Exploring the Consequences of a Representative ``Disallowed'' Conformation of Aib on a 3(10)-Helical Fold

The structural effects of a representative ``disallowed'' conformation of Aib on the 3(10)-helical fold of an octapeptidomimetic are explored. The 1D (H-1, C-13) & 2D NMR, FT-IR and CD data reveal that the octapeptide 1, adopts a 3(10)- helical conformation in solution, as it does in its crystal structure. The C-terminal methyl carboxylate (CO2Me) of 1 was modified into an 1,3-oxazine (Oxa) functional group in the peptidomimetic 2. This modification results in the stabilization of the backbone of the C-terminal Aib (Aib(star)-Oxa) of 2, in a conformation (phi, psi = 180, 0) that is natively disallowed to Aib. Consequent to the presence of this natively disallowed conformation, the 3(10)- helical fold is not disrupted in the body of the peptidomimetic 2. But the structural distortions that do occur in 2 are primarily in residues in the immediate vicinity of the natively disallowed conformation, rather than in the whole peptide body. Non-native electronic effects resulting from modifications in backbone functional groups can be at the origin of stabilizing residues in natively disallowed conformations. (C) 2014 Wiley Periodicals, Inc. Biopolymers

Evolutionary and structural analyses of heterodimeric proteins composed of subunits with same fold

Heterodimeric proteins with homologous subunits of same fold are involved in various biological processes. The objective of this study is to understand the evolution of structural and functional features of such heterodimers. Using a non-redundant dataset of 70 such heterodimers of known 3D structure and an independent dataset of 173 heterodimers from yeast, we note that the mean sequence identity between interacting homologous subunits is only 23-24% suggesting that, generally, highly diverged paralogues assemble to form such a heterodimer. We also note that the functional roles of interacting subunits/domains are generally quite different. This suggests that, though the interacting subunits/domains are homologous, the high evolutionary divergence characterize their high functional divergence which contributes to a gross function for the heterodimer considered as a whole. The inverse relationship between sequence identity and RMSD of interacting homologues in heterodimers is not followed. We also addressed the question of formation of homodimers of the subunits of heterodimers by generating models of fictitious homodimers on the basis of the 3D structures of the heterodimers. Interaction energies associated with these homodimers suggests that, in overwhelming majority of the cases, such homodimers are unlikely to be stable. Majority of the homologues of heterodimers of known structures form heterodimers (51.8%) and a small proportion (14.6%) form homodimers. Comparison of 3D structures of heterodimers with homologous homodimers suggests that interfacial nature of residues is not well conserved. In over 90% of the cases we note that the interacting subunits of heterodimers are co-localized in the cell. Proteins 2015; 83:1766-1786. (c) 2015 Wiley Periodicals, Inc.

Physiological role of FolD (methylenetetrahydrofolate dehydrogenase), FchA (methenyltetrahydrofolate cyclohydrolase) and Fhs (formyltetrahydrofolate synthetase) from Clostridium perfringens in a heterologous model of Escherichia coli

Most organisms possess bifunctional FolD 5,10-methylenetetrahydrofolate (5,10-CH2-THF) dehydrogenase-cyclohydrolase] to generate NADPH and 10-formyltetrandrofolate (10-CHO-THF) required in various metabolic steps. In addition, some organisms including Clostridium perfringens possess another protein, Fhs (formyltetrahydrofolate synthetase), to synthesize 10-CHO-THF. Here, we show that unlike the bifunctional FolD of Escherichia coli (Eco FolD), and contrary to its annotated bifunctional nature, C. perfringens FolD (Cpe FoID) is a monofunctional 5,10-CH2-THF dehydrogenase. The dehydrogenase activity of Cpe FoID is about five times more efficient than that of Eco FolD. The 5,10-methenyltetrahydrofolate (5,10-CH+-THF) cyclohydrolase activity in C. perfringens is provided by another protein, FchA (5,10-CH+-THF cyclohydrolase), whose cyclohydrolase activity is similar to 10 times more efficient than that of Eco FolD. Kinetic parameters for Cpe Fhs were also determined for utilization of all of its substrates. Both Cpe FoID and Cpe FchA are required to substitute for the single bifunctional FolD in E. coli. The simultaneous presence of Cpe FoID and Cpe FchA is also necessary to rescue an E coli folD deletion strain (harbouring Cpe Fhs support) for its formate and glycine auxotrophies, and to alleviate its susceptibility to trimethoprim (an antifolate drug) or UV light. The presence of the three clostridial proteins (FolD, FchA and Fhs) is required to maintain folate homeostasis in the cell.

