Redox-linked proton transfer by cytochrome c oxidase

The respiratory chain is found in the inner mitochondrial membrane of higher organisms and in the plasma membrane of many bacteria. It consists of several membrane-spanning enzymes, which conserve the energy that is liberated from the degradation of food molecules as an electrochemical proton gradient across the membrane. The proton gradient can later be utilized by the cell for different energy requiring processes, e.g. ATP production, cellular motion or active transport of ions. The difference in proton concentration between the two sides of the membrane is a result of the translocation of protons by the enzymes of the respiratory chain, from the negatively charged (N-side) to the positively charged side (P-side) of the lipid bilayer, against the proton concentration gradient. The endergonic proton transfer is driven by the flow of electrons through the enzymes of the respiratory chain, from low redox-potential electron donors to acceptors of higher potential, and ultimately to oxygen. Cytochrome c oxidase is the last enzyme in the respiratory chain and catalyzes the reduction of dioxygen to water. The redox reaction is coupled to proton transport across the membrane by a yet unresolved mechanism. Cytochrome c oxidase has two proton-conducting pathways through which protons are taken up to the interior part of the enzyme from the N-side of the membrane. The K-pathway transfers merely substrate protons, which are consumed in the process of water formation at the catalytic site. The D-pathway transfers both substrate protons and protons that are pumped to the P-side of the membrane. This thesis focuses on the role of two conserved amino acids in proton translocation by cytochrome c oxidase, glutamate 278 and tryptophan 164. Glu278 is located at the end of the D-pathway and is thought to constitute the branching point for substrate and pumped protons. In this work, it was shown that although Glu278 has an important role in the proton transfer mechanism, its presence is not an obligatory requirement. Alternative structural solutions in the area around Glu278, much like the ones present in some distantly related heme-copper oxidases, could in the absence of Glu278 support the formation of a long hydrogen-bonded water chain through which proton transfer from the D-pathway to the catalytic site is possible. The other studied amino acid, Trp164, is hydrogen bonded to the ∆-propionate of heme a3 of the catalytic site. Mutation of this amino acid showed that it may be involved in regulation of proton access to a proton acceptor, a pump site, from which the proton later is expelled to the P-side of the membrane. The ion pair that is formed by the ∆-propionate of heme a3 and arginine 473 is likely to form a gate-like structure, which regulates proton mobility to the P-side of the membrane. The same gate may also be part of an exit path through which water molecules produced at the catalytically active site are removed towards the external side of the membrane. Time-resolved optical and electrometrical experiments with the Trp164 to phenylalanine mutant revealed a so far undetected step in the proton pumping mechanism. During the A to PR transition of the catalytic cycle, a proton is transferred from Glu278 to the pump site, located somewhere in the vicinity of the ∆-propionate of heme a3. A mechanism for proton pumping by cytochrome c oxidase is proposed on the basis of the presented results and the mechanism is discussed in relation to some relevant experimental data. A common proton pumping mechanism for all members of the heme-copper oxidase family is moreover considered.

