Estudio mediante dinámica molecular de la estructura tridimensional del κ–carragenano en diferentes solventes

El κ–carragenano es un polisacárido iónico extraído de algas marinas rojas constituido por unidades repetitivas copolimericas de α–(1–3) D–galactosa 4–sulfato y β–(1–4) 3,6–anhydro–D–galactosa. El conocimiento de las bases moleculares que determinan la conformación tridimensional de este polisacárido, es fundamental tanto para comprender las interacciones que llevan a la formación de geles como para regular sus propiedades industriales. Como sucede con tantos biopolímeros, si bien su estructura primaria es conocida, su estructura secundaria no está aún bien determinada, dependiendo la misma de las condiciones físico–químicas de la solución. En este trabajo proponemos estudiar el efecto de las moléculas de solvente sobre la conformación molecular. Para ello se ha realizado un estudio mediante dinámica molecular (MD) de un decámero de las unidades disacarídicas que forman el κ–carragenano, con el soluto sumergido en dos solventes moleculares explícitos de propiedades muy distintas: DMSO y agua. Las simulaciones fueron realizadas utilizando el paquete computacional GROMACS MD, utilizando en ambos cálculos átomos de Na+ como contraiones. Se han calculado las trayectorias de los ángulos diedros glicosídicos, los enlaces hidrógenos y las distancias interatómicas más relevantes a la conformación polimérica, mostrándose un buen acuerdo con los resultados experimentales disponibles, así como una coherencia global con cálculos previos de mecánica y dinámica molecular en agua o vacío.The κ–carrageenan is an ionic polysaccharide extracted from marine red algae constituted by the copolymeric repetitive units of α–(1–3) D–galactose 4 – sulfate and β–(1–4) 3,6–anhydro–D–galactose. The knowledge of the molecular bases that determine the three–dimensional conformation of this polysaccharide is fundamental to understand the interactions leading to gel formation, as well as the regulation of its industrial properties. As with other biopolymers, even though its primary structure is well–known, the secondary structure is still a matter of debate. This work present and discuss the results of Molecular Dynamics (MD) simulations of a decamer of the repeating disaccharide unit constituting the κ–carrageenan. The simulations were run using the GROMACS MD package, with the solute immersed in molecular solvent, either DMSO or water, and using Na+ atoms as counterions. The dynamics of the central glycosidic angles are presented, as well as the pattern of possible intramolecular and solvent mediated H–bonds and some characteristics interatomic distances. These results are in good agreement with the available experimental data, as well as those of previous molecular mechanics and dynamics.Fil: Fernandez Gauna, María Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo; ArgentinaFil: Villegas, M.. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Guidugli, S.. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Esteban, C.. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Paoletti, S.. Universita Degli Studi Di Trieste; ItaliaFil: Pantano, S.. Instituto Pasteur de Montevideo; UruguayFil: Benegas, Julio Ciro. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis; Argentin

Polymeric properties of κ-carrageenan chains at diferents temperatures

Este trabajo describe la dependencia con la temperatura de la longitud de persistencia y el cociente característico de cadenas del polisacárido iónico κ-carragenano. Estas propiedades poliméricas fueron calculadas en una asamblea estadística de cadenas largas (n=900) construidas con un algoritmo de Monte Carlo que utiliza resultados de dinámica molecular para asignar probabilidades para la agregación de unidades poliméricas a una cadena en construcción. Los resultados muestran que al bajar la temperatura de la solución de 363K a 282K la longitud de persistencia de las cadenas casi se duplica, obteniéndose a 282K un valor de 7 nm, muy cercano al valor experimental. Este comportamiento indica que al bajar la temperatura las cadenas se ordenan y vuelven más rígidas, condiciones esenciales para la formación de los geles termoreversibles y mesofases ordenadas que caracterizan a este polisacárido iónico en solución acuosa.This work describes the temperature dependence of persistence lengths and characteristic ratios of 900 residues long κ−carrageenans chains. These polymeric properties were calculated on an appropriate ensemble of calculated long chains (n=900), which were built with a Monte Carlo algorithm that assigned conformational probabilities based on the results of previously run molecular dynamics simulations. In very good agreement with experimental results, a value of 7nm is obtained for the calculated persistence length at 282K, which almost double the value calculated at 363K. This behavior indicates that the κ−carrageenans chains become more rigid and ordered at low temperatures, the basic condition for chain association leading to the formation of the thermo reversible gels and ordered mesophases that characterize this polysaccharide in aqueous solutions.Fil: Villegas, M.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico, Matemáticas y Naturales. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis ; Argentina. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Guidugli, S.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico, Matemáticas y Naturales. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis ; Argentina. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Esteban, C.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico, Matemáticas y Naturales. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis ; Argentina. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Fernandez Gauna, María Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico, Matemáticas y Naturales. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis ; Argentina. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Pantano, S.. Instituto Pasteur de Montevideo; UruguayFil: Paoletti, S.. Universita Degli Studi Di Trieste; ItaliaFil: Benegas, Julio Ciro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico, Matemáticas y Naturales. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis ; Argentina. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales. Departamento de Física; Argentin

