Influence of interface structure on electronic properties and Schottky barriers in Fe/GaAs magnetic junctions

The electronic and magnetic properties of Fe/GaAs(001) magnetic junctions are investigated using first-principles density-functional calculations. Abrupt and intermixed interfaces are considered, and the dependence of charge transfer, magnetization profiles, Schottky barrier heights, and spin polarization of densities of states on interface structure is studied. With As-termination, an abrupt interface with Fe is favored, while Ga-terminated GaAs favors the formation of an intermixed layer with Fe. The Schottky barrier heights are particularly sensitive to the abruptness of the interface. A significant density of states in the semiconducting gap arises from metal interface states. These spin-dependent interface states lead to a significant minority spin polarization of the density of states at the Fermi level that persists well into the semiconductor, providing a channel for the tunneling of minority spins through the Schottky barrier. These interface-induced gap states and their dependence on atomic structure at the interface are discussed in connection with potential spin-injection applications.Comment: 9 pages, 9 figures, to appear in PR

Синтез та вивчення протипухлинної активності похідних 1,4-діарил-5,6,7,8-тетрагідро-2,2а,8а-триазациклопента[cd]азуленів

Aim. To synthesize, prove the structural framework and study the antitumor activity of 1,4-diaryl-5,6,7,8-tetrahydro-2,2a,8a-triazacyclopenta [cd]azulene derivatives.Results and discussion. To determine the antineoplastic activity of 1-phenyl-4-aryl-5,6,7,8-tetrahydro-2,2a,8a-triazacyclopenta[cd]azulenes 7a-g and 1-(41-bromophenyl)-4-aryl-5,6,7,8-tetra-hydro-2,2a,8a-triazacyclopenta [cd]azulenes 7h-k the study in vitro was carried out on 60 lines of cancer cells (leukemia, non-small cell lung cancer, colon cancer, CNS cancer, melanoma, ovarian cancer, renal cancer, prostate cancer and breast cancer) under the effect of the substance in the concentration of 10-5 mol/l according to the standard procedure of the mitotic activity assessment of the new potential bioactive compounds by the fluorescent coloring method (sulphorhodamine B as a dye) performed in the US National Institute of cancer within the Development Therapeutic Program.Experimental part. 2-Methoxy-3,4,5,6-tetrahydro-7H-azepine was obtained by alkylation of caprolactam with dimethyl sulfate. 3-Phenyl or (41-bromophenyl)-(6,7,8,9-tetrahydro-5H-[1,2,4]triazolo[4,3-a]azepine 4 a,b was obtained by condensation of 2-methoxy-3,4,5,6-tetrahydro-7H-azepine 1 with 4-bromobenzoic acid hydrazide and subsequent cyclization of the intermediate product. The 1Н-NMR spectra were recorded on a Bruker VXR-300 spectrometer (Germany) with the working frequency of 299.945 MHz, in DMSO-d6 using tetramethylsilane (TMS) as an internal standard. The purity of the compounds synthesized was controlled by TLC on the Silufol UV-254 plates in the system of chloroform – methanol (9 : 1). Conclusions. New chemical compounds – derivatives of 1-phenyl(41-bromphenyl)-4-aryl-5,6,7,8-tetrahydro-2,2a,8a-triaza-cyclopenta[cd]azulene have been synthesized. The anticancer activity of the compounds obtained on 60 lines of tumor cells in the US National Cancer Institute has been studied. The high-active compounds that exhibit high levels of the antitumor activity have been identified.Цель работы –синтезировать, доказать структурное строение и провести изучение противоопухолевой активности производных 1,4-диарил-5,6,7,8-тетрагидро-2,2А, 8а-триазациклопента[cd]азулена.Результаты и их обсуждение. Для определения противоопухолевой активности 1-фенил-4-арил-5,6,7,8-тетрагидро-2,2а, 8а-триазациклопента [cd] азулена 7a-g и 1-(41-бромфенил)-4-арил-5,6,7,8-тетрагидро-2,2а,8а-триазациклопента[cd]азулена 7h-k было проведено исследование in vitro на 60 линиях раковых клеток (лейкемии, легких, толстого кишечника, ЦНС, меланомы, яичников, почек, простаты, молочной железы) при воздействии вещества в концентрации 10-5 моль/л по стандартной процедуре оценки митотической активности новых потенциальных биологически активных соединений методом флуоресцентной окраски (краситель – сульфородамин Б), выполненных в Национальном институте рака США (National Cancer Institute of Health, USA) в рамках Development Therapeutic Program.