Hematopoietic Stem Cell Development and Transcriptional Regulation

The continuous production of blood cells, a process termed hematopoiesis, is sustained throughout the lifetime of an individual by a relatively small population of cells known as hematopoietic stem cells (HSCs). HSCs are unique cells characterized by their ability to self-renew and give rise to all types of mature blood cells. Given their high proliferative potential, HSCs need to be tightly regulated on the cellular and molecular levels or could otherwise turn malignant. On the other hand, the tight regulatory control of HSC function also translates into difficulties in culturing and expanding HSCs in vitro. In fact, it is currently not possible to maintain or expand HSCs ex vivo without rapid loss of self-renewal. Increased knowledge of the unique features of important HSC niches and of key transcriptional regulatory programs that govern HSC behavior is thus needed. Additional insight in the mechanisms of stem cell formation could enable us to recapitulate the processes of HSC formation and self-renewal/expansion ex vivo with the ultimate goal of creating an unlimited supply of HSCs from e.g. human embryonic stem cells (hESCs) or induced pluripotent stem cells (iPS) to be used in therapy. We thus asked: How are hematopoietic stem cells formed and in what cellular niches does this happen (Papers I, II)? What are the molecular mechanisms that govern hematopoietic stem cell development and differentiation (Papers III, IV)? Importantly, we could show that placenta is a major fetal hematopoietic niche that harbors a large number of HSCs during midgestation (Paper I)(Gekas et al., 2005). In order to address whether the HSCs found in placenta were formed there we utilized the Runx1-LacZ knock-in and Ncx1 knockout mouse models (Paper II). Importantly, we could show that HSCs emerge de novo in the placental vasculature in the absence of circulation (Rhodes et al., 2008). Furthermore, we could identify defined microenvironmental niches within the placenta with distinct roles in hematopoiesis: the large vessels of the chorioallantoic mesenchyme serve as sites of HSC generation whereas the placental labyrinth is a niche supporting HSC expansion (Rhodes et al., 2008). Overall, these studies illustrate the importance of distinct milieus in the emergence and subsequent maturation of HSCs. To ensure proper function of HSCs several regulatory mechanisms are in place. The microenvironment in which HSCs reside provides soluble factors and cell-cell interactions. In the cell-nucleus, these cell-extrinsic cues are interpreted in the context of cell-intrinsic developmental programs which are governed by transcription factors. An essential transcription factor for initiation of hematopoiesis is Scl/Tal1 (stem cell leukemia gene/T-cell acute leukemia gene 1). Loss of Scl results in early embryonic death and total lack of all blood cells, yet deactivation of Scl in the adult does not affect HSC function (Mikkola et al., 2003b. In order to define the temporal window of Scl requirement during fetal hematopoietic development, we deactivated Scl in all hematopoietic lineages shortly after hematopoietic specification in the embryo . Interestingly, maturation, expansion and function of fetal HSCs was unaffected, and, as in the adult, red blood cell and platelet differentiation was impaired (Paper III)(Schlaeger et al., 2005). These findings highlight that, once specified, the hematopoietic fate is stable even in the absence of Scl and is maintained through mechanisms that are distinct from those required for the initial fate choice. As the critical downstream targets of Scl remain unknown, we sought to identify and characterize target genes of Scl (Paper IV). We could identify transcription factor Mef2C (myocyte enhancer factor 2 C) as a novel direct target gene of Scl specifically in the megakaryocyte lineage which largely explains the megakaryocyte defect observed in Scl deficient mice. In addition, we observed an Scl-independent requirement of Mef2C in the B-cell compartment, as loss of Mef2C leads to accelerated B-cell aging (Gekas et al. Submitted). Taken together, these studies identify key extracellular microenvironments and intracellular transcriptional regulators that dictate different stages of HSC development, from emergence to lineage choice to aging.

Computer simulation of H and He effects in fusion reactor materials

Fusion power is an appealing source of clean and abundant energy. The radiation resistance of reactor materials is one of the greatest obstacles on the path towards commercial fusion power. These materials are subject to a harsh radiation environment, and cannot fail mechanically or contaminate the fusion plasma. Moreover, for a power plant to be economically viable, the reactor materials must withstand long operation times, with little maintenance. The fusion reactor materials will contain hydrogen and helium, due to deposition from the plasma and nuclear reactions because of energetic neutron irradiation. The first wall divertor materials, carbon and tungsten in existing and planned test reactors, will be subject to intense bombardment of low energy deuterium and helium, which erodes and modifies the surface. All reactor materials, including the structural steel, will suffer irradiation of high energy neutrons, causing displacement cascade damage. Molecular dynamics simulation is a valuable tool for studying irradiation phenomena, such as surface bombardment and the onset of primary damage due to displacement cascades. The governing mechanisms are on the atomic level, and hence not easily studied experimentally. In order to model materials, interatomic potentials are needed to describe the interaction between the atoms. In this thesis, new interatomic potentials were developed for the tungsten-carbon-hydrogen system and for iron-helium and chromium-helium. Thus, the study of previously inaccessible systems was made possible, in particular the effect of H and He on radiation damage. The potentials were based on experimental and ab initio data from the literature, as well as density-functional theory calculations performed in this work. As a model for ferritic steel, iron-chromium with 10% Cr was studied. The difference between Fe and FeCr was shown to be negligible for threshold displacement energies. The properties of small He and He-vacancy clusters in Fe and FeCr were also investigated. The clusters were found to be more mobile and dissociate more rapidly than previously assumed, and the effect of Cr was small. The primary damage formed by displacement cascades was found to be heavily influenced by the presence of He, both in FeCr and W. Many important issues with fusion reactor materials remain poorly understood, and will require a huge effort by the international community. The development of potential models for new materials and the simulations performed in this thesis reveal many interesting features, but also serve as a platform for further studies.

