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    Food for thought! Inulin-type fructans: does the food matrix matter?

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    Food matrices can be described as the final composition of a food product which results from complex interactions between compounds found within different ingredients and the processing parameters used in production. These factors, not only impact on the final structure of a product, but also have the potential to alter both the structural integrity and bioavailability of potentially beneficial compounds present, for example, dietary fibres. As a result, there is growing curiosity amongst the scientific community on whether the food matrix may impact on the prebiotic efficacy of inulin-type fructans. Therefore, the purpose of this review is to explore previous food-based inulin-type fructan supplementation studies to determine whether the food matrix directly impacts on their prebiotic efficacy. Our working hypothesis is that other potentially prebiotic ingredients and components present within the food may alter inulin-type fructans prebiotic effect

    Lecture Notes on Quantum Field Theory I

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    El documento ha sido corregido por el Servicio de Política Linguística de la Universidad de Valencia.Material docente preparado para la asignatura Teoría Cuántica de Campos en el Master de Física Avanzada.These lectures notes are based on the material covered in the course on Quantum Field Theory I in the Master in Advanced Physics at the University of Valencia, delivered in the years 2017-2021

    Preparación de fibras submicrométricas de base carbonosa para aplicaciones energéticas y medioambientales

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    En esta Tesis Doctoral se estudia la valorizaci√≥n de la lignina como precursor de fibras de carb√≥n. Para ello, las fibras se han preparado por electrospinning de disoluciones de lignina-etanol y lignina-etanol-H3PO4. Para ello se ha optimizado el proceso de preparaci√≥n de fibras de carb√≥n prestando atenci√≥n especial a la etapa de estabilizaci√≥n de las fibras de lignina, ya que esta es la etapa controlante del proceso de preparaci√≥n. De esta forma se han preparado fibras de carb√≥n con distintas propiedades f√≠sico-qu√≠micas para su uso en aplicaciones funcionales como en procesos de adsorci√≥n en fase l√≠quida, procesos catal√≠ticos en fase gaseosa, y procesos de conversi√≥n y almacenamiento de energ√≠a. Gracias a la funcionalizaci√≥n de las fibras de lignina con P se producen unos entrecruzamientos en la estructura de la lignina debido a la formaci√≥n de grupos √©teres fosfatos y polifosfatos, los que mejoran las condiciones de estabilizaci√≥n acortando el proceso en 20 o 50 veces con respecto a las fibras de lignina sin funcionalizar. Adem√°s, debido a la funcionalizaci√≥n con P se han obtenido fibras de carb√≥n estructuradas con elevada resistencia a la oxidaci√≥n, con un car√°cter √°cido y con elevadas superficies espec√≠ficas (hasta 2000 m2/g). Las fibras de carb√≥n sin P y funcionalizadas con P se han utilizado como adsorbentes para la adsorci√≥n de fenol en fase l√≠quida, presentando elevadas capacidades de adsorci√≥n y cin√©ticas de adsorci√≥n muy r√°pidas, debido al car√°cter microporoso que estas tiene y que la porosidad est√° muy accesible desde la superficie de la fibra de carb√≥n. Adem√°s, se ha planteado un modelo matem√°tico para simular el comportamiento en columna de adsorci√≥n, obteniendo resultados muy satisfactorios. Tambi√©n se ha estudiado la regeneraci√≥n de los adsorbentes carbonosos. Al funcionalizar precursores carbonosos con P, se obtienen materiales carbonosos con grupos de P muy estable t√©rmicamente. De esta forma, se ha estudiado la estabilidad t√©rmica de los grupos de f√≥sforo preparando fibras de carb√≥n con temperaturas de carbonizaci√≥n entre 500 y 1600 ¬ļC. Para ello, se ha realizado la descomposici√≥n de isopropanol, una mol√©cula modelo que se utiliza para caracterizar los sitios √°cidos-b√°sicos de la superficie. Las fibras de carb√≥n funcionalizadas con P presentan car√°cter √°cido, deshidratando el isopropanol para la producci√≥n de etileno. Estos catalizadores carbonosos presentan √°cidez comparable a la de un catalizador comercial √°cido. Se han preparado electrocatalizadores carbonosos con muy buena dispersi√≥n de part√≠culas de platino por toda la matriz carbonosa. Esta buena dispersi√≥n y homogeneidad se debe a que se han preparado fibras de lignina con metales en un solo paso. Estos electrocatalizadores presentan buen comportamiento para la electroxidaci√≥n de metanol y etanol. Se propone el uso de fibras de carb√≥n como electrodos carbonosos en supercondensadores sin la adici√≥n de promotor de la conductividad y aglomerante. Se han preparado fibras de carb√≥n lineales y con un cierto grado de interconexi√≥n a temperaturas de carbonizaci√≥n de 900 ¬ļC, presentando buenas conductividades el√©ctricas y elevados valores de capacidad. Adem√°s, la carga y descarga del supercondensador se realiza en varios segundos