Controllable group velocity of the probe light in a Lambda-type system with two fold levels

The group velocities of the probe laser field are studied in a A-type system where one lower state has two fold levels coupled by a control field. It is found that the interaction of double dark states leads to controllable group velocity of the probe field in this system. It can be easily realized, due to the interacting double dark resonances, that one of the group velocities at transparency positions is much slower than the other by tuning the control field to be off resonance. In particular, when the control field is on resonance. we can obtain two equal slow group velocities with a broader EIT width, which provides potential applications in quantum storage and retrieval of light. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Análise da tectônica de colocação de diques cretácicos na região de São Sebastião, SP

O trabalho foi desenvolvido no litoral norte do estado de São Paulo, onde ocorrem boas exposições de rochas intrusivas da porção meridional do Enxame de Diques da Serra do Mar, de idade eocretácica. O objetivo principal da dissertação é caracterizar os regimes tectônicos associados à colocação e à deformação de diques máficos na área de São Sebastião (SP) e sua distribuição espacial, a partir de interpretações de imagens de sensores remotos, análise de dados estruturais de campo e descrição petrográfica das rochas ígneas. A área apresenta grande complexidade no tocante ao magmatismo, uma vez que ocorrem diques de diabásios toleítico e alcalino, lamprófiro e rochas alcalinas félsicas como fonolitos, traquitos e sienitos, estes sob a forma diques, sills e plugs. Os diabásios toleíticos tem idades em torno 134 Ma, correlatas com o início do rifteamento sul-atlântico, enquanto que as rochas alcalinas datam de 86 Ma e estão relacionadas com um magmatismo intraplaca posterior. Os lineamentos estruturais orientam-se majoritariamente na direção ENE-WSW, paralela às foliações metamórficas e zonas de cisalhamento observadas no campo e descritas na literatura, referentes ao Domínio Costeiro da Faixa Ribeira. Os diques se orientam na direção NE-SW, com azimute semelhante porém ângulos de mergulho discordantes da foliação em grande parte da área, onde as foliações são de baixo ângulo. Um segundo conjunto de lineamentos orientado NW-SE ocorre como um importante conjunto de fraturas que cortam tanto as rochas do embasamento proterozóico quanto as rochas alcalinas neocretácicas. Diques com esta orientação são escassos. Um terceiro conjunto NNE-SSW ocorre na porção oeste da área, associado à presença de diques de diabásio que por vezes mostram indicadores de movimentação sinistral. A análise cinemática dos diques mostra um predomínio de distensão pura durante sua colocação, com um tensor de compressão mínima de orientação NW-SE, ortogonal ao principal trend dos diques. Componentes direcionais, por vezes ambíguas, são comumente observadas, com um discreto predomínio de componente sinistral. O mesmo padrão cinemático é observado para os diques toleíticos e para os alcalinos, sugerindo que o campo de tensões local pouco variou durante o Cretáceo. Embora o embasamento não tenha sido diretamente reativado durante a colocação dos diques, sua anisotropia pode ter controlado de certa forma a orientação do campo de tensões local durante o Cretáceo. Os mapas geofísicos da bacia de Santos existentes na literatura sugerem certo paralelismo entre as estruturas observadas na área de estudo e aquelas interpretadas na bacia. As estruturas NNE-SSW são paralelas ao trend das sub-bacias e ao gráben de Merluza, enquanto que as estruturas NW-SE são paralelas a zonas de transferência descritas na literatura.

Nd-glass belt lasers with improved beam quality

Nd-doped phosphate glass belt lasers pumped by laser diodes are demonstrated. The Nd-glass belt with a large cross-section and a small Fresnel number is air-cooled to provide around 18-W continuous wave (CW) output power with a beam quality factor of My2

Geomicrobiology of meromictic, metal-mine pit lakes in the Iberian Pyrite Belt and biotechnological applications

220 p.

Quantificação e avaliação da biodisponibilidade de metais em sedimentos na Baía da Ribeira RJ