Flexibilty of neutral and charged chains of polygalacturonic acid in diferent solvent

El objetivo de este trabajo es estudiar el efecto del solvente y del estado de carga sobre la flexibilidad de cadenas de ácido péctico (poli(1→4)-α-D-galacturónico). Para ello se construyeron cadenas de longitud creciente mediante un algoritmo de Monte Carlo que utiliza los resultados de dinámica molecular (DM) para asignar probabilidades para la orientación de cada monómero agregado a la cadena. Mediante este procedimiento se crearon asambleas estadísticas de cadenas no perturbadas de hasta 900 monómeros, para los cuatro casos de interés: cadenas totalmente ionizadas o neutras de ácido péctico en agua o dimetilsulfóxido (DMSO). Las correspondientes longitudes de persistencia y cocientes característicos calculados en estas asambleas estadísticas establecen que, en agua, el ácido péctico ionizado es más rígido que el descargado, confirmando algunos resultados de literatura. En DMSO se revierte la situación, señalando la complejidad de la dependencia con el estado de carga y el solvente de las propiedades conformacionales de este biopolímero. Un análisis de los resultados de las respectivas DM muestra que los puentes hidrógenos intramoleculares no se correlacionan con este comportamiento de la longitud de persistencia, pero que sí lo hace la masa de las moléculas de solvente unidas mediante enlaces de hidrógeno al soluto. Se especula que, para este polisacárido extendido y relativamente rígido, la interacción con las moléculas del solvente, manifestada a través del efecto inercial de esta masa "extra", puede ser un factor importante de estabilidad conformacional.The aim of this work is to study the effect of different molecular solvents and charge state on the conformational properties of pectic acid (poly(1→4)-α-D-galacturonic). For that purpose statistical ensembles of long polygalacturonic chains have been created using a Monte Carlo approach in which, after an initial monomer is selected, the dihedral angles of the following monomer are assigned through a Metropolis algorithm that uses conformational probabilities obtained from the trajectories of molecular dynamics simulations of the four cases of interest; the fully protonated and charged polymer in molecular water or DMSO solvents. For all these cases characterization of polymer flexibility is obtained by calculating characteristic ratios and persistence lengths on the respective populations. The results show that the charged chains in water are more rigid than the neutral counterpart, while in explicit DMSO the situation is reversed. Analyses of the previous MD show that intramolecular Hbond patterns (both direct and mediated by solvent molecules) do not correlate with this flexibility pattern. An important correlation is found, however, between the variation of the persistence length and the “extra” mass, defined as the mass of solvent molecules H-bonded added to the saccharide. We speculate that, for this type of elongated molecules, whose conformational space is restricted to a single region at large values of both glycosidic angles, the large inertia of this “extra” mass could play an important role in hindering its torsional mobility.Fil: Guidugli, S.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico, Matemáticas y Naturales. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis ; Argentina. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Villegas, M.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico, Matemáticas y Naturales. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis ; ArgentinaFil: Esteban, C.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico, Matemáticas y Naturales. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis ; Argentina. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Fernandez Gauna, María Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico, Matemáticas y Naturales. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis ; Argentina. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Pantano, S.. Instituto Pasteur de Montevideo; UruguayFil: Paoletti, S.. Universita Degli Studi Di Trieste; ItaliaFil: Benegas, Julio Ciro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi". Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico, Matemáticas y Naturales. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis ; Argentina. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales. Departamento de Física; Argentin

Equatorial and related non-equilibrium states in magnetization dynamics of ferromagnets: Generalization of Suhl's spin-wave instabilities

We investigate the nonlinear dynamics underlying the evolution of a 2-D nanoscale ferromagnetic film with uniaxial anisotropy in the presence of perpendicular pumping. Considering the associated Landau-Lifshitz spin evolution equation with Gilbert damping together with Maxwell equation for the demagnetization field, we study the dynamics in terms of the stereographic variable. We identify several new fixed points for suitable choice of external field in a rotating frame of reference. In particular, we identify explicit equatorial and related fixed points of the spin vector in the plane transverse to the anisotropy axis when the pumping frequency coincides with the amplitude of the static parallel field. We then study the linear stability of these novel fixed points under homogeneous and spin wave perturbations and obtain a generalized Suhl's instability criterion, giving the condition for exponential growth of P-modes under spin wave perturbations. Two parameter phase diagrams (in terms of amplitudes of static parallel and oscillatory perpendicular magnetic fields) for stability are obtained, which differ qualitatively from those for the conventional ferromagnetic resonance near thermal equilibrium and are amenable to experimental tests.Comment: 23 pages, 5 figures, To appear in Physica

The constitutive tensor of linear elasticity: its decompositions, Cauchy relations, null Lagrangians, and wave propagation

