Nanopores, megatonnes, and milliseconds : exploring engineered peptides as antimicrobial, carbon-capture,and biocatalytic agents

Thesis (Ph. D.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Biological Engineering, 2012.Cataloged from PDF version of thesis.Includes bibliographical references (p. 122-131).This work investigates the roles that peptides play in the fields of antimicrobials, surface functionalization, carbon capture, and biocatalysis. The results demonstrate that peptides, sometimes dismissed for their lack of complexity, can have a breadth of applications. First, the killing kinetics of a pore-forming, engineered antimicrobial peptide (CM15) were imaged using a high-speed atomic force microscope (HS-AFM). The fast time resolution of the HS-AFM (13 seconds per image) enabled characterization of the initial stages of the killing of live Escherichia coli cells. The results suggested that the killing process of CM15 is a combination of a time-variable incubation phase and a more rapid execution phase, offering an interesting parallel between antimicrobial-peptide-induced death and mammalian cell apoptotic death. As a follow-up, an engineered peptide (2K1) with high affinity toward oxide surfaces was used to functionalize a diverse set of materials, including titanium dioxide, zinc, and stainless steel. After demonstrating that 2K1 works as affinity tag for small molecules and fusion proteins, a 2K1-CM15 peptide was made in an attempt to develop a single-step, facile antimicrobial functionalization of oxide surfaces. Second, motivated by the role of peptides in mineralization processes, the yeast Saccharomyces cerevisae was engineered to display peptides and proteins that enhanced the capture of CO2 . An industrial-scale CO2 mineralization process was designed using this engineered yeast with an associated cost of $52 per tonne of CO2 . The effect of the engineered yeast on the process was significant - the cost of CO2 capture was decreased by 8.5-13.5%, as compared to a process with no biological components. Finally, M13 bacteriophage (M13 phage) was established as a temperature stable, highlymultivalent biocatalytic scaffold through display of engineered histidine-biased peptides. A protocol for generating histidine-biased peptide libraries displayed on the major coat protein (pVII) of M13 phage was developed. By analogy to known histidine-based active sites, seven sequences were chosen from amongst hundreds of sequenced histidine-biased pVIII peptides. Two demonstrated esterase activity with a ... 170 that matches, and a ... 4 mM that is only 20-fold lower than, that reported for a commputationally designed esterase.by Roberto Juan Barbero.Ph.D

Poorly damped electromechanical oscillation in the 345 kV interconnection between Argentina and Chile : Identification based on a sliding Prony Analysis

Small signal stability problems are one of the major threats to grid stability and reliability. An unstable oscillatory mode can cause large-amplitude oscillations and may result in system breakup and large scale blackouts. There is an existent and non-operating, 345 kV transmission line between Argentinean Interconnected System (SADI) and the Northern Interconnected System (SING), which is one of the two major electrical isolated power systems in Chile with current surplus capacity and ongoing renewable energy developments. In the past, this line was only dedicated to transmit power to Chile from a power plant located in Argentina but isolated from its power system. Recently, there has been an increasing interest in restarting the operation of the 345 kV transmission line to allow the interconnected operation of both systems, SADI and SING, with growing power flows in both directions. Last year, the Company AES GENER (owner of the 345 kV transmission line and some generation plants in Argentina and Chile) received the authorization from both governments to start interconnection feasibility studies [5], to make interconnection tests and to develop operational procedures. Starting up the operation of the transmission line, in order to establish power transactions between both countries, requires the involvement of many energy market players like: system operators, transmission operators, energy policy makers, generation companies, consumers and governmental entities. The “Instituto de Investigaciones Tecnológicas para Redes y Equipos Eléctricos” (IITREE) from La Plata National University, was responsible for performing power measurements, due to the fact that according to power system studies performed by the IITREE and the “Compañía Administradora del Mercado Mayorista Eléctrico S.A." (CAMMESA), a poorly damped electromechanical oscillation in the electrical power was expected.Trabajo C2-205. 46ª CIGRÉ SESSION (International Council on Large Electric Systems).Instituto de Investigaciones Tecnológicas para Redes y Equipos Eléctrico

Poorly damped electromechanical oscillation in the 345 kV interconnection between Argentina and Chile : Identification based on a sliding Prony Analysis

