SIRE-1, a copia/Ty1-like retroelement from soybean, encodes a retroviral envelope-like protein

The soybean genome hosts a family of several hundred, relatively homogeneous copies of a large, copia/Ty1-like retroelement designated SIRE-1. A copy of this element has been recovered from a Glycine max genomic library. DNA sequence analysis of two SIRE-1 subclones revealed that SIRE-1 contains a long, uninterrupted, ORF between the 3′ end of the pol ORF and the 3′ long terminal repeat (LTR), a region that harbors the env gene in retroviral genomes. Conceptual translation of this second ORF produces a 70-kDa protein. Computer analyses of the amino acid sequence predicted patterns of transmembrane domains, α-helices, and coiled coils strikingly similar to those found in mammalian retroviral envelope proteins. In addition, a 65-residue, proline-rich domain is characterized by a strong amino acid compositional bias virtually identical to that of the 60-amino acid, proline-rich neutralization domain of the feline leukemia virus surface protein. The assignment of SIRE-1 to the copia/Ty1 family was confirmed by comparison of the conceptual translation of its reverse transcriptase-like domain with those of other retroelements. This finding suggests the presence of a proretrovirus in a plant genome and is the strongest evidence to date for the existence of a retrovirus-like genome closely related to copia/Ty1 retrotransposons.

NMR characterization of lignins in Arabidopsis altered in the activity of ferulate 5-hydroxylase

Nuclear magnetic resonance (NMR) of isolated lignins from an Arabidopsis mutant deficient in ferulate 5-hydroxylase (F5H) and transgenic plants derived from the mutant by overexpressing the F5H gene has provided detailed insight into the compositional and structural differences between these lignins. Wild-type Arabidopsis has a guaiacyl-rich, syringyl-guaiacyl lignin typical of other dicots, with prominent β-aryl ether (β–O–4), phenylcoumaran (β–5), resinol (β–β), biphenyl/dibenzodioxocin (5–5), and cinnamyl alcohol end-group structures. The lignin isolated from the F5H-deficient fah1–2 mutant contained only traces of syringyl units and consequently enhanced phenylcoumaran and dibenzodioxocin levels. In fah1–2 transgenics in which the F5H gene was overexpressed under the control of the cauliflower mosaic virus 35S promoter, a guaiacyl-rich, syringyl/guaiacyl lignin similar to the wild type was produced. In contrast, the isolated lignin from the fah1–2 transgenics in which F5H expression was driven by the cinnamate 4-hydroxylase promoter was almost entirely syringyl in nature. This simple lignin contained predominantly β-aryl ether units, mainly with erythro-stereochemistry, with some resinol structures. No phenylcoumaran or dibenzodioxocin structures (which require guaiacyl units) were detectable. The overexpression of syringyl units in this transgenic resulted in a lignin with a higher syringyl content than that in any other plant we have seen reported.

Intron positions correlate with module boundaries in ancient proteins

We analyze the three-dimensional structure of proteins by a computer program that finds regions of sequence that contain module boundaries, defining a module as a segment of polypeptide chain bounded in space by a specific given distance. The program defines a set of “linker regions” that have the property that if an intron were to be placed into each linker region, the protein would be dissected into a set of modules all less than the specified diameter. We test a set of 32 proteins, all of ancient origin, and a corresponding set of 570 intron positions, to ask if there is a statistically significant excess of intron positions within the linker regions. For 28-Å modules, a standard size used historically, we find such an excess, with P < 0.003. This correlation is neither due to a compositional or sequence bias in the linker regions nor to a surface bias in intron positions. Furthermore, a subset of 20 introns, which can be putatively identified as old, lies even more explicitly within the linker regions, with P < 0.0003. Thus, there is a strong correlation between intron positions and three-dimensional structural elements of ancient proteins as expected by the introns-early approach. We then study a range of module diameters and show that, as the diameter varies, significant peaks of correlation appear for module diameters centered at 21.7, 27.6, and 32.9 Å. These preferred module diameters roughly correspond to predicted exon sizes of 15, 22, and 30 residues. Thus, there are significant correlations between introns, modules, and a quantized pattern of the lengths of polypeptide chains, which is the prediction of the “Exon Theory of Genes.”