Vaggvisor i Kvevlax : Språkliga strukturer och konstruktioner

Lullabies in Kvevlax. Linguistic structures and constructions. The study is a linguistic analysis of constructions that shape the texts used in lullabies in Kvevlax in Ostrobothnia in Finland. The empirical goal is to identify linguistic constructions in traditional lullabies that make use of the dialect of the region. The theoretical goal was to test the usability of Construction Grammar (CxG) in analyses of this type of material, and to further develop the formal description of Construction Grammar in such a way as to make it possible to analyze all kinds of linguistically complex texts. The material that I collected in the 1960s comprises approximately 600 lullabies and concomitant interviews with the singers on the use of lullabies. In 1991 I collected additional material in Kvevlax. The number of informants is close to 250. Supplementary material covering the Swedish-language regions in Finland was compiled from the archives of the Society of Swedish Literature in Finland. The first part of the study is mainly based on traditional grammar and gives general information about the language and the structures used in the lullabies. In the detailed study of the Kvevlax lullabies in the latter part of the study I use a version of Construction Grammar intended for the linguistic analysis of usage-based texts. The analysis focuses on the most salient constructions in the lullabies. The study shows that Construction Grammar as a method has more general applicability than traditional linguistic methods. The study identifies important constructions, including elements typical of this genre, that structure the text in different variants of the same lullabies. In addition, CxG made it possible to study pragmatic aspects of the interactional, cultural and contextual language that is used in communication with small children. The constructions found in lullabies are also used in language in general. In addition to being able to give detailed linguistic descriptions of the texts, Construction Grammar can also explain the multidimensionality of language and the variations in the texts. The use of CxG made it possible to show that variations are not random but follow prototypical linguistic patterns, constructions. Constructions are thus found to be linguistic resources with built-in variation potentials.

Hur den aktiva kunden konstruerar budskap - Ett synsätt inom relationskommunikation

