Aspects of Integrability in Gauge/String Correspondence

In this thesis, we present our work about some generalisations of ideas, techniques and physical interpretations typical for integrable models to one of the most outstanding advances in theoretical physics of nowadays: the AdS/CFT correspondences. We have undertaken the problem of testing this conjectured duality under various points of view, but with a clear starting point - the integrability - and with a clear ambitious task in mind: to study the finite-size effects in the energy spectrum of certain string solutions on a side and in the anomalous dimensions of the gauge theory on the other. Of course, the final desire woul be the exact comparison between these two faces of the gauge/string duality. In few words, the original part of this work consists in application of well known integrability technologies, in large parte borrowed by the study of relativistic (1+1)-dimensional integrable quantum field theories, to the highly non-relativisic and much complicated case of the thoeries involved in the recent conjectures of AdS5/CFT4 and AdS4/CFT3 corrspondences. In details, exploiting the spin chain nature of the dilatation operator of N = 4 Super-Yang-Mills theory, we concentrated our attention on one of the most important sector, namely the SL(2) sector - which is also very intersting for the QCD understanding - by formulating a new type of nonlinear integral equation (NLIE) based on a previously guessed asymptotic Bethe Ansatz. The solutions of this Bethe Ansatz are characterised by the length L of the correspondent spin chain and by the number s of its excitations. A NLIE allows one, at least in principle, to make analytical and numerical calculations for arbitrary values of these parameters. The results have been rather exciting. In the important regime of high Lorentz spin, the NLIE clarifies how it reduces to a linear integral equations which governs the subleading order in s, o(s0). This also holds in the regime with L ! 1, L/ ln s finite (long operators case). This region of parameters has been particularly investigated in literature especially because of an intriguing limit into the O(6) sigma model defined on the string side. One of the most powerful methods to keep under control the finite-size spectrum of an integrable relativistic theory is the so called thermodynamic Bethe Ansatz (TBA). We proposed a highly non-trivial generalisation of this technique to the non-relativistic case of AdS5/CFT4 and made the first steps in order to determine its full spectrum - of energies for the AdS side, of anomalous dimensions for the CFT one - at any values of the coupling constant and of the size. At the leading order in the size parameter, the calculation of the finite-size corrections is much simpler and does not necessitate the TBA. It consists in deriving for a nonrelativistc case a method, invented for the first time by L¨uscher to compute the finite-size effects on the mass spectrum of relativisic theories. So, we have formulated a new version of this approach to adapt it to the case of recently found classical string solutions on AdS4 × CP3, inside the new conjecture of an AdS4/CFT3 correspondence. Our results in part confirm the string and algebraic curve calculations, in part are completely new and then could be better understood by the rapidly evolving developments of this extremely exciting research field.