Double-level “orthogonal” dynamic combinatorial libraries on transition metal template

Dynamic combinatorial libraries are mixtures of compounds that exist in a dynamic equilibrium and can be driven to compositional self adaptation via selective binding of a specific assembly of certain components to a molecular target. We present here an extension of this initial concept to dynamic libraries that consists of two levels, the first formed by the coordination of terpyridine-based ligands to the transition metal template, and the second, by the imine formation with the aldehyde substituents on the terpyridine moieties. Dialdehyde 7 has been synthesized, converted into a variety of ligands, oxime ethers L11–L33 and acyl hydrazones L44–L77, and subsequently into corresponding cobalt complexes. A typical complex, Co(L22)22+ is shown to engage in rapid exchange with a competing ligand L11 and with another complex, Co(L22)22+ in 30% acetonitrile/water at pH 7.0 and 25°C. The exchange in the corresponding Co(III) complexes is shown to be much slower. Imine exchange in the acyl hydrazone complexes (L44–L77) is strongly controlled by pH and temperature. The two types of exchange, ligand and imine, can thus be used as independent equilibrium processes controlled by different types of external intervention, i.e., via oxidation/reduction of the metal template and/or change in the pH/temperature of the medium. The resulting double-level dynamic libraries are therefore named orthogonal, in similarity with the orthogonal protecting groups in organic synthesis. Sample libraries of this type have been synthesized and showed the complete expected set of components in electrospray ionization MS.

Identification of thermophilic species by the amino acid compositions deduced from their genomes

The global amino acid compositions as deduced from the complete genomic sequences of six thermophilic archaea, two thermophilic bacteria, 17 mesophilic bacteria and two eukaryotic species were analysed by hierarchical clustering and principal components analysis. Both methods showed an influence of several factors on amino acid composition. Although GC content has a dominant effect, thermophilic species can be identified by their global amino acid compositions alone. This study presents a careful statistical analysis of factors that affect amino acid composition and also yielded specific features of the average amino acid composition of thermophilic species. Moreover, we introduce the first example of a ‘compositional tree’ of species that takes into account not only homologous proteins, but also proteins unique to particular species. We expect this simple yet novel approach to be a useful additional tool for the study of phylogeny at the genome level.

A unique phospholipid organization in bovine erythrocyte membranes

Ruminant erythrocytes are remarkable for their choline-phospholipid anomalies; namely, low or absent phosphatidylcholine (PC) along with high sphingomyelin levels. Here, we report another anomaly in bovine erythrocytes that affects aminophospholipids: phosphatidylethanolamine (PE) shows an extreme asymmetry, with only 2% of the total present in the outer leaflet. Furthermore, we found that phospholipase A2, an enzyme located on the external surface of the erythrocytes, shows higher activity against PC than against PE. In addition, we observed that acylation of PE is by far the most important biosynthetic event in this system. We propose that deacylation of PE and PC by phospholipase A2 to generate lysocompounds, followed by selective reacylation of lyso-PE in the inner leaflet, can account for the compositional and architectural peculiarities of bovine erythrocyte membranes.

Interleaflet clear space is reduced in the membrane of COP I and COP II-coated buds/vesicles.

Intracellular transfers between membrane-bound compartments occur through vesicles that bud from a donor compartment to fuse subsequently with an acceptor membrane. We report that the membrane that delimits COP I or COP II-coated buds/vesicles from the endoplasmic reticulum and the Golgi complex has a thinner interleaflet clear space as compared with the surrounding, noncoated parental membrane. This change is compatible with a compositional change of the membrane bilayer during the budding process.

The gene distribution of the maize genome.

Previous investigations from our laboratory showed that the genomes of plants, like those of vertebrates, are mosaics of isochores, i.e., of very long DNA segments that are compositionally homogeneous and that can be subdivided into a small number of families characterized by different GC levels (GC is the mole fraction of guanine+cytosine). Compositional DNA fractions corresponding to different isochore families were used to investigate, by hybridization with appropriate probes, the gene distribution in vertebrate genomes. Here we report such a study on the genome of a plant, maize. The gene distribution that we found is most striking, in that almost all genes are present in isochores covering an extremely narrow (1-2%) GC range and only representing 10-20% of the genome. This gene distribution, which seems to characterize other Gramineae as well, is remarkably different from the gene distribution previously found in vertebrate genomes.

Tuning the functional properties of Silicon Carbide Thin Film and Nanowires

The present thesis has been devoted to the synthesis and investigation of functional properties of silicon carbide thin films and nanowires. The work took profit from the experience of the research group in the synthesis of 3C-SiC from vapour phase. 3C-SiC thin films Thin films heteroepitaxy on silicon substrates was carried out in a vapour phase epitaxy reactor. The initial efforts were committed to the process development in order to enhance the crystal quality of the epi-layer. The carbonization process and a buffer layer procedure were optimized in order to obtain good quality monocrystalline 3C-SiC layers. The films characterization was used not only to improve the entire process, but also to assess the crystalline quality and to identify the defects. Methyltrichlorosilane (MTS) was introduced during the synthesis to increase the growth rate and enhance crystalline quality. The effect of synthesis parameters such as MTS flow and process temperature was studied in order to promote defect density reduction and the release of the strain due to lattice mismatch between 3C-SiC and silicon substrate. In-growth n-type doping was implemented using a nitrogen gas line and the effect of different synthesis parameters on doping level was studied. Raman measurements allowed a contactless characterization and evaluation of electrically active dopant. The effect of MTS on nitrogen incorporation was investigated and a promotion of dopant concentration together with a higher growth rate were demonstrated. This result allows to obtain higher doping concentrations without deteriorating crystal quality in 3C-SiC and, to the best of our knowledge, it has never been demonstrated before. 3C-SiC nanowires Core-shell SiC-SiO2 nanowires were synthesized using a chemical vapour deposition technique in an open tube configuration reactor on silicon substrates. Metal catalyst were used to promote a uniaxial growth and a dense bundle of nanowires 100 µm long and 60 nm thick was obtained. Substrate preparation was found to be fundamental in order to obtain a uniform nanowire density. Morphological characterization was carried out using scanning electron microscopy and the analysis of structural, compositional, optical properties is reported.

Estudo da seletividade de catalisadores a base de cobre e paládio em transformações de hidrocarbonetos insaturados

Compreender a correlação entre as características de um catalisador particular e seu desempenho catalítico tem sido um dos principais objetos da pesquisa em catálise heterogênea a fim de usar esse conhecimento para o desenho racional de catalisadores mais ativos, seletivos e estáveis. A seletividade é um dos fatores mais importantes a ser controlado pelo desenho de catalisadores, podendo ser alcançada de diversas maneiras, levando-se em consideração mudanças do tipo estrutural, química, eletrônica, de composição, de cinética e de energia. O trabalho descrito nessa tese de doutorado compreende a síntese e caracterização de catalisadores compostos de nanopartículas de óxido de cobre, paládio e cobre-paládio e seu estudo em reações de hidrogenação e oxidação seletivas de hidrocarbonetos insaturados. Os catalisadores foram preparados através da deposição de nanopartículas dos metais cataliticamente ativos sobre suportes magneticamente recuperáveis compostos de nanopartículas de magnetita revestidas por sílica com superfícies funcionalizada com diferentes grupos orgânicos. A natureza magnética do suporte permitiu a fácil separação do catalisador do meio reacional pela simples aproximação de um ímã na parede do reator. O catalisador pôde ser completamente separado da fase líquida, fazendo com que a utilização de outros métodos de separação como filtração e centrifugação, comumente utilizados em sistemas heterogêneos líquidos, fossem completamente dispensados. Os catalisadores foram inicialmente testados em reações de hidrogenação de alquenos e alquinos. As reações de hidrogenação foram realizadas utilizando hidrogênio molecular como agente redutor, dispensando a utilização de agentes redutores mais agressivos. Os catalisadores compostos de NPs de Pd mostram excelente atividade e capacidade de reutilização na hidrogenação de cicloexeno, podendo ser utilizados em até 15 ciclos sem perda de atividade. Nas reações de hidrogenação de alquinos, os catalisadores que contêm cobre mostraram maior seletividade para a obtenção dos produtos de semi-hidrogenação, com destaque para o catalisador composto de NPs de CuPd, que não apresenta nem traços do produto de hidrogenação completa na amostra final. Esse catalisador bimetálico alia as características do paládio (elevada atividade) e do cobre (elevada seletividade) para fornecer um catalisador ativo e seletivo para a transformação desejada. Além disso, os grupos funcionais presentes na superfície do suporte catalítico mostraram influência na atividade e seletividade para a hidrogenação de alquenos e alquinos. Os catalisadores sintetizados também foram testados na reação de oxidação de cicloexeno e mostraram seletividade para a produção do composto carbonílico α,β-insaturado, cicloex-2-en-1-ona, que é um reagente de partida de grande interesse para a síntese de diversos materiais na indústria química. As reações de oxidação foram realizadas utilizando-se apenas O2 como oxidante primário, dispensando o uso de oxidantes tóxicos como cromatos, permanganatos ou compostos halogenados, que não são recomendados do ponto de vista ambiental. Os catalisadores sintetizados puderam ser reutilizados em sucessivos ciclos de oxidação, mostrando seletividade para a formação dos produtos alílicos em todos os ciclos. Os catalisadores foram estáveis sob as condições reacionais e não apresentaram problemas de lixiviação da espécie ativa para o meio reacional, que é comum na catálise heterogênea. Um estudo cinético mostrou que, mesmo no início da reação, o catalisador tem seletividade para a ocorrência de oxidação alílica em detrimento da reação de oxidação direta que dá origem ao epóxidos correspondente, e se mostrou condizente com o mecanismo proposto na literatura para a reação de oxidação de alquenos via radicalar.