Den här avhandlingen erbjuder ett nytt perspektiv på marknadskommunikation. Det nya är ett starkt kundfokus, där kunden är en aktiv medpart i kommunikationsprocessen. I det traditionella kommunikationsperspektivet har man sett kunden som ett objekt som blir utsatt för företagets olika åtgärder. Där har det varit företaget som stått för integreringen av de olika budskapen. I det här arbetet står kunden för integrationen och har därmed möjligheten att lägga till budskap eller lämna bort någonting väsentligt. I och med perspektivskiftet kan man upptäcka nya fenomen i kommunikation som inte tidigare beaktats i tillräcklig utsträckning. Eftersom det är kunden som står för den aktiva konstruktionen av budskap, kan kundens uppfattning vara en annan än den som företagen avsett. Kundens uppfattning kan beskrivas med hjälp av begreppen tydlig, otydlig och tyst kommunikation. Inom ramen för tyst kommunikation utvecklas ett nytt begrepp – passiv kommunikation – som kan öppna möjligheter för företag att minska på den aktiva kommunikationen med sina kunder. Även källorna till den här kommunikationen kan variera. Dylika källor kan lokaliseras till relation, händelse eller konsekvens. Dessa fenomen har sammanställts i en modell som kallas relationskommunikationsarenan. Kundernas uppfattningar varierar beroende på om det är fråga om relationskommunikation eller annan kommunikation. Dessa uppfattningar är strukturerade i två olika dimensioner: en tids- och en kontextdimension. Tidsdimensionen består av historiska och framtidsrelaterade faktorer och kontextdimensionen är en situationsdimension som består av interna, personliga faktorer och av externa faktorer i omgivningen. I relations-kommunikation förekommer faktorer från alla dimensioner. Modellen för denna struktur kallas den dynamiska kommunikationsmodellen. I avhandlingen utvecklas även en metod – kommunikationstopografi – med vars hjälp olika uppfattningar kan visualiseras på ett åskådligt sätt. Med topografierna kan olika budskap som annonser analyseras och tydliga, otydliga samt tysta budskap separeras. På motsvarande sätt kan även olika grupper av personer som uppfattar budskap på ett visst sätt särskiljas. Både budskap och personer analyseras här. Förekomsten av relationskommunikation kan i en del fall påvisas. Med kommunikationstopografi kan man visa hur den aktiva kunden konstruerar, lägger till eller lämnar bort budskap.

A política espacial brasileira

Síntese das contribuições apresentadas no âmbito do estudo promovido pelo Conselho de Altos Estudos, durante ciclo de palestras que contou com a participação de especialistas e diretores de instituições e de empresas vinculadas aos projetos que procuram inserir o Brasil como ator de relevante destaque no cenário internacional de conquista do espaço. Organizado em dois volumes, o estudo visa apurar as razões que levaram à sucessiva postergação das metas e do cronograma previstos no programa Missão Espacial Completa Brasileira, bem como apontar propostas que possam equacionar as dificuldades e limitações do programa espacial no Brasil. Pretende também levar à sociedade brasileira o debate sobre a relevância, os objetivos e a relação entre os custos e os benefícios de se manter um programa de alta intensidade tecnológica, cotejando os investimentos e os riscos envolvidos com os resultados que podem ser alcançados.

Quando o legislativo não legisla - : o caso do projeto de lei nº 1151/1195, que disciplina a união civil entre pessoas do mesmo sexo

Analisa as repercussões sociais e os sucedâneos jurídicos à falta de regulamentação em lei de usos e costumes, já incorporados ao modus vivendi da sociedade, de populações de orientação sexual minoritária. Toma-se como paradigma dessa situação, o Projeto de lei nº 1.151/1995, de autoria da ex-deputada federal Marta Suplicy, que visa a instituir a união civil homossexual, reformada depois para parceria civil registrada entre pessoas do mesmo sexo. Tramitando há mais de 13 anos na Câmara dos Deputados, e aprovado por unanimidade pela Comissão Especial que o analisou, aguarda penosamente a apreciação do Plenário daquela Casa de Leis. Por isso, desamparados em suas demandas, os atores sociais envolvidos buscam outros foros onde possam ser ouvidos.

O estudo do lobby no legislativo - o caso de sucesso da CDU-CD

Este estudo visa a expor o caso de sucesso da construção da legislação urbanística federal brasileira por meio do lobby e da participação política de entidades representativas na Comissão de Desenvolvimento Urbano da Câmara dos Deputados.

Ascensão do judiciário e tensão institucional : judicialização, ativismo e reação do poder legislativo (PEC 33/2011)

Analisa questões sobre a judicialização dos conflitos e o ativismo judicial, bem como aspectos referentes à Proposta de Emenda Constitucional (PEC 33/2011) que visa alterar dispositivos do texto magno a fim de aumentar ou criar o controle do Legislativo sobre algumas das decisões do Supremo Tribunal Federal.