Small signal stability problems are one of the major threats to grid stability and reliability. An unstable oscillatory mode can cause large-amplitude oscillations and may result in system breakup and large scale blackouts. There is an existent and non-operating, 345 kV transmission line between Argentinean Interconnected System (SADI) and the Northern Interconnected System (SING), which is one of the two major electrical isolated power systems in Chile with current surplus capacity and ongoing renewable energy developments. In the past, this line was only dedicated to transmit power to Chile from a power plant located in Argentina but isolated from its power system. Recently, there has been an increasing interest in restarting the operation of the 345 kV transmission line to allow the interconnected operation of both systems, SADI and SING, with growing power flows in both directions. Last year, the Company AES GENER (owner of the 345 kV transmission line and some generation plants in Argentina and Chile) received the authorization from both governments to start interconnection feasibility studies [5], to make interconnection tests and to develop operational procedures. Starting up the operation of the transmission line, in order to establish power transactions between both countries, requires the involvement of many energy market players like: system operators, transmission operators, energy policy makers, generation companies, consumers and governmental entities. The “Instituto de Investigaciones Tecnológicas para Redes y Equipos Eléctricos” (IITREE) from La Plata National University, was responsible for performing power measurements, due to the fact that according to power system studies performed by the IITREE and the “Compañía Administradora del Mercado Mayorista Eléctrico S.A." (CAMMESA), a poorly damped electromechanical oscillation in the electrical power was expected.Trabajo C2-205. 46ª CIGRÉ SESSION (International Council on Large Electric Systems).Instituto de Investigaciones Tecnológicas para Redes y Equipos Eléctrico

Engineered yeast for enhanced CO2 mineralization

In this work, a biologically catalysed CO2 mineralization process for the capture of CO2 from point sources was designed, constructed at a laboratory scale, and, using standard chemical process scale-up protocols, was modelled and evaluated at an industrial scale. A yeast display system in Saccharomyces cerevisae was used to screen several carbonic anhydrase isoforms and mineralization peptides for their impact on CO2 hydration, CaCO3 mineralization, and particle settling rate. Enhanced rates for each of these steps in the CaCO3 mineralization process were confirmed using quantitative techniques in lab-scale measurements. The effect of these enhanced rates on the CO2 capture cost in an industrial scale CO2 mineralization process using coal fly ash as the CaO source was evaluated. The model predicts a process using bCA2-yeast and fly ash is [similar]10% more cost effective per tonne of CO2 captured than a process with no biological molecules, a savings not realized by wild-type yeast and high-temperature stable recombinant CA2 alone or in combination. The levelized cost of electricity for a power plant using this process was calculated and scenarios in which this process compares favourably to CO2 capture by MEA absorption process are presented.MIT Energy InitiativeEni S.p.A. (Firm)National Institutes of Health (U.S.) (NIH Biotechnology Training Program)Thomas and Stacey Siebel Foundatio

Determinación de los modos de oscilación electromecánicos en la interconexión SADI-SING a partir de registros de ensayos

Como consecuencia de las puestas en servicio en Argentina del corredor NOA-NEA de 500 kV y de la obra de ampliación de la capacidad de transformación 500/345 kV en la E.T. Cobos, se han realizado gestiones para reactivar el uso de una línea de transmisión de 345 kV y 410 km de longitud que se encuentra fuera de servicio desde el año 2009. Esta línea vincula la subestación Cobos en la provincia de Salta en el noroeste de Argentina con la subestación Los Andes en el norte de Chile. Estudios eléctricos previos realizados con una Base de datos preliminar de modelos de generadores y sus controles del sistema de transmisión del SING realizados por el Instituto de Investigaciones Tecnológicas para Redes y Equipos Eléctricos (IITREE) y por la Compañía Administradora del Mercado Mayorista Eléctrico SA (CAMMESA) arrojaron como resultado un bajo amortiguamiento de las oscilaciones electromecánicas en la potencia eléctrica intercambiada entre el SING y el SADI por esta línea de interconexión. A solicitud de Termoandes SA (empresa argentina del grupo AES Gener) el IITREE de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP) instaló un equipo registrador digital de formas de ondas a los efectos de registrar las oscilaciones electromecánicas en la potencia transmitida por la línea de 345 kV que vincula ambos sistemas eléctricos. El presente trabajo muestra las mediciones obtenidas durante las pruebas de interconexión realizadas el domingo 11 de Mayo del 2014. Estas pruebas consistieron en la transmisión de 100 MW desde Argentina hacia Chile (exportación) y 150 MW desde Chile hacia Argentina (importación). La duración de las pruebas fue de aproximadamente tres horas. Para ambos sentidos de la transmisión se conectó y desconectó un reactor de barra de 120 Mvar en la barra 500 kV de la ET Cobos con el objeto de provocar las oscilaciones electromecánicas. Las mediciones tuvieron por objeto registrar la eventual presencia de oscilaciones de potencia eléctrica para poder luego determinar la frecuencia y el amortiguamiento de las mismas. Para el análisis de las oscilaciones registradas se utilizó una herramienta desarrollada por el IITREE basada en el método de Prony, especialmente diseñada para que tenga la capacidad de identificar las componentes válidas (Autovalores) de la forma de onda analizada para cada ventana de tiempo. En este trabajo se presentan los resultados y conclusiones obtenidos a partir del procesamiento de las mediciones realizadas en ocasión de la Interconexión SADI-SING.Instituto de Investigaciones Tecnológicas para Redes y Equipos Eléctricos (IITREE

El consumo de psicofármacos en pacientes que acuden a Atención Primaria en el Principado de Asturias (España)

En este estudio se analiza el consumo de psicofármacos en los pacientes que acuden a los centros de Atención Primaria del Principado de Asturias, así como las variables relacionadas con el uso de estas sustancias. La muestra se compuso de 602 personas seleccionadas mediante un muestreo por conglomerados en dos etapas. Los resultados señalan que el 37,9% de los pacientes consume psicofármacos. El consumo de estos medicamentos es significativamente superior en las mujeres, en las amas de casa, en los desempleados y en las personas con bajo nivel educativo. Los trastornos de ansiedad, del sueño y los síntomas depresivos son los motivos más frecuentes. El 28% de la muestra cumplía los criterios de dependencia a este tipo de sustancias. Estos resultados indican unas tasas de consumo muy elevadas y sugieren la necesidad de la puesta en marcha de estrategias que reduzcan el uso de psicofármacos en esta población

Determinación de los modos de oscilación electromecánicos en la interconexión SADI-SING a partir de registros de ensayos

Como consecuencia de las puestas en servicio en Argentina del corredor NOA-NEA de 500 kV y de la obra de ampliación de la capacidad de transformación 500/345 kV en la E.T. Cobos, se han realizado gestiones para reactivar el uso de una línea de transmisión de 345 kV y 410 km de longitud que se encuentra fuera de servicio desde el año 2009. Esta línea vincula la subestación Cobos en la provincia de Salta en el noroeste de Argentina con la subestación Los Andes en el norte de Chile. Estudios eléctricos previos realizados con una Base de datos preliminar de modelos de generadores y sus controles del sistema de transmisión del SING realizados por el Instituto de Investigaciones Tecnológicas para Redes y Equipos Eléctricos (IITREE) y por la Compañía Administradora del Mercado Mayorista Eléctrico SA (CAMMESA) arrojaron como resultado un bajo amortiguamiento de las oscilaciones electromecánicas en la potencia eléctrica intercambiada entre el SING y el SADI por esta línea de interconexión. A solicitud de Termoandes SA (empresa argentina del grupo AES Gener) el IITREE de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP) instaló un equipo registrador digital de formas de ondas a los efectos de registrar las oscilaciones electromecánicas en la potencia transmitida por la línea de 345 kV que vincula ambos sistemas eléctricos. El presente trabajo muestra las mediciones obtenidas durante las pruebas de interconexión realizadas el domingo 11 de Mayo del 2014. Estas pruebas consistieron en la transmisión de 100 MW desde Argentina hacia Chile (exportación) y 150 MW desde Chile hacia Argentina (importación). La duración de las pruebas fue de aproximadamente tres horas. Para ambos sentidos de la transmisión se conectó y desconectó un reactor de barra de 120 Mvar en la barra 500 kV de la ET Cobos con el objeto de provocar las oscilaciones electromecánicas. Las mediciones tuvieron por objeto registrar la eventual presencia de oscilaciones de potencia eléctrica para poder luego determinar la frecuencia y el amortiguamiento de las mismas. Para el análisis de las oscilaciones registradas se utilizó una herramienta desarrollada por el IITREE basada en el método de Prony, especialmente diseñada para que tenga la capacidad de identificar las componentes válidas (Autovalores) de la forma de onda analizada para cada ventana de tiempo. En este trabajo se presentan los resultados y conclusiones obtenidos a partir del procesamiento de las mediciones realizadas en ocasión de la Interconexión SADI-SING.Instituto de Investigaciones Tecnológicas para Redes y Equipos Eléctricos (IITREE