In linear anisotropic elasticity, the elastic properties of a medium are described by the fourth rank elasticity tensor C. The decomposition of C into a partially symmetric tensor M and a partially antisymmetric tensors N is often used in the literature. An alternative, less well-known decomposition, into the completely symmetric part S of C plus the reminder A, turns out to be irreducible under the 3-dimensional general linear group. We show that the SA-decomposition is unique, irreducible, and preserves the symmetries of the elasticity tensor. The MN-decomposition fails to have these desirable properties and is such inferior from a physical point of view. Various applications of the SA-decomposition are discussed: the Cauchy relations (vanishing of A), the non-existence of elastic null Lagrangians, the decomposition of the elastic energy and of the acoustic wave propagation. The acoustic or Christoffel tensor is split in a Cauchy and a non-Cauchy part. The Cauchy part governs the longitudinal wave propagation. We provide explicit examples of the effectiveness of the SA-decomposition. A complete class of anisotropic media is proposed that allows pure polarizations in arbitrary directions, similarly as in an isotropic medium.Comment: 1 figur

Paper-based microfluidic devices on the crime scene: a simple tool for rapid estimation of post-mortem interval using vitreous humour

CAPES - COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL DE NÍVEL SUPERIORCNPQ - CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICOFUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE GOIÁS - FAPEGFAPESP - FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DEThis paper describes for the first time the use of paper-based analytical devices at crime scenes to estimate the post-mortem interval (PMI), based on the colorimetric determination of Fe2+ in vitreous humour (VH) samples. Experimental parameters such as9746974CAPES - COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL DE NÍVEL SUPERIORCNPQ - CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICOFUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE GOIÁS - FAPEGFAPESP - FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DECAPES - COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL DE NÍVEL SUPERIORCNPQ - CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICOFUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE GOIÁS - FAPEGFAPESP - FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE3363/201488881.062204/2014-01448089/2014-9308140/2016-8sem informação2016/07384-7This study was supported by CAPES (grants 3363/2014 and 88881.062204/2014-01), CNPq (grants 448089/2014-9 and 308140/2016-8), FAPEG, FAPESP (grant 2016/07384-7) and INCTBio (grant 465389/2014-7). CAPES and CNPq are also acknowledged for the scholarships

Genetic characterization of 12 heterologous microsatellite markers for the giant tropical tree Cariniana legalis (Lecythidaceae)

Twelve microsatellite loci previously developed in the tropical tree Cariniana estrellensis were genetically characterized in Cariniana legalis. Polymorphisms were assessed in 28 C. legalis individuals found between the Pardo and Mogi-Guaçu River basins in the state of São Paulo, Brazil. Of the 12 loci, 10 were polymorphic and exhibited Mendelian inheritance. The allelic richness at each locus ranged from 2-11, with an average of 7 alleles per locus, and the expected heterozygosity ranged from 0.07-0.88. These loci showed a high probability of paternity exclusion. The characteristics of these heterologous microsatellite markers indicate that they are suitable tools for investigating questions concerning population genetics in C. legalis

Wolbachia in the flesh: symbiont intensities in germ-line and somatic tissues challenge the conventional view of Wolbachia transmission routes

Symbionts can substantially affect the evolution and ecology of their hosts. The investigation of the tissue-specific distribution of symbionts (tissue tropism) can provide important insight into host-symbiont interactions. Among other things, it can help to discern the importance of specific transmission routes and potential phenotypic effects. The intracellular bacterial symbiont Wolbachia has been described as the greatest ever panzootic, due to the wide array of arthropods that it infects. Being primarily vertically transmitted, it is expected that the transmission of Wolbachia would be enhanced by focusing infection in the reproductive tissues. In social insect hosts, this tropism would logically extend to reproductive rather than sterile castes, since the latter constitute a dead-end for vertically transmission. Here, we show that Wolbachia are not focused on reproductive tissues of eusocial insects, and that non-reproductive tissues of queens and workers of the ant Acromyrmex echinatior, harbour substantial infections. In particular, the comparatively high intensities of Wolbachia in the haemolymph, fat body, and faeces, suggest potential for horizontal transmission via parasitoids and the faecal-oral route, or a role for Wolbachia modulating the immune response of this host. It may be that somatic tissues and castes are not the evolutionary dead-end for Wolbachia that is commonly thought

Autosomal recessive LRP1-related syndrome featuring cardiopulmonary dysfunction, bone dysmorphology, and corneal clouding.

We provide the first study of two siblings with a novel autosomal recessive LRP1-related syndrome identified by rapid genome sequencing and overlapping multiple genetic models. The patients presented with respiratory distress, congenital heart defects, hypotonia, dysmorphology, and unique findings, including corneal clouding and ascites. Both siblings had compound heterozygous damaging variants, c.11420G \u3e C (p.Cys3807Ser) and c.12407T \u3e G (p.Val4136Gly) i