Primeiro emprego : uma análise comparativa dos programas federal e estaduais

Apresenta uma análise comparativa dos programas de estímulo à criação de postos de trabalhos para os jovens. No âmbito federal, foi analisado o Programa Nacional de Estímulo ao Primeiro Emprego – PNPE, implantado em 2003. Confrontando com o federal, foram analisados os programas estaduais do Rio Grande do Sul, São Paulo e Bahia. A partir da análise, pôde-se constatar que os programas de estímulo ao primeiro emprego para jovens apresentam aspectos restritivos em relação ao universo de jovens atendido. A maior parte deles visa beneficiar apenas o jovem menos favorecido, o que não é recomendado pela literatura especializada, uma vez que o problema do desemprego juvenil atinge aos jovens sem discriminação de classe social. Outro aspecto verificado é que a maior parte dos programas prefere visar à inserção do jovem no mercado de trabalho por meio de subsídios às empresas contratantes, não se preocupando com políticas efetivas de qualificação para o jovem. Foi constatado também que o programa do Estado da Bahia é o mais abrangente no que diz respeito ao público-alvo: não há critérios severos para a qualificação dos jovens interessados, ao contrário do programa paulista, onde houve uma excessiva focalização do público-alvo. Ao final do trabalho, foram formuladas algumas considerações aos gestores e formuladores de programas de estímulo ao primeiro emprego, conforme sugeridas pela literatura especializada.

Emendas orçamentárias como instrumento de coordenação no legislativo brasileiro

Discute o papel das emendas orçamentárias no comportamento legislativo dos parlamentares. Na pesquisa foram analisadas duas vertentes. Uma defende que a barganha entre o Governo e parlamentares para a liberação de emendas é individualizada, de forma que os empenhos são difundidos durante o exercício financeiro conforme as negociações vão avançando. A outra sustenta que a negociação se dá coletivamente, com a liberação das emendas individuais em lotes, de forma organizada e coordenada pelos líderes partidários. Descreve um instrumento de coordenação no qual os parlamentares seriam obedientes aos seus líderes em troca da liberação de limites orçamentários para atendimento das emendas, negociadas pelos representantes partidários junto ao Poder Executivo, que visa nessa barganha à formação de um governo de coalizão.

Diário da Constituinte [gravação de vídeo] : [programa n. 142]

O monopólio do petróleo é tema polêmico e discutido na Assembleia Nacional Constituinte (ANC). O Deputado Airton Cordeiro (PDT-PR) relata que o petróleo é fundamental para a vida nacional e que o monopólio precisa ser mantido. O novo projeto da Constituição garante o monopólio estatal do petróleo nas áreas de pesquisa, lavra, refino e transporte, mas não trata dos contratos de risco. O Senador Pompeu de Souza (PMDB-DF) considera que os contratos de risco quebram o monopólio estatal. O Senador Humberto Lucena (PMDB-PB) esclarece sobre os prazos para as emendas dos constituintes e sobre as condições para a apresentação de emendas populares, como contribuições importantes na nova Constituição. Uma das emendas populares que chegaram ao Congresso Nacional trata do direito das crianças. O Deputado Nelson Aguiar (PMDB-ES) encampou a emenda que visa instituir pela primeira vez o princípio do direito do menor. Insatisfeitos com a Reforma Tributária, prefeitos e secretários municipais de finanças das capitais e de grandes cidades se reúnem no Congresso Nacional e elaboram uma lista de reivindicações que deverá ser entregue ao Presidente da Assembléia Nacional Constituinte (ANC), Ulysses Guimarães. As principais reivindicações são : aumento de dez para vinte e cinco por cento da cota do Fundo de Participação dos Municípios, destinação de cinco por cento do Imposto de Renda para estados e municípios e de setenta e cinco por cento do IPVA para os municípios . Os prefeitos querem também que a Reforma Tributária seja implantada logo após a promulgação da Constituição. A Prefeita de Fortaleza Maria Luiza Fontenelle reivindica a participação maior dos municípios na arrecadação. A principal luta dos prefeitos é contra a extinção do Imposto Sobre Serviço (ISS), que seria transformado em uma taxa estadual. O Prefeito de Recife, Jarbas Vasconcellos relata que o fim do ISS prejudicará os municípios de grande e médio porte. O Deputado Evaldo Gonçalves (PFL-PB) acredita que a Constituinte dará tratamento diferenciado em favor dos municípios e estados, quando tratar do problema do sistema tributário nacional.

Brasil e Portugal : interferências lusitanas na identidade político-parlamentar brasileira

Unidos por motivos históricos, é inegável que tendo sido colônia portuguesa, o Brasil herdou valores e características do Parlamento português. Assim, esta pesquisa bibliográfica e documental visa apontar alguns aspectos relevantes para o entendimento da identidade política brasileira e das atuais feições do nosso parlamento. Por meio da comparação da trajetória histórica dos Parlamentos desses países, as particularidades institucionais atuais, assim como seus sistemas legislativos, tornou-se possível a identificação de determinados elementos de nossa cultura política. Esta significando o cotidiano, os comportamentos e ações de atores sociais, os rituais e as tradições parlamentares. Percebeu-se, ademais, que algumas práticas político-parlamentares brasileiras estão fortemente marcadas por heranças legislativas portuguesas, tais como a tradição do envio da Mensagem Presidencial no início de cada Sessão Legislativa do Congresso Nacional brasileiro, bem como o ato de abrir as sessões legislativas ordinárias e extraordinárias nos Plenários das duas Casas com menção a Deus, demonstrando a permanência de valores religiosos, fruto da colonização por um país fervorosamente católico como Portugal.

Gestão de documentos no Poder Legislativo: análise do funcionamento de uma Comissão Parlamentar de Inquérito

Estudo de caráter exploratório que visa analisar o funcionamento de uma Comissão Parlamentar de Inquérito da Câmara dos Deputados a partir do ferramental metodológico da gestão de documentos e da arquivologia. A pesquisa foi realizada a partir das fontes primárias do acervo da Comissão Parlamentar de Inquérito da Pirataria de Produtos Industrializados. As unidades da Câmara dos Deputados objeto de análise foram a Coordenação de Arquivo e o Departamento de Comissões. A interpretação dos dados e a discussão teórica apoiaram-se na literatura especializada nas áreas de gestão de documentos, arquivologia, ciência da informação. A implantação da gestão de documentos foi analisada tendo em conta a sua relevância para o alcance da transparência administrativa. Foram analisados os tipos de controle realizados pelos parlamentos e abordadas as principais características das Comissões Parlamentares de Inquérito. Os resultados indicaram que: i) a gestão de documentos é uma importante ferramenta de gerenciamento para as modernas administrações; ii) a aplicação da gestão de documentos nas Comissões Parlamentares de Inquérito pode contribuir para maior eficácia desses instrumentos legislativos de investigação; iii) a implantação de um programa de gestão de documentos possibilita maior acesso do público aos documentos e às informações da instituição.

Escritório de projetos na Câmara dos Deputados : estudo de caso - interação entre os escritórios setoriais e o Escritório Corporativo na Câmara dos Deputados

Este trabalho visa estudar o modelo de escritórios de projeto da Câmara dos Deputados, objetivando compreender como é a atual interação entre os escritórios e sugerir melhorias nesta interação. O referencial teórico adotado discute conceitos relacionados a gestão de projetos e a escritórios de projeto, identificando possíveis atribuições e tipos existentes. Para a análise deste estudo de caso, foi feita uma contextualização do surgimento da Gestão Estratégica de Câmara dos Deputados, bem como a apresentação do atual modelo de escritórios de projeto da Casa. A pesquisa realizada em todos os escritórios da Casa foi a qualitativa. Os resultados apresentam as dificuldades encontradas atualmente, em especial no uso da metodologia adotada pela Câmara, e apresenta sugestões feitas pelos próprios entrevistados. Conclui-se que há um desalinhamento entre os escritórios, porém um grande interesse em encontrar um equilíbrio entre o uso da metodologia e nos resultados obtidos pelo seu uso.