Strahlungsbegleitete Pion-Photoproduktion am Proton

Im Jahre 1997 wurden von Tatischeff et al. bei der Reaktion p p -> X p pi+ resonanzartige Zustände im Spektrum der invarianten Masse des fehlenden Nukleons X bei M = 1004, 1044 und 1094 MeV gefunden. In einem zweiten Experiment von Filkov et al. beobachtete man bei der Reaktion p d -> p p X Resonanzstrukturen bei M = 966, 986 und 1003 MeV. Solche exotischen Resonanzen widersprechen etablierten Nukleonenmodellen, die die Delta(1232)-Resonanz als ersten Anregungszustand beschreiben. Zur Deutung der beobachteten Strukturen wurden Quarkcluster-Modelle mit und ohne Farb-Magnet-Wechselwirkungen entwickelt. Lvov et al. zweifelten die experimentellen Ergebnisse an, da keine Strukturen in den Daten zur reellen Comptonstreuung gefunden wurden. Als Gegenargument wurde von Kobushkin vorgeschlagen, dass diese Resonanzen eine total-antisymmetrische Spin-Flavour-Wellenfunktion haben und nur der N-2Gamma-Zerfall erlaubt wäre. In dieser Arbeit wurde die Reaktion g p -> X pi+ -> n g g pi+ zur Suche nach diesen exotischen Resonanzen verwendet. Die Daten wurden parallel zur Messung der Pion-Polarisierbarkeiten am Mainzer Beschleuniger MAMI genommen. Durch Bremsstrahlung der Elektronen an einer Radiatorfolie wurden reelle Photonen erzeugt, deren Energie von der A2-Photonenmarkierungsanlage (Glasgow-Tagger) bestimmt wurde. Als Protontarget wurde ein 10 cm langes Flüssigwasserstoff-Target verwendet. Geladene Reaktionsprodukte wurden unter Vorwärtswinkeln Theta < 20 Grad bezüglich der Strahlachse in einer Vieldraht-Proportionalkammer nachgewiesen, während Photonen im Spektrometer TAPS mit 526 BaF2-Kristallen unter Polarwinkeln Theta > 60 Grad detektiert wurden. Zum Nachweis von Neutronen stand ein Flugzeitdetektor mit insgesamt 111 Einzelmodulen zur Verfügung. Zum Test der Analysesoftware und des experimentellen Aufbaus wurden zusätzlich die Reaktionskanäle g p -> p pi0 und g p -> n pi0 pi+ ausgewertet. Für die Ein-Pion-Produktion wurden differentielle Wirkungsquerschnitte unter Rückwärtswinkeln bestimmt und mit theoretischen Modellen und experimentellen Werten verglichen. Für den Kanal g p -> n pi0 pi+ wurden Spektren invarianter Massen für verschiedene Teilchenkombinationen ermittelt und mit einer Simulation verglichen. Die Daten legen nahe, dass die Reaktion hauptsächlich über eine Anregung der Delta0(1232)-Resonanz verläuft. Bei der Suche nach exotischen Resonanzen wurden keine statistisch signifikanten Strukturen gefunden. Es wurden Obergrenzen für den differentiellen Wirkungsquerschnitt ermittelt.

Aufbau und Simulation des KAOS-Spektrometers für Koinzidenzmessungen in der assoziierten Kaonproduktion

Mit der Erweiterung des Elektronenbeschleunigers MAMI um eine dritte Stufe ist es möglich geworden, am Institut für Kernphysik Teilchen mit offener Strangeness zu produzieren. Für deren Nachweis ist die Drei-Spektrometeranlage der Kollaboration A1 um das von der GSI in Darmstadt übernommene KAOS-Spektrometer erweitert worden. Untersucht wird damit die elementare Reaktion p(e,e' K+)Lambda/Sigma0 wobei das auslaufende Elektron und das Kaon nachgewiesen werden müssen. Wird als Target nicht Wasserstoff verwendet, besteht die Möglichkeit dass sich ein Hyperkern bildet. Spektroskopische Untersuchungen an diesen bieten die Möglichkeit das Potential von Hyperonen in Atomkernen und die Hyperon-Nukleon-Wechselwirkung zu untersuchen. Aufgrund der hervorragenden Strahlqualität bei der Elektroproduktion können hier Massenauflösungen von einigen hundert keV/c² erreicht werden. Mit Hilfe von GEANT4 wurden die Detektoren und die Abbildungseigenschaften des Spektrometers simuliert. Geeignete Ereignisgeneratoren wurden implementiert. Es wurde untersucht, wie mögliche Treffermuster in den Detektoren aussehen, die von einem Trigger auf FPGA-Basis selektiert werden müssen. Ebenso konnte hieraus eine erste Abbildung der Spurkoordinaten auf die Targetkoordinaten und den Teilchenimpuls gewonnen werden. Für das Hyperkernprogramm muss KAOS unter 0° Vorwärtsrichung betrieben werden und der Primärstrahl mit Hilfe einer Schikane durch den Dipol gelenkt werden. Die Simulation zeigt hier eine nur moderate Erhöhung der Strahlenbelastung, vor allem im Bereich des Strahlfängers. Somit ist es möglich, KAOS als doppelseitiges Spektrometer in der Spektrometerhalle zu betreiben. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die für sämtliche Detektoren nötige Auslese- und Steuerungselektronik in das vorhandene Datenerfassungssystem und das Steuerungssystem eingebunden. In zwei Strahlzeiten im Herbst 2008 wurden Kaonen im Winkelbereich von 20°-40° mit Impulsen zwischen 400MeV/c und 600MeV/c nachgewiesen. Die aus der Simulation gewonnenen Daten zum Trigger und zur Abbildung kamen zum Einsatz. Es konnte die für eine gute Teilchenidentifikation nötige Zeitauflösung von ca. 1ns FWHM erreicht werden. Die erreichte Winkel- und Impulsauflösung war ausreichend um Lambda und Sigma0-Hyperonen im Spektrum der fehlenden Masse leicht trennen zu können.