Síntese e caracterização de nanomateriais superparamagnéticos do tipo core-shell para aplicação em catálise e biomedicina

As diversas aplicações tecnológicas de nanopartículas magnéticas (NPM) vêm intensificando o interesse por materiais com propriedades magnéticas diferenciadas, como magnetização de saturação (MS) intensificada e comportamento superparamagnético. Embora MNP metálicas de Fe, Co e bimetálicas de FeCo e FePt possuam altos valores de MS, sua baixa estabilidade química dificulta aplicações em escala nanométrica. Neste trabalho foram sintetizadas NPM de Fe, Co, FeCo e FePt com alta estabilidade química e rigoroso controle morfológico. NPM de óxido metálicos (Fe e Co) também foram obtidas. Dois métodos de síntese foram empregados. Usando método baseado em sistemas nanoheterogêneos (sistemas micelares ou de microemulsão inversa), foram sintetizadas NPM de Fe3O4 e Co metálico. Foram empregados surfactantes cátion-substituídos: dodecil sulfato de ferro(III) (FeDS) e dodecil sulfato de cobalto(II) (CoDS). Para a síntese das NPM, foram estudados e determinados a concentração micelar crítica do FeDS em 1-octanol (cmc = 0,90 mmol L-1) e o diagrama de fases pseudoternário para o sistema n-heptano/CoDS/n-butanol/H2O. NPM esferoidais de magnetita com3,4 nm de diâmetro e comportamento quase-paramagnético foram obtidas usando sistemas micelares de FeDS em 1-octanol. Já as NPM de Co obtidas via microemulsão inversa, apesar da larga distribuição de tamanho e baixa MS, são quimicamente estáveis e superparamagnéticas. O segundo método é baseado na decomposição térmica de complexos metálicos, pelo qual foram preparadas NPM esféricas de FePt e de óxidos metálicos (Fe3O4, FeXO1-X, (Co,Fe)XO1-X e CoFe2O4) com morfologia controlada e estabilidade química. O método não mostrou a mesma efetividade na síntese de NPM de FeAg e FeCo: a liga FeAg não foi obtida enquanto que NPM de FeCo com estabilidade química foram obtidas sem controle morfológico. NPM de Fe e FeCo foram preparadas a partir da redução térmica de NPM de Fe3O4 e CoFe2O4, as quais foram previamente recobertas com sílica. A sílica previne a sinterização inter-partículas, além de proporcionar caráter hidrofílico e biocompatibilidade ao material. As amostras reduzidas apresentaram aumento dos valores de MS (entre 21,3 e 163,9%), o qual é diretamente proporcional às dimensões das NPM. O recobrimento com sílica foi realizado via hidrólise de tetraetilortosilicato (TEOS) em sistema de microemulsão inversa. A espessura da camada de sílica foi controlada variando-se o tempo de reação e as concentrações de TEOS e de NPM, sendo então proposto um mecanismo do processo de recobrimento. Algumas amostras receberam um recobrimento adicional de TiO2 na fase anatase, para o qual foi empregado etilenoglicol como solvente e ligante para formação de glicolato de Ti como precursor. A espessura da camada de TiO2 (2-12 nm) é controlada variando as quantidades relativas entre NPM e o precursor de Ti. Ensaios de hipertermia magnética foram realizados para as amostras recobertas com sílica. Ensaios de hipertermia magnéticas mostram grande aumento da taxa de aquecimento das amostras após a redução térmica, mesmo para dispersões diluídas de NPM (0,6 a 4,5 mg mL-1). Taxas de aquecimento entre 0,3 e 3,0oC min-1 e SAR entre 37,2 e 96,3 W g-1. foram obtidos. A atividade fotocatalítica das amostras recobertas foram próximas à da fase anatase pura, com a vantagem de possuir um núcleo magnético que permite a recuperação do catalisador pela simples aplicação de campos magnéticos externos. Os resultados preliminares dos ensaios de hipertermia magnética e fotocatálise indicam um forte potencial dos materiais aqui relatados para aplicações em biomedicina e em fotocatálise.

