1347 miRNA. Data preprocessing included quantile normalization using robust multi-array average (RMA) algorithm. Prognostic and predictive miRNA expression profiles were identified by Spearman's rank correlation test (percentage tumor shrinkage) or log-rank testing (for time-to-event endpoints). RESULTS Data preprocessing kept 49 patients and 424 miRNA for further analysis. Ten miRNA's were significantly associated with OS, with hsa-miR-29a being the strongest prognostic marker (HR=6.44, 95%-CI 2.39-17.33). Patients with high has-miR-29a expression had a significantly lower survival at 10 months compared to patients with a low expression (54% versus 83%). Six out of the 10 miRNA's (hsa-miRN-29a, hsa-miR-542-5p, hsa-miR-502-3p, hsa-miR-376a, hsa-miR-500a, hsa-miR-424) were insensitive to perturbations according to jackknife cross-validation on their HR for OS. The respective principal component analysis (PCA) defined a meta-miRNA signature including the same 6 miRNA's, resulting in a HR of 0.66 (95%-CI 0.53-0.82). CONCLUSION Cell-free circulating miRNA-profiling successfully identified a highly prognostic 6-gene signature in patients with advanced non-squamous NSCLC. Circulating miRNA profiling should further be validated in external cohorts for the selection and monitoring of systemic treatment in patients with advanced NSCLC.

Synthesis, structure and magnetic properties of cobalt(II) and copper(II) coordination polymers assembled by phthalate and 4-methylimidazole

New coordination polymers [M(Pht)(4-MeIm)2(H2O)]n (M=Co (1), Cu (2); Pht2−=dianion of o-phthalic acid; 4-MeIm=4-methylimidazole) have been synthesized and characterized by IR spectroscopy, X-ray crystallography, thermogravimetric analysis and magnetic measurements. The crystal structures of 1 and 2 are isostructural and consist of [M(4-MeIm)2(H2O)] building units linked in infinite 1D helical chains by 1,6-bridging phthalate ions which also act as chelating ligands through two O atoms from one carboxylate group in the case of 1. In complex 1, each Co(II) atom adopts a distorted octahedral N2O4 geometry being coordinated by two N atoms from two 4-MeIm, three O atoms of two phthalate residues and one O atom of a water molecule, whereas the square-pyramidal N2O3 coordination of the Cu(II) atom in 2 includes two N atoms of N-containing ligands, two O atoms of two carboxylate groups from different Pht, and a water molecule. An additional strong O–H⋯O hydrogen bond between a carboxylate group of the phthalate ligand and a coordinated water molecule join the 1D helical chains to form a 2D network in both compounds. The thermal dependences of the magnetic susceptibilities of the polymeric helical Co(II) chain compound 1 were simulated within the temperature range 20–300 K as a single ion case, whereas for the Cu(II) compound 2, the simulations between 25 and 300 K, were made for a linear chain using the Bonner–Fisher approximation. Modelling the experimental data of compound 1 with MAGPACK resulted in: g=2.6, |D|=62 cm−1. Calculations using the Bonner–Fisher approximation gave the following result for compound 2: g=2.18, J=–0.4 cm−1.

High-Spin Molecules: Synthesis, X-ray Characterization, and Magnetic Behavior of Two New Cyano-Bridged Ni II 9 Mo V 6 and Ni II 9 W V 6 Clusters with a S = 12 Ground State

The preparations, X-ray structures, and magnetic characterizations are presented for two new pentadecanuclear cluster compounds:  [NiII{NiII(MeOH)3}8(μ-CN)30{MV(CN)3}6]·xMeOH·yH2O (MV = MoV (1) with x = 17, y = 1; MV = WV (2) with x = 15, y = 0). Both compounds crystallize in the monoclinic space group C2/c, with cell dimensions of a = 28.4957(18) Å, b = 19.2583(10) Å, c = 32.4279(17) Å, β = 113.155(6)°, and Z = 4 for 1 and a = 28.5278(16) Å, b = 19.2008(18) Å, c = 32.4072(17) Å, β = 113.727(6)°, and Z = 4 for 2. The structures of 1 and 2 consist of neutral cluster complexes comprising 15 metal ions, 9 NiII and 6 MV, all linked by μ-cyano ligands. Magnetic susceptibilities and magnetization measurements of compounds 1 and 2 in the crystalline and dissolved state indicate that these clusters have a S = 12 ground state, originating from intracluster ferromagnetic exchange interactions between the μ-cyano-bridged metal ions of the type NiII−NC−MV. Indeed, these data show clearly that the cluster molecules stay intact in solution. Ac magnetic susceptibility measurements reveal that the cluster compounds exhibit magnetic susceptibility relaxation phenomena at low temperatures since, with nonzero dc fields, χ‘ ‘M has a nonzero value that is frequency dependent. However, there appears no out-of-phase (χ‘ ‘M) signal in zero dc field down to 1.8 K, which excludes the expected signature for a single molecule magnet. This finding is confirmed with the small uniaxial magnetic anisotropy value for D of 0.015 cm-1, deduced from the high-field, high-frequency EPR measurement, which distinctly reveals a positive sign in D. Obviously, the overall magnetic anisotropy of the compounds is too low, and this may be a consequence of a small single ion magnetic anisotropy combined with the highly symmetric arrangement of the metal ions in the cluster molecule.

The Utilization of Classical Spin Monte Carlo Methods to Simulate the Magnetic Behavior of Extended Three-Dimensional Cubic Networks Incorporating M(II) Ions with an S = 5/2 Ground State Spin

The numerical simulations of the magnetic properties of extended three-dimensional networks containing M(II) ions with an S = 5/2 ground-state spin have been carried out within the framework of the isotropic Heisenberg model. Analytical expressions fitting the numerical simulations for the primitive cubic, diamond, together with (10−3) cubic networks have all been derived. With these empirical formulas in hands, we can now extract the interaction between the magnetic ions from the experimental data for these networks. In the case of the primitive cubic network, these expressions are directly compared with those from the high-temperature expansions of the partition function. A fit of the experimental data for three complexes, namely [(N(CH3)4][Mn(N3)] 1, [Mn(CN4)]n 2, and [FeII(bipy)3][MnII2(ox)3] 3, has been carried out. The best fits were those obtained using the following parameters, J = −3.5 cm-1, g = 2.01 (1); J = −8.3 cm-1, g = 1.95 (2); and J = −2.0 cm-1, g = 1.95 (3).

Interaction of the Trinuclear Triangular Secondary Building Unit [Cu 3 (μ 3 -OH)(μ-pz) 3 ] 2+ with 4,4′-Bipyridine. Structural Characterizations of New Coordination Polymers and Hexanuclear Cu II Clusters. 2°

By reacting 4,4′-bipyridine (bpy) with selected trinuclear triangular CuII complexes, [Cu3(μ3-OH)(μ-pz)3(RCOO)2(LL′)] [pz = pyrazolate anion; R = CH3, CH3CH2, CH2═CH, CH2═C(CH3); L, L′ = Hpz, H2O, MeOH] in MeOH, the substitution of monotopic ligands by ditopic bpy was observed. Depending on the stoichiometric reaction ratios, different compounds were isolated and structurally characterized. One- and two-dimensional coordination polymers (CPs), as well as two hexanuclear CuII clusters were identified. One of the hexanuclear clusters self-assembles into a supramolecular three-dimensional structure, and its crystal packing shows the presence of two intersecting channels, one of which is almost completely occupied by guest bpy, while in the second one guest water molecules are present. This compound also shows a reversible, thermally induced, single-crystal-to-single-crystal transition.