Measurement of the pair production of b-jets in proton-proton collisions at root out s = 7 TeV with the ATLAS detector

In hadronischen Kollisionen entstehen bei einem Großteil der Ereignisse mit einem hohen Impulsübertrag Paare aus hochenergetischen Jets. Deren Produktion und Eigenschaften können mit hoher Genauigkeit durch die Störungstheorie in der Quantenchromodynamik (QCD) vorhergesagt werden. Die Produktion von \textit{bottom}-Quarks in solchen Kollisionen kann als Maßstab genutzt werden, um die Vorhersagen der QCD zu testen, da diese Quarks die Dynamik des Produktionsprozesses bei Skalen wieder spiegelt, in der eine Störungsrechnung ohne Einschränkungen möglich ist. Auf Grund der hohen Masse von Teilchen, die ein \textit{bottom}-Quark enthalten, erhält der gemessene, hadronische Zustand den größten Teil der Information von dem Produktionsprozess der Quarks. Weil sie eine große Produktionsrate besitzen, spielen sie und ihre Zerfallsprodukte eine wichtige Rolle als Untergrund in vielen Analysen, insbesondere in Suchen nach neuer Physik. In ihrer herausragenden Stellung in der dritten Quark-Generation könnten sich vermehrt Zeichen im Vergleich zu den leichteren Quarks für neue Phänomene zeigen. Daher ist die Untersuchung des Verhältnisses zwischen der Produktion von Jets, die solche \textit{bottom}-Quarks enthalten, auch bekannt als $b$-Jets, und aller nachgewiesener Jets ein wichtiger Indikator für neue massive Objekte. In dieser Arbeit werden die Produktionsrate und die Korrelationen von Paaren aus $b$-Jets bestimmt und nach ersten Hinweisen eines neuen massiven Teilchens, das bisher nicht im Standard-Modell enthalten ist, in dem invarianten Massenspektrum der $b$-Jets gesucht. Am Large Hadron Collider (LHC) kollidieren zwei Protonenstrahlen bei einer Schwerpunktsenergie von $\sqrt s = 7$ TeV, und es werden viele solcher Paare aus $b$-Jets produziert. Diese Analyse benutzt die aufgezeichneten Kollisionen des ATLAS-Detektors. Die integrierte Luminosität der verwendbaren Daten beläuft sich auf 34~pb$^{-1}$. $b$-Jets werden mit Hilfe ihrer langen Lebensdauer und den rekonstruierten, geladenen Zerfallsprodukten identifiziert. Für diese Analyse müssen insbesondere die Unterschiede im Verhalten von Jets, die aus leichten Objekten wie Gluonen und leichten Quarks hervorgehen, zu diesen $b$-Jets beachtet werden. Die Energieskala dieser $b$-Jets wird untersucht und die zusätzlichen Unsicherheit in der Energiemessung der Jets bestimmt. Effekte bei der Jet-Rekonstruktion im Detektor, die einzigartig für $b$-Jets sind, werden studiert, um letztlich diese Messung unabhängig vom Detektor und auf Niveau der Hadronen auswerten zu können. Hiernach wird die Messung zu Vorhersagen auf nächst-zu-führender Ordnung verglichen. Dabei stellt sich heraus, dass die Vorhersagen in Übereinstimmung zu den aufgenommenen Daten sind. Daraus lässt sich schließen, dass der zugrunde liegende Produktionsmechanismus auch in diesem neu erschlossenen Energiebereich am LHC gültig ist. Jedoch werden auch erste Hinweise auf Mängel in der Beschreibung der Eigenschaften dieser Ereignisse gefunden. Weiterhin können keine Anhaltspunkte für eine neue Resonanz, die in Paare aus $b$-Jets zerfällt, in dem invarianten Massenspektrum bis etwa 1.7~TeV gefunden werden. Für das Auftreten einer solchen Resonanz mit einer Gauß-förmigen Massenverteilung werden modell-unabhängige Grenzen berechnet.

Exclusive vector meson production in pp collisions at the COMPASS experiment

Produktionsmechanismen für Teilchenproduktion im mittleren Energiebereich wurden in Proton-Proton Kollisionen innerhalb der COMPASS-Kollaboration mit Hilfe des COMPASS-Spektrometers am SPS Beschleuniger am CERN untersucht. Die verschiedenen Produktionsmechanismen werden mittels Produktion der Vektormesonen omega und phi studiert und können die diffraktive Anregung des Strahlteilchens mit anschliessendem Zerfall der Resonanz, zentrale Produktion und den damit verwandten “Shake-off” Mechanismus enthalten. Die für diese Arbeit verwendeten Daten wurden in den Jahren 2008 und 2009 mit 190 GeV/c-Protonen aufgenommen, die auf ein Flüssigwasserstofftarget trafen. Das Target war von einem Rückstoßprotonendetektor umgeben, der ein integraler Bestandteil des neuentwickelten Hadrontriggersystems ist. Für dieses System wurden außerdem einige neue Detektoren gebaut. Die Leistungsfähigkeit des Rückstoßprotonendetektors und des Triggersystems wird untersucht und Effizienzen extrahiert. Außerdem wird sowohl eine Methode zur Rekonstruktion von Rückstoßprotonen als auch eine Methode zur Kalibration des Rückstoßprotonendetektors entwickelt und beschrieben. Die Produktion von omega-Mesonen wurde in der Reaktion pp -> p omega p, omega -> pi+pi-pi0 und die Produktion von phi-Mesonen in der Reaktion pp -> p phi p, phi -> K+K- bei einem Impulsübertrag zwischen 0.1 (GeV/c)^2 und 1 (GeV/c)^2 gemessen. Das Produktionsverhältnis s(pp -> p phi p)/s(pp -> p omega p) wird als Funktion des longitudinalen Impulsanteils xF bestimmt und mit der Vorhersage durch die Zweigregel verglichen. Es ergibt sich eine signifikante Verletzung der Zweigregel, die abhängig von xF ist. Die Verletzung wird in Verbindung zu resonanten Strukturen im pomega-Massenspektrum diskutiert. Die xF-Abhängigkeit verschwindet, wenn man die Region niedriger pomega- und pphi-Masse entfernt, die solche resonanten Strukturen aufweist. Zusätzlich wird die Spinausrichtung bzw. das Spindichtematrixelement rho00 für omega- und phi-Mesonen untersucht. Die Spinausrichtung wird im Helizitätssystemrnanalysiert, welches für eine Abgrenzung von resonanten, diffraktiven Anregungen geeignet ist. Außerdem wird die Spinausrichtung in einem Referenzsystem mit Bezug auf die Richtung des Impulsübertrags untersucht, mit dessen Hilfe zentrale Prozesse wie zentrale Produktion oder “shake-off” abgegrenzt werden. Auch hier wird eine Abhängigkeit von xF und der invarianten Masse des pomega-Systems beobachtet. Diese Abhängigkeit kann wieder auf die resonanten Strukturen in der Produktion von omega-Mesonen zurückgeführt werden. Die Ergebnisse werden abschließend im Hinblick auf die verschiedenen Produktionsmechanismen diskutiert.

A search for ttbar resonances in the lepton plus jets final state with ATLAS using 4.7 fb⁻¹ of collisions at sqrt(s) = 7 TeV

A search for new particles that decay into top quark pairs (t (t) over bar) is performed with the ATLAS experiment at the LHC using an integrated luminosity of 4.7 fb(-1) of proton-proton (pp) collision data collected at a center-of-mass energy root s = 7 TeV. In the t (t) over bar) -> WbWb decay, the lepton plus jets final state is used, where one W boson decays leptonically and the other hadronically. The t (t) over bar) system is reconstructed using both small-radius and large-radius jets, the latter being supplemented by a jet substructure analysis. A search for local excesses in the number of data events compared to the Standard Model expectation in the t (t) over bar) invariant mass spectrum is performed. No evidence for a t (t) over bar) resonance is found and 95% credibility-level limits on the production rate are determined for massive states predicted in two benchmark models. The upper limits on the cross section times branching ratio of a narrow Z' resonance range from 5.1 pb for a boson mass of 0.5 TeV to 0.03 pb for a mass of 3 TeV. A narrow leptophobic topcolor Z' resonance with a mass below 1.74 TeV is excluded. Limits are also derived for a broad color-octet resonance with m 15.3%. A Kaluza-Klein excitation of the gluon in a Randall-Sundrum model is excluded for masses below 2.07 TeV.

Search for Extra Dimensions in diphoton events using proton-proton collisions recorded at sqrts=7 TeV with the ATLAS detector at the LHC

The large difference between the Planck scale and the electroweak scale, known as the hierarchy problem, is addressed in certain models through the postulate of extra spatial dimensions. A search for evidence of extra spatial dimensions in the diphoton channel has been performed using the full set of proton-proton collisions at root s = 7 TeV recorded in 2011 with the ATLAS detector at the CERN Large Hadron Collider. This dataset corresponds to an integrated luminosity of 4.9 fb(-1). The diphoton invariant mass spectrum is observed to be in good agreement with the Standard Model expectation. In the context of the model proposed by Arkani-Hamed, Dimopoulos and Dvali, 95% confidence level lower limits of between 2.52 and 3.92 TeV are set on the ultraviolet cutoff scale MS depending on the number of extra dimensions and the theoretical formalism used. In the context of the Randall-Sundrum model, a lower limit of 2.06 (1.00) TeV at 95% confidence level is set on the mass of the lightest graviton for couplings of k/(M) over bar (Pl) = 0.1(0.01). Combining with the ATLAS dilepton searches based on the 2011 data, the 95% confidence level lower limit on the Randall-Sundrum graviton mass is further tightened to 2.23 (1.03) TeV for k/(M) over bar (Pl) = 0.1(0.01).

Search for pair-produced massive coloured scalars in four-jet final states with the ATLAS detector in proton-proton collisions at sqrts=7 TeV

A search for pair-produced massive coloured scalar particles decaying to a four-jet final state is performed by the ATLAS experiment at the LHC in proton-proton collisions at root s = 7 TeV. The analysed data sample corresponds to an integrated luminosity of 4.6 fb(-1). No deviation from the Standard Model is observed in the invariant mass spectrum of the two-jet pairs. A limit on the scalar gluon pair production cross section of 70 pb (10 pb) is obtained at the 95 % confidence level for a scalar gluon mass of 150 GeV (350 GeV). Interpreting these results as mass limits on scalar gluons, masses ranging from 150 GeV to 287 GeV are excluded at the 95 % confidence level.

Search for the lepton flavor violating decay Z→eμ in pp collisions at √s =8 TeV with the ATLAS detector

The ATLAS detector at the Large Hadron Collider is used to search for the lepton flavor violating process Z→eμ in pp collisions using 20.3  fb −1 of data collected at s √ =8  TeV . An enhancement in the eμ invariant mass spectrum is searched for at the Z -boson mass. The number of Z bosons produced in the data sample is estimated using events of similar topology, Z→ee and μμ , significantly reducing the systematic uncertainty in the measurement. There is no evidence of an enhancement at the Z -boson mass, resulting in an upper limit on the branching fraction, B(Z→eμ)<7.5×10 −7 at the 95% confidence level.

Measurements of fiducial and differential cross sections for Higgs boson production in the diphoton decay channel at √s=8 TeV with ATLAS

Measurements of fiducial and differential cross sections are presented for Higgs boson production in proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of √s = 8TeV. The analysis is performed in the H → γγ decay channel using 20.3 fb−1 of data recorded by the ATLAS experiment at the CERN Large Hadron Collider. The signal is extracted using a fit to the diphoton invariant mass spectrum assuming that the width of the resonance is much smaller than the experimental resolution. The signal yields are corrected for the effects of detector inefficiency and resolution. The pp → H → γγ fiducial cross section is measured to be 43.2 ±9.4 (stat.) +3.2 −2.9 (syst.) ±1.2 (lumi) fb for a Higgs boson of mass 125.4 GeV decaying to two isolated photons that have transverse momentum greater than 35% and 25% of the diphoton invariant mass and each with absolute pseudorapidity less than 2.37. Four additional fiducial cross sections and two cross-section limits are presented in phase space regions that test the theoretical modelling of different Higgs boson production mechanisms, or are sensitive to physics beyond the Standard Model. Differential cross sections are also presented, as a function of variables related to the diphoton kinematics and the jet activity produced in the Higgs boson events. The observed spectra are statistically limited but broadly in line with the theoretical expectations.

Search for contact interactions and large extra dimensions in the dilepton channel using proton-proton collisions at s√ = 8 TeV with the ATLAS detector

A search is conducted for non-resonant new phenomena in dielectron and dimuon final states, originating from either contact interactions or large extra spatial dimensions. The LHC 2012 proton–proton collision dataset recorded by the ATLAS detector is used, corresponding to 20 fb−1 at √ s = 8 TeV. The dilepton invariant mass spectrum is a discriminating variable in both searches, with the contact interaction search additionally utilizing the dilepton forward-backward asymmetry. No significant deviations from the Standard Model expectation are observed. Lower limits are set on the ℓℓqq contact interaction scale ʌ between 15.4 TeVand 26.3 TeV, at the 95%credibility level. For large extra spatial dimensions, lower limits are set on the string scale MS between 3.2 TeV to 5.0 TeV.

COSIMA calibration for the detection and characterization of the cometary solid organic matter

On the orbiter of the Rosetta spacecraft, the Cometary Secondary Ion Mass Analyser (COSIMA) will provide new in situ insights about the chemical composition of cometary grains all along 67P/Churyumov–Gerasimenko (67P/CG) journey until the end of December 2015 nominally. The aim of this paper is to present the pre-calibration which has already been performed as well as the different methods which have been developed in order to facilitate the interpretation of the COSIMA mass spectra and more especially of their organic content. The first step was to establish a mass spectra library in positive and negative ion mode of targeted molecules and to determine the specific features of each compound and chemical family analyzed. As the exact nature of the refractory cometary organic matter is nowadays unknown, this library is obviously not exhaustive. Therefore this library has also been the starting point for the research of indicators, which enable to highlight the presence of compounds containing specific atom or structure. These indicators correspond to the intensity ratio of specific peaks in the mass spectrum. They have allowed us to identify sample containing nitrogen atom, aliphatic chains or those containing polyaromatic hydrocarbons. From these indicators, a preliminary calibration line, from which the N/C ratio could be derived, has also been established. The research of specific mass difference could also be helpful to identify peaks related to quasi-molecular ions in an unknown mass spectrum. The Bayesian Positive Source Separation (BPSS) technique will also be very helpful for data analysis. This work is the starting point for the analysis of the cometary refractory organic matter. Nevertheless, calibration work will continue in order to reach the best possible interpretation of the COSIMA observations.