A toxicidade dos metais em ambientes aquáticos está relacionada à sua biodisponibilidade e esta, por sua vez, pode ser influenciada por diversos fatores. As características do sedimento fazem dele um importante compartimento para avaliação do nível de contaminação no ambiente aquático. A presente pesquisa teve por objetivo quantificar e avaliar a biodisponibilidade de metais em sedimentos da baía da Ribeira. Nessa região, encontram-se os bairros mais populosos de Angra dos Reis RJ. Essa baía está localizada na parte nordeste da baía da Ilha Grande, que consiste de um espaço pesqueiro, turístico e de importante valor econômico e industrial. Foram coletados 12 sedimentos na baía da Ribeira e determinados os teores dos metais Al, Cu, Cd , Cr, Fe, Mn, Ni, Pb e Zn, através da extração com água régia (protocolo BCR-701), e o potencial de toxicidade dos metais Cd, Cu, Ni, Pb e Zn pelo método de extração dos sulfetos voláteis em meio ácido e quantificação dos metais extraídos simultaneamente (em inglês Acid Volatile Sulfide and Simultaneously Extracted Metal, AVS/SEM). Também foram efetuadas medidas de pH, potencial redox (Eh), carbono orgânico, fósforo total e granulometria. Através desses dados, foi possível estudar correlações entre essas variáveis. As concentrações de cada metal são similares nas diferentes localizações dos sedimentos e não apresentam significativas diferenças com relação a estudos reportados para a área, com exceção do Pb que apresentou a mais alta concentração já reportada. Os valores de SEM/AVS (entre 0,02 e 0,2) menores que 1, indicam que há quantidade de sulfetos suficiente para o aprisionamento dos metais investigados. As correlações obtidas através da Análise dos Componentes Principais demonstram relação direta entre as concentrações da maioria dos metais extraídos por água-régia (Ni, Fe, Cr, Cu, Zn); entre os metais Mn, Pb, Al e o fósforo total; entre os teores de matéria orgânica, carbono orgânico total, fósforo total com as frações finas de silte e argila com o Eh. Os resultados sugerem que a região não sofre influência significativa de fontes antrópicas em relação a metais e que, segundo o AVS/SEM, esses se encontram pouco disponíveis para o ambiente e, portanto, apresentam baixo potencial tóxico

Termocronologia (U-Th)He e reativação da margem continental do sudeste do Brasil: seção Serra da Mantiqueira - Gráben da Guanabara

A evolução da margem continental do sudeste do Brasil tem sido discutida por diversos autores desde meados do século passado até os dias atuais, especialmente no contexto da origem e evolução dos escarpamentos e das bacias tafrogênicas. Buscou-se contribuir com novos dados sobre a evolução da área a partir da aplicação da termocronologia de baixa temperatura (U-Th)/He em apatita, que oferece uma sensibilidade significativa para registrar movimentações tectônicas na crosta superior. Foi possível obter idades em 107 cristais de apatita de 18 amostras do embasamento coletadas no perfil com orientação NW-SE, numa seção entre a Serra da Mantiqueira e o Gráben da Guanabara. As idades corrigidas variam entre 250,1 8,7 Ma e 43,5 1,9 Ma (2 σ) e as não corrigidas entre 174,13 3,03 Ma e 27,07 0,60 Ma (1 σ). O Neocretáceo, o Eocretáceo e o Paleoceno são os principais registros no conjunto de dados, em ordem de importância. No Neocretáceo, o intervalo entre 83,6 e 72,1 Ma (Campaniano) representa o maior destaque nos registros termocronológicos, embora os outros registros (Maastrichtiano e Santoniano) também estejam presentes e sejam importantes. As idades do Neocretáceo destacam a importância dos eventos tectonomagmáticos e soerguimento regional na história térmica dessa área, inclusive com idades (~86 Ma) atribuídas ao contexto de soerguimento da Serra do Mar. As idades do Eocretáceo indicam o registro de eventos térmicos mais antigos, vinculados à evolução pré-rifte. Já os dados do Paleoceno estariam associados ao evento de reativação responsável pela implantação do sistema de riftes continentais (~65 Ma) e as idades do Eoceno, restritas à borda de falha da bacia de Resende (49,7 Ma e 43,5 Ma), à reativação do sistema de riftes nessa área. A dispersão de idades foi interpretada como efeito dos danos de radiação já que muitos grãos apresentam correlação entre idade e concentração de urânio (eU). Os padrões de tempo-temperatura (t-T), definidos a partir dos modelos HeFTy calibrados para o modelo de difusão que considera os efeitos de danos de radiação nos cristais, registraram eventos de resfriamento rápido, os quais mostram correlação direta com episódios de reativação e soerguimento na margem continental e com registros nas bacias continentais e marginais. O padrão de aumento das idades com a elevação, assim como da costa em direção ao interior é observado, mas mostra-se alterado pela ocorrência de idades mais jovens associadas à complexa evolução dessa margem continental com desnivelamentos de blocos vinculados à tectônica pós-rift, numa situação que ressalta a influência dos episódios de reativação. As estimativas de denudação total variam entre 1,2 e 2,8 km. As taxas de erosão variam entre 15,2 e 35,3 m/Ma. A evolução da área indica não apenas a influência de um evento específico mas, possivelmente, uma combinação de episódios que se alternaram e/ou atuaram em conjunto em determinados períodos. Os eventos de reativação mais antigos, combinados com os mais recentes, exibem os seus remanescentes na paisagem (serras da Mantiqueira e do Mar e os grábens e bacias sedimentares) e assumem papel fundamental na evolução da área. Os registros de tais episódios podem ser observados nas histórias térmicas das rochas e nos depósitos correlativos nas bacias sedimentares marginais e intracontinentais.