Trick Rider

Trick Rider is a book-length poem in four sections, which uses characteristics of the epic and gothic, as well as strategies of chance operations, to explore the compositional process in relation to time, how time is experienced during the writing process and is communicated through the text as an object and through the process of reading. The polyphonic speaker of Trick Rider is a stunt double and experiences doubling, being both representative of and an outsider to the community she channels; this tension is simultaneously cause and effect of the text.

Recent landscape evolution at the "Barranco del Río Dulce Natural Park" (Spain). Landscape units and mapping

Landscape units based on the visual features of the relief have been distinguished in the “Barranco del Río Dulce Natural Park” (Spain). These units are geomorphic entities composed of several elementary landforms and characterized by a visual internal homogeneity, and contrast with other landscape units in their location, height, profile and gradients, reflecting their different evolution and genesis. Landscape units bear some subjectivity in their definition and in their boundary location due to the overlapping of geomorphic processes along time. Visual, compositional and conventional boundaries have been used for mapping. Neogene landscape evolution mainly occurred through thrust faulting at the Iberian Ranges-Tagus Basin boundary, driving tectonic uplift and erosion of the Ranges and correlative sedimentation in the Basin. Erosion of the Ranges occurred with the development of planation surfaces, leaving minor isolated reliefs in the upland plains landscape. The lowering of the base level, caused by the endorheic–exorheic transition of the Tagus Basin in the Pliocene, originates fluvial entrenchment and water table lowering with development of the first fluvial valleys and the capture of karstic depressions. Two subsequent phases of renewed fluvial incision (Pleistocene) lead to abandonment of some Pliocene valleys, fluvial captures, and development and reincision of tributaries

Qualidade nutricional de rações para cães: Influência de Zn na absorção de Cu e na prevenção de doença hepática

As rações comerciais devem ser um alimento balanceado que supra todas as exigências nutricionais nas diferentes fases da vida do animal. Sua formulação deve conter ingredientes de qualidade, em proporções adequadas. É de fundamental importância o conhecimento do valor nutricional das rações, para assegurar que o cão esteja ingerindo diariamente quantidades corretas dos nutrientes. O desbalanço de elementos essenciais e a presença de elementos tóxicos podem causar desequilíbrios nutricionais, doenças e, até mesmo, consequências fatais aos cães. O cobre é um dos vários elementos de importância a ser estudado quanto aos defeitos metabólicos nos cães. O acúmulo de cobre no fígado pode ocasionar lesões progressivas nas organelas dos hepatócitos, resultando em hepatite crônica e cirrose. Diante disso, este trabalho teve como objetivos (I) quantificação dos elementos químicos com função nutricional e com potencial tóxico presentes nas rações para cães adultos e filhotes, (II) avaliação da composição centesimal das rações amostradas, (III) avaliação da variação dos elementos químicos entre as amostras de ração de um mesmo lote de produção (IV), estudo da representatividade de pequenas porções-teste, (V) avaliação da bioacessibilidade de cobre em rações, com experimento in vitro. Os elementos químicos Al, As, Br, Ca, Cl, Co, Cr, Cs, Cu, Fe, I, K, La, Mg, Mn, Na, P, Rb, Sb, Sc, Se, Ti, U e Zn foram determinados pela análise por ativação neutrônica instrumental (INAA). A composição centesimal foi avaliada de acordo com os métodos recomendados da AOAC. A homogeneidade de distribuição dos elementos químicos nas rações foi avaliada pela análise de amostras grandes (LS-NAA). A bioacessibilidade de cobre nas rações foi estimada por meio da simulação da digestão gastrointestinal in vitro. Foi possível determinar por INAA todos os nutrientes minerais, isto é, Ca, P, K, Na, Cl, Mg, Fe, Cu, Mn, Zn, I e Se, com limites estabelecidos pela Association of American Feed Control Officials. Foram notadas em algumas rações altas concentrações de Al, Sb e U, elementos com grande potencial tóxico. Cerca de 16 % das amostras de ração apresentaram, pelo menos, um parâmetro não conforme quanto à composição centesimal. Os resultados obtidos por LS-NAA e NAA convencional mostraram variação na composição entre os sacos de ração para Br, Ca, Na e Zn, com boa concordância entre ambos os métodos. O emprego da LS-NAA combinada com NAA convencional permitiu observar que pequenas porções-teste (350 mg) de ração são representativas comparadas com aquelas de 1 kg para Br, Ca, K, Na e Zn. Em todas as rações para cães, 50 % do cobre presente estava sob a forma bioacessível