Экспериментальная часть. 2-метокси-3,4,5,6-тетрагидро-7H-азепин получено алкилированием капролактама диметилсульфатом. 3-(41-бромфенил)-6,7,8,9-тетрагидро-5H-[1,2,4]триазоло[4,3-a]азепин получено конденсацией 2-метокси-3,4,5,6-тетрагидро-7H-азепин с гидразидом парабромбензойной кислоты и последующей циклизацией промежуточного продукта. Спектры ПМР были зарегистрированы на спектрометре Bruker VXR-300, рабочая частота – 299,945 МГц, внутренний стандарт ТМС. Контроль за чистотой синтезированных соединений осуществлялся с помощью ТСХ на пластинках Silufol UV-254 в системе хлороформ – метанол 9 : 1.Выводы. Синтезированы новые химические соединения – производные 1,4-диарил-5,6,7,8-тетрагидро-2,2а,8а-триазациклопента[cd]азулена. Изучена противораковая активность полученных соединений на 60 линиях опухолевых клеток в Национальном институте рака США. Идентифицированы высокоактивные соединения, которые проявили высокий уровень противоопухолевой активности.Мета роботи – синтезувати, довести структурну будову та провести вивчення протипухлинної активності похідних 1,4-діарил-5,6,7,8-тетрагідро-2,2а,8а-триазациклопента[cd]азуленів.Результати та їх обговорення. Для визначення протипухлинної активності 1-феніл-4-арил-5,6,7,8- тетрагідро-2,2а,8а-триазациклопента[cd]азулену 7a-g та 1-(41-бромфеніл)-4-арил-5,6,7,8-тетрагідро-2,2а,8а-триазациклопента[cd]азулену 7h-k дослідження проведено in vitro на 60 лініях ракових клітин (лейкемії, легень, товстого кишківника, ЦНС, меланоми, яєчників, нирок, простати, молочної залози) при дії речовини в концентрації 10-5 моль/л за стандартною процедурою оцінки мітотичної активності нових потенційних біологічно активних сполук методом флуоресцентного зафарбування (барвник – сульфородамін Б), виконаних у Національному інституті раку США (National Cancer Institute of Health, USA) в рамках Development Therapeutic Program.Експериментальна частина. 2-Метокси-3,4,5,6-тетрагідро-7H-азепін одержано алкілуванням капролактаму диметилсульфатом. 3-(41-Бромфеніл)-6,7,8,9-тетрагідро-5H-[1,2,4]триазоло[4,3-a]азепін одержано конденсацією 2-метокси-3,4,5,6-тетрагідро-7H-азепіну з гідразидом пара-бромбензойної кислоти та подальшою циклізацією проміжного продукту. Спектри ПМР були зареєстровані на спектрометрі Bruker VXR-300, робоча частота – 299,945 МГц, внутрішній стандарт ТМС. Контроль за чистотою синтезованих сполук здійснювався за допомогою ТШХ на пластинках Silufol UV-254 в системі хлороформ – метанол 9 : 1.Висновки. Синтезовані нові хімічні речовини – похідні 1,4-діарил-5,6,7,8-тетрагідро-2,2а,8а-триазациклопента [cd]азулену. Вивчена протиракова активність одержаних сполук на 60 лініях пухлинних клітин в Національному інституті раку США. Ідентифіковані високоактивні сполуки, які проявили високий рівень протипухлинної активності

The Change of Protein Intradomain Mobility on Ligand Binding: Is It a Commonly Observed Phenomenon?

AbstractAnalysis of changes in the dynamics of protein domains on ligand binding is important in several aspects: for the understanding of the hierarchical nature of protein folding and dynamics at equilibrium; for analysis of signal transduction mechanisms triggered by ligand binding, including allostery; for drug design; and for construction of biosensors reporting on the presence of target ligand in studied media. In this work we use the recently developed HCCP computational technique for the analysis of stabilities of dynamic domains in proteins, their intrinsic motions and of their changes on ligand binding. The work is based on comparative studies of 157 ligand binding proteins, for which several crystal structures (in ligand-free and ligand-bound forms) are available. We demonstrate that the domains of the proteins presented in the Protein DataBank are far more robust than it was thought before: in the majority of the studied proteins (152 out of 157), the ligand binding does not lead to significant change of domain stability. The exceptions from this rule are only four bacterial periplasmic transport proteins and calmodulin. Thus, as a rule, the pattern of correlated motions in dynamic domains, which determines their stability, is insensitive to ligand binding. This rule may be the general feature for a vast majority of proteins