O 1s excitation and ionization processes in the CO2 molecule studied via detection of low-energy fluorescence emission

Oxygen 1s excitation and ionization processes in the CO2 molecule have been studied with dispersed and non-dispersed fluorescence spectroscopy as well as with the vacuum ultraviolet (VUV) photon?photoion coincidence technique. The intensity of the neutral O emission line at 845 nm shows particular sensitivity to core-to-Rydberg excitations and core?valence double excitations, while shape resonances are suppressed. In contrast, the partial fluorescence yield in the wavelength window 300?650 nm and the excitation functions of selected O+ and C+ emission lines in the wavelength range 400?500 nm display all of the absorption features. The relative intensity of ionic emission in the visible range increases towards higher photon energies, which is attributed to O 1s shake-off photoionization. VUV photon?photoion coincidence spectra reveal major contributions from the C+ and O+ ions and a minor contribution from C2+. No conclusive changes in the intensity ratios among the different ions are observed above the O 1s threshold. The line shape of the VUV?O+ coincidence peak in the mass spectrum carries some information on the initial core excitation

Identification of protein–protein interfaces by decreased amide proton solvent accessibility

Matrix-assisted laser desorption ionization–time-of-flight mass spectrometry was used to identify peptic fragments from protein complexes that retained deuterium under hydrogen exchange conditions due to decreased solvent accessibility at the interface of the complex. Short deuteration times allowed preferential labeling of rapidly exchanging surface amides so that primarily solvent accessibility changes and not conformational changes were detected. A single mass spectrum of the peptic digest mixture was analyzed to determine the deuterium content of all proteolytic fragments of the protein. The protein–protein interface was reliably indicated by those peptides that retained more deuterons in the complex compared with control experiments in which only one protein was present. The method was used to identify the kinase inhibitor [PKI(5–24)] and ATP-binding sites in the cyclic-AMP-dependent protein kinase. Three overlapping peptides identified the ATP-binding site, three overlapping peptides identified the glycine-rich loop, and two peptides identified the PKI(5–24)-binding site. A complex of unknown structure also was analyzed, human α-thrombin bound to an 83-aa fragment of human thrombomodulin [TMEGF(4–5)]. Five peptides from thrombin showed significantly decreased solvent accessibility in the complex. Three peptides identified the anion-binding exosite I, confirming ligand competition experiments. Two peptides identified a new region of thrombin near the active site providing a potential mechanism of how thrombomodulin alters thrombin substrate specificity.

Evidence for incorporation of intact dietary pyrimidine (but not purine) nucleosides into hepatic RNA.

The absorption and metabolism of dietary nucleic acids have received less attention than those of other organic nutrients, largely because of methodological difficulties. We supplemented the rations of poultry and mice with the edible alga Spirulina platensis, which had been uniformly labeled with 13C by hydroponic culture in 13CO2. The rations were ingested by a hen for 4 wk and by four mice for 6 days; two mice were fed a normal diet and two were fed a nucleic acid-deficient diet. The animals were killed and nucleosides were isolated from hepatic RNA. The isotopic enrichment of all mass isotopomers of the nucleosides was analyzed by selected ion monitoring of the negative chemical ionization mass spectrum and the labeling pattern was deconvoluted by reference to the enrichment pattern of the tracer material. We found a distinct difference in the 13C enrichment pattern between pyrimidine and purine nucleosides; the isotopic enrichment of uniformly labeled [M + 9] isotopomers of pyrimidines exceeded that of purines [M + 10] by > 2 orders of magnitude in the avian nucleic acids and by 7- and 14-fold in the murine nucleic acids. The purines were more enriched in lower mass isotopomers, those less than [M + 3], than the pyrimidines. Our results suggest that large quantities of dietary pyrimidine nucleosides and almost no dietary purine nucleosides are incorporated into hepatic nucleic acids without hydrolytic removal of the ribose moiety. In addition, our results support a potential nutritional role for nucleosides and suggest that pyrimidines are conditionally essential organic nutrients.