Geocronologia U-Pb SHRIMP no Complexo Mantiqueira na região entre Juiz de Fora e Santos Dumont, sudeste de Minas Gerais

O Orógeno Ribeira representa um cinturão de dobramentos e empurrões, gerado no Neoproterozóico/Cambriano, durante a Orogênese Brasiliana, na borda sul/sudeste do Cráton do São Francisco e compreende quatro terrenos tectono-estratigráficos: 1) o Terreno Ocidental, interpretado como resultado do retrabalhamento do paleocontinente São Francisco, é constituído de duas escamas de empurrão de escala crustal (Domínios Andrelândia e Juiz de Fora); 2) o Terreno Oriental representa uma outra microplaca e abriga o Arco Magmático Rio Negro; 3) o Terreno Paraíba do Sul, que constitui-se na escama superior deste segmento da faixa; e 4) o Terreno Cabo Frio, cuja docagem foi tardia, ocupa pequena área no litoral norte do estado do Rio de Janeiro. Em todos os diferentes compartimentos do segmento central da Faixa Ribeira podem ser identificadas três unidades tectono-estratigráficas: 1) unidades pré-1,8 Ga. (ortognaisses e ortogranulitos do embasamento); 2) rochas metassedimentares pós-1,8 Ga; e 3) granitóides/charnockitóides brasilianos. O Complexo Mantiqueira é composto por ortognaisses migmatíticos, tonalíticos a graníticos, e anfibolitos associados, constitui o embasamento pré-1,8 Ga das rochas da Megasseqüência Andrelândia no domínio homônimo do Terreno Ocidental. Foram integrados 68 dados litogeoquímicos dentre ortognaisses e metabasitos do Complexo Mantiqueira. As rochas dessa unidade pertencem a duas séries distintas: série calcioalcalina (rochas intermediárias a ácidas); e série transicional (rochas básicas, ora de afinidade toleítica, ora alcalina). Com base em critérios petrológicos, análise quantitativa e em valores [La/Yb]N, verificou-se que o Complexo Mantiqueira é bastante heterogêneo, incluindo diversos grupos petrogeneticamente distintos. Dentre as rochas da série transicional, foram identificados 2 conjuntos: 1) rochas basálticas toleiíticas, com [La/Yb]N entre 2,13 e 4,72 (fontes do tipo E-MORB e/ou intraplaca);e 2) rochas basálticas de afinidade alcalina, com [La/Yb]N entre 11,79 e 22,78. As rochas da série calciolacalina foram agrupadas em cinco diferentes conjuntos: 1) ortognaisses migmatíticos quartzo dioríticos a tonalíticos, com [La/Yb]N entre 11,37 e 38,26; 2) ortognaisses bandados de composição quarzto diorítica a granodiorítica, com [La/Yb]N entre 4,35 e 9,28; 3) ortognaisses homogênos de composição tonalítica a granítica, com [La/Yb]N entre 16,57 e 38,59; 4) leucognaisses brancos de composição tonalítica/trondhjemítica a granítica, com [La/Yb]N entre 46,69 e 65,06; e 5) ortognaisse róseo porfiroclástico de composição tonalítica a granítica, com [La/Yb]N entre 82,70 e 171,36. As análises geocronológicas U-Pb SHRIMP foram realizadas no Research School of Earth Science (ANU/Canberra/Austrália). Foram obtidas idades paleoproterozóicas para as rochas das duas séries identificadas, interpretadas como a idade de cristalização dos protólitos magmáticos desses gnaisses e metabasitos. Os resultados obtidos mostram uma variação de idades de cristalização de 2139 35 a 2143,4 9,4, para as rochas da série transicional, e de 2126,4 8 a 2204,5 6,7, para aquelas da série calcioalcalina. Dentre todas as amostras estudadas, apenas a amostra JF-CM-516IV forneceu dados discordantes de idades arqueanas (292916 Ma), interpretados como dados de herança. Contudo, evidências dessa herança semelhantes a esta são observadas em outras amostras. Ambas as séries também apresentaram idades de metamorfismo neoproterozóico, no intervalo de 548 17 Ma a 590,5 7,7 Ma que é consistente com o metamorfismo M1 (entre 550 e 590 Ma), contemporâneo à colisão entre os Terrenos Ocidental e Oriental do setor central da Faixa Ribeira (Heilbron, 1993 e Heilbron et al., 1995).