Determinación de los modos de oscilación electromecánicos en la interconexión SADI-SING a partir de registros de ensayos

Como consecuencia de las puestas en servicio en Argentina del corredor NOA-NEA de 500 kV y de la obra de ampliación de la capacidad de transformación 500/345 kV en la E.T. Cobos, se han realizado gestiones para reactivar el uso de una línea de transmisión de 345 kV y 410 km de longitud que se encuentra fuera de servicio desde el año 2009. Esta línea vincula la subestación Cobos en la provincia de Salta en el noroeste de Argentina con la subestación Los Andes en el norte de Chile. Estudios eléctricos previos realizados con una Base de datos preliminar de modelos de generadores y sus controles del sistema de transmisión del SING realizados por el Instituto de Investigaciones Tecnológicas para Redes y Equipos Eléctricos (IITREE) y por la Compañía Administradora del Mercado Mayorista Eléctrico SA (CAMMESA) arrojaron como resultado un bajo amortiguamiento de las oscilaciones electromecánicas en la potencia eléctrica intercambiada entre el SING y el SADI por esta línea de interconexión. A solicitud de Termoandes SA (empresa argentina del grupo AES Gener) el IITREE de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP) instaló un equipo registrador digital de formas de ondas a los efectos de registrar las oscilaciones electromecánicas en la potencia transmitida por la línea de 345 kV que vincula ambos sistemas eléctricos. El presente trabajo muestra las mediciones obtenidas durante las pruebas de interconexión realizadas el domingo 11 de Mayo del 2014. Estas pruebas consistieron en la transmisión de 100 MW desde Argentina hacia Chile (exportación) y 150 MW desde Chile hacia Argentina (importación). La duración de las pruebas fue de aproximadamente tres horas. Para ambos sentidos de la transmisión se conectó y desconectó un reactor de barra de 120 Mvar en la barra 500 kV de la ET Cobos con el objeto de provocar las oscilaciones electromecánicas. Las mediciones tuvieron por objeto registrar la eventual presencia de oscilaciones de potencia eléctrica para poder luego determinar la frecuencia y el amortiguamiento de las mismas. Para el análisis de las oscilaciones registradas se utilizó una herramienta desarrollada por el IITREE basada en el método de Prony, especialmente diseñada para que tenga la capacidad de identificar las componentes válidas (Autovalores) de la forma de onda analizada para cada ventana de tiempo. En este trabajo se presentan los resultados y conclusiones obtenidos a partir del procesamiento de las mediciones realizadas en ocasión de la Interconexión SADI-SING.Instituto de Investigaciones Tecnológicas para Redes y Equipos Eléctricos (IITREE

Cliocanarias III

Este número de Cliocanarias ofrece un conjunto de artículos de investigación y divulgación relativos a muy diversos temas y ámbitos territoriale

Search for dark matter produced in association with bottom or top quarks in √s = 13 TeV pp collisions with the ATLAS detector

A search for weakly interacting massive particle dark matter produced in association with bottom or top quarks is presented. Final states containing third-generation quarks and miss- ing transverse momentum are considered. The analysis uses 36.1 fb−1 of proton–proton collision data recorded by the ATLAS experiment at √s = 13 TeV in 2015 and 2016. No significant excess of events above the estimated backgrounds is observed. The results are in- terpreted in the framework of simplified models of spin-0 dark-matter mediators. For colour- neutral spin-0 mediators produced in association with top quarks and decaying into a pair of dark-matter particles, mediator masses below 50 GeV are excluded assuming a dark-matter candidate mass of 1 GeV and unitary couplings. For scalar and pseudoscalar mediators produced in association with bottom quarks, the search sets limits on the production cross- section of 300 times the predicted rate for mediators with masses between 10 and 50 GeV and assuming a dark-matter mass of 1 GeV and unitary coupling. Constraints on colour- charged scalar simplified models are also presented. Assuming a dark-matter particle mass of 35 GeV, mediator particles with mass below 1.1 TeV are excluded for couplings yielding a dark-matter relic density consistent with measurements