Comprehensive determination of 3JHNHα for unfolded proteins using 13C′-resolved spin-echo difference spectroscopy

An experiment is presented to determine 3JHNHα coupling constants, with significant advantages for applications to unfolded proteins. The determination of coupling constants for the peptide chain using 1D 1H, or 2D and 3D 1H-15N correlation spectroscopy is often hampered by extensive resonance overlap when dealing with flexible, disordered proteins. In the experiment detailed here, the overlap problem is largely circumvented by recording 1H-13C′ correlation spectra, which demonstrate superior resolution for unfolded proteins. J-coupling constants are extracted from the peak intensities in a pair of 2D spin-echo difference experiments, affording rapid acquisition of the coupling data. In an application to the cytoplasmic domain of human neuroligin-3 (hNlg3cyt) data were obtained for 78 residues, compared to 54 coupling constants obtained from a 3D HNHA experiment. The coupling constants suggest that hNlg3cyt is intrinsically disordered, with little propensity for structure

Molecular dynamics simulation of humic substances

© 2014, Orsi. Humic substances (HS) are complex mixtures of natural organic material which are found almost everywhere in the environment, and particularly in soils, sediments, and natural water. HS play key roles in many processes of paramount importance, such as plant growth, carbon storage, and the fate of contaminants in the environment. While most of the research on HS has been traditionally carried out by conventional experimental approaches, over the past 20 years complementary investigations have emerged from the application of computer modeling and simulation techniques. This paper reviews the literature regarding computational studies of HS, with a specific focus on molecular dynamics simulations. Significant achievements, outstanding issues, and future prospects are summarized and discussed

The importance of natural organic material for environmental processes in waters and soils

The role and function of natural organic material (NOM) for the terrestrial and aquati

Fate of herbicides in soils under different types of land use

Contamination of ground water by pesticides is not only caused by their application to agricultural land but also by their use on non-cultivated areas. The objective of this study was to monitor the mobility of three herbicides (simazine, diuron, methabenzthiazuron) in soils under different types of land use (cultivated field, grassland, farm road). For the experimental assessment the herbicides were applied to undisturbed soil cores (diameter 20 cm, depth 40 cm) taken from the selected sites. The lysimeters were maintained under outdoor conditions and disassembled after certain time periods. Leachate and soil layers were analyzed for the active ingredients. Different movement and degradation rates were observed due to the properties of the test substances and soils. The results were compared with data obtained by simulating the movement and degradation of the herbicides using model calculations

Verbleib eines Pflanzenschutzmittels in einem künstlichen Freiland-Fließgewässer

Fließgewässer bieten aufgrund des ständig überströmten Sediments ein Akkumulationspotential für adsorptive und persistente Pflanzenschutzmittel. Schon eine kurzzeitige Belastung der Fließgewässerbiozönose kann aufgrund der hohen Zahl an Arten mit relativ langen Generationszeiten zu einer potenziell nachhaltigeren Wirkung als in stehenden Gewässern führen. Bei dem hier vorgestellten naturnahen Fließgewässersystem handelt es sich um eine im Oval geführte Edelstahlrinne mit einer Länge von 35 m und einer Breite von 60 cm, die in bepflanztes Erdreich eingebettet ist. Unterschiedliche Strömungsbereiche sind durch breitere Abschnitte sowie durch Seitenbuchten realisiert. Die Fließgeschwindigkeit wird durch einen Paddelantrieb gesteuert. Wasser und Sediment wurden einem natürlichen Referenzbach entnommen, zusätzlich waren in verschiedenen Strömungszonen Regenbogenforellen exponiert. Zur Simulation eines Overspray-Eintrags wurde ein Teilbereich der Wasseroberfläche mit einem 14C-markierten Pflanzenschutzmittel übersprüht. Da die Applikation bei Wasserstillstand durchgeführt wurde, konnten in den verschiedenen Strömungsbereichen unterschiedliche Initialkonzentrationen erreicht werden. Die Konzentration der Testsubstanz in der Wasserphase nahm im Laufe der Studie sehr schnell ab (DT ind 50 < 1 d), und neben den erwarteten Hauptmetaboliten wurde ein hoher Anteil an nicht extrahierbaren, polaren Abbauprodukten gebildet. Im Sediment wurde der überwiegende Teil der Gesamtradioaktivität in der oberen Sedimentschicht (0-5 cm, Korngröße < 2 mm) nachgewiesen. Dabei nahm mit zunehmender Verweildauer der Gehalt an gebundenen Rückständen sowie die Verlagerung von radioaktivem Material in tiefere Sedimentschichten zu. In Ruhezonen ohne Wasserfluß wurden deutlich niedrigere Radioaktivitätswerte detektiert, so daß unterschiedliche Belastungsbereiche im System vorlagen. Testsubstanz wurde zu keinem Zeitpunkt im Sediment nachgewiesen. Die Akkumulation von Gesamtradioaktivität in Regenbogenforellen unmittelbar nach Applikation korrelierte mit der standortbezogenen Initialkonzentration in der Wasserphase. Sowohl in den Fischen als auch in Algenproben spiegelte die zeitliche Abnahme der akkumulierten Gesamtradioaktivität die Abnahme der lipophilen Testsubstanz und die Bildung hydrophiler Abbauprodukte in der Wasserphase wider. Das vorgestellte Fließgewässersystem ist hinreichend geeignet, um Aussagen zum räumlichen und zeitlichen Verbleib sowie zur Metabolisierung von Substanzen in der Wasserphase, im Sediment und in den Organismen zu gewinnen. Die Erfassung dieser Daten erlaubt den Nachweis über die langfristige Bioverfügbarkeit und Wirkung einer Substanz und dient als Grundlage für die Interpretation festgestellter Veränderungen im System