    The Role of the GATA Transcription Factor Gaf1 in Nutrient Responses and Cellular Ageing

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    The discovery of the biological bases of ageing continues to be one of the most fascinating challenges in modern science. Current efforts have narrowed the complexity of such task by focusing on mechanisms used by the cell to couple its physiology with environmental stimuli as they are often involved in the regulation of ageing. The Target of Rapamycin (TOR) have been proved to be a rheostat of nutritional status orchestrating cellular growth and homeostasis mainly through the regulation of transcriptional responses that remain to be understood. Recent studies unveiled novel functions of the evolutionarily conserved GATA transcription factor Gaf1 in nutrient sensing pathways and potentially in cellular ageing by regulating transcription downstream of TOR signalling. To elucidate these questions, the robust model organism Schizosaccharomyces pombe was used in this study due to its relevant similarity with higher eukaryotes and thoroughly described genetics. The experimental settings involved a combination of in silico analyses, fitness assessments, revivability assays, transcriptomics, mutagenesis, chemical-genetics, and interactome to further characterise functions of Gaf1. This study also contributed to the identification of candidate genes that promote longevity and mediate the resistance of mutant cells depleted of gaf1 gene to the TOR-kinase inhibitor torin1. The results indicate that upon TOR complex 1 (TORC1) inhibition, Gaf1 represses genes that induce protein translation (anabolism) and upregulates genes required for survival (catabolism) under adverse nutritional conditions downstream of TORC1

    Estudio del mecanismo de reacción e inhibición de cisteína proteasas mediante métodos multiescala

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    En esta tesis doctoral se realizaron estudios computacionales para las enzimas caspasa-1 y la 3CLpro del SARS-CoV-2. Estas enzimas pertenecen a la familia de las ciste√≠na proteasas, las cuales hidrolizan sus respectivos sustratos rompiendo un enlace pept√≠dico en particular. En esta reacci√≥n interviene una diada catal√≠tica conformada por un par Cis-His. La caspasa-1 fue seleccionada debido a su importancia farmacol√≥gica en la enfermedad de Alzheimer, y la enzima 3CLpro del SARS-CoV-2 por estar involucrada en el proceso de replicaci√≥n del virus responsable de la enfermedad del COVID-19. Para ambas se realizaron estudios que ayudaron a racionalizar el mecanismo de reacci√≥n con su sustrato natural utilizando m‚ÄÄtodos QM/MM. Tambi√©n se realizaron estudios de una serie de inhibidores enzim√°ticos covalentes identificando las interacciones clave enzima-sustrato que ayudar‚ÄÄn a mejorar el desempe√Īo de los inhibidores frente a sus respectivas enzimas. El mecanismo de reacci√≥n encontrado para la enzima caspasa-1 ocurre por una ruta alternativa al mecanismo est√°ndar de este tipo de enzimas. En el mecanismo encontrado en nuestras simulaciones la ciste√≠na catal√≠tica se activa directamente por el grupo amino de su sustrato natural, lo que facilita el posterior ataque nucleof√≠lico del azufre al carbonilo y la ruptura del enlace pept√≠dico. En este estudio se determin√≥‚ÄÄque el estado de protonaci√≥n de la dada catal√≠tica que mejor correlaciona con los resultados experimentales es aquel en el que ambos residuos est√°n neutros, encontr√°ndose el prot√≥n de la histidina sobre el nitr√≥geno delta. Tambi√©n se determina que los inhibidores m√°s potentes para la caspasa-1 son aquellos que, presentan mejores interacciones con los residuos His342, Pro343 and Arg383, adicionalmente a las interacciones ya bien caracterizadas para la estabilizaci√≥n del oxiani√≥n formado durante la reacci√≥n. En el caso de la 3CLpro del SARSCoV-2, los resultados apuntan a que la dada catal√≠tica en el complejo de Michaelis se encuentra en estado neutro, siendo necesaria la activaci√≥n de la ciste√≠na por parte de la histidina catal√≠tica para que la reacci√≥n proceda. Posteriormente el grupo amino del sustrato abstrae el prot√≥n de la histidina mientras se da el ataque nucleof√≠lico del azufre de la ciste√≠na sobre el carbono del carbonilo del enlace pept√≠dico. Para la etapa de de-acilaci√≥n se describi√≥ un mecanismo de reacci√≥n alternativo, en donde el grupo amino del grupo saliente desprotona la mol√©cula de agua que posteriormente va a hidrolizar el complejo acil-enzima. En cuanto a la inhibici√≥n enzim√°tica, se encontr√≥ un mecanismo de intercambio de protones mediado por una mol√©cula de agua, o un grupo hidroxilo. Los hallazgos de esta tesis doctoral abren la puerta para el desarrollo de potentes inhibidores para las dos enzimas involucradas en este estudio, esperando as√≠‚ÄÄcontribuir al desarrollo de medicamentos que ayuden a tratar las enfermedades en las que se encuentran involucradas.In this doctoral thesis, computational studies were carried out for the enzymes caspase-1 and 3CLpro of SARS-CoV-2. These enzymes belong to the cysteine ‚Äč‚Äčprotease family, which hydrolyze their respective substrates by breaking a particular peptide bond. This reaction involves a catalytic dyad made up of a Cis-His pair. The enzymes Caspase-1 and the SARS-CoV-2 enzyme 3CLpro were selected due to its pharmacological importance in Alzheimer's disease and in the COVID-19 disease respectively. For both, studies were carried out that helped to rationalize the reaction mechanism with its natural substrate using QM/MM methods. Also, studies on a series of covalent inhibitors were conducted in order to identify the key enzyme-substrate interactions that will help improve the performance of the inhibitors against their respective enzymes. The reaction mechanism found for the caspase-1 enzyme occurs through an alternative route to the standard mechanism of this type of enzyme. In the mechanism found in our simulations, the catalytic cysteine ‚Äč‚Äčis activated directly by the amino group of its natural substrate, which facilitates the subsequent nucleophilic attack of sulfur on the carbonyl and the breaking of the peptide bond. In this study it was determined‚Äāthat the protonation state of the catalytic dyad that best correlates with the experimental results is the one in which both residues are neutral, with the histidine protonated on the delta nitrogen. It was also determined that the most potent inhibitors for caspase-1 are those that present better interactions with residues His342, Pro343 and Arg383, in addition to the interactions already well characterized for the stabilization of the oxyanion formed during the reaction. In the case of the 3CLpro of SARSCoV-2, the results indicate that the catalytic dyad in the Michaelis complex exist in a neutral state, requiring the cysteine be activated ‚Äč‚Äčby the catalytic histidine for the reaction to proceed. Subsequently, the amino group of the substrate abstracts the proton from the histidine while the nucleophilic attack of the cysteine ‚Äč‚Äčsulfur on the carbonyl carbon of the peptide bond takes place. An alternative reaction mechanism was described for the deacylation step, where the amino group of the leaving group deprotonates the water molecule that subsequently hydrolyzes the acyl-enzyme complex. Regarding enzyme inhibition, a proton exchange mechanism mediated by a water molecule or a hydroxyl group was found. The findings of this doctoral thesis open the door for the development of powerful inhibitors for the two enzymes involved in this study, thus hoping to contribute to the development of drugs that help treat the diseases in which they are involved
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