Fehérjék membránba ágyazódásának, szerveződésének és lipidekkel való kölcsönhatásának biofizikája = Biophysics of protein insertion and folding in membranes and their interaction with lipids

1. A vakuólum ATPáz (V-ATPáz). Ez a membránkötött molekuláris motor az ATP hidrolízisből nyert kémiai energia révén protonokat pumpál a membránon keresztül, ami miatt a csontritkulás potenciális terápiájában ez az egyik kulcs target enzim. Meghatároztuk szintetikus V-ATPáz gátlóanyagok membránbeli lokalizációját, ami segíti az enzimen található kötőhelyeik azonosítását. Kimutattuk, hogy a V-ATPáz c alegységét funkcionálisan helyettesíteni képes langusztából izolált membránfehérje kétértékű kation kötőhelyet tartalmaz, aminek valószínűleg szerepe van a V-ATPáz c alegységének hatos gyűrűbe való rendeződésében. 2. Fehérjék és polipeptidek membránlipidekkel való kölcsönhatása. Foszfolipid membránok összetételének és fizikai állapotának a hidrofób gramicidin A és vízoldékony lizozim antibiotikumok membrán-kötődésére, -orientációjára és termikus kitekeredésére gyakorolt hatását tanulmányoztuk. A kapott eredmények új adatokat szolgáltatnak a nem kovalens lipid-fehérje kölcsönhatások szerepére az antibiotikus folyamatokban. A membránfehérjékkel kölcsönható határfelületi és kofaktor lipidek konformációját és a kölcsönhatás sztöchiometriáját tanulmányoztuk atomi felbontásban, publikált kristályszerkezetek felhasználásával. Az eredmények fontosak a lipid-fehérje kölcsönhatás natív biomembránokban tapasztalható funkcionális jelentőségének megértése szempontjából. A munkaterv némileg módosult a szerződött pályázatból való utólagos elvonások miatt. | 1. The vacuolar proton-ATPase (V-ATPase). This membranous molecular motor uses energy from ATP hydrolysis to drive proton transfer across membranes, hence it is a key potential target enzyme in osteoporosis therapy. Synthetic V-ATPase inhibitors were located in model membranes aiding the identification of their binding sites on the enzyme. A divalent cation binding site has been identified on a membrane protein isolated from lobster that is able to functionally substitute the V-ATPase subunit c. This binding site is likely to be related to the hexameric assembly of the subunit c ring of V-ATPase. 2. Protein- and polypeptide-membrane lipid interactions. The effect of the composition and the physical state of the phospholipid bilayer on the membrane-binding, -orientation and thermal unfolding of the hydrophobic gramicidin A and the water-soluble lysozyme hydrolase antibiotics were studied. The results provide new data on the significance of non-covalent lipid-protein interactions in anti-microbial processes. The conformation and stoichiometry of both annular and co-factor lipids interacting with membrane proteins were studied at atomic resolution using published crystal structures. The results are essential for the understanding the functional significance of lipid-protein interactions in native biomembranes. The grant suffered from some post-contract fund with-drawals

Különleges atommagoktól a molekuláris elektronikáig = From Exotic Nuclei to Molecular Electronics

Kötött és nem kötött magfizikai néhánytest-rendszerek leírási módszereit tökéletesítettük mag-, atom- és szilárdtest-fizikai feladatok megoldására. Gauss-bázisos stochasztikus variációs módszerünkkel módszeresen megkerestük néhány töltött részecske kötött állapotait. Töltött excitonok rezonanciáit lokalizáltuk. Felderítettük a pozitron+H rendszer rezonanciáinak szerkezetét. Megállapítottuk, hogy Fagyejev-Merkurjev-típusú módszerünk három töltött részecske leírására egy másik módszerrel egyenértékű, de takarékosabb. Két elektron és egy pozitron együttesében végtelen sok rezonanciát találtunk a kéttest-küszöbhöz tapadva. Ezeket a Jefimov-hatásnak tulajdonítjuk. Úgy találtuk, hogy a proton+deuteron rendszer nemlokális kéttest-potenciállal éppolyan jól leírható, mint háromtest-erőt tartalmazó lokális potenciállal. A kétalfa-rendszer alapállapoti rezonanciaenergiáját, szórási fázisait, a 12C alfaszerű állapotait egy potenciálmodellben egyszerre reprodukáltuk. A magok csomókra bonthatóságát, deformációját, kollektív viselkedését, alakfázisait és -átmeneteit a szimmetriák nyelvén tárgyaltuk. Magszerkezeti számításainkban komplex energiájú Gamow-megoldásokat, kontinuumállapotokat és virtuális állapotokat használtunk vagy komplex skálázással transzformált megfelelőiket. Megmutattuk, hogyan kell a komplex skálázást ütközésekre alkalmazni. Bázist akottunk a molekuláris elektronika céljaira, és konkrét nanoelektonikai rendszerekre alkalmaztuk is. | We improved the description of bound and unbound nuclear few-body systems to facilitate nuclear, atomic and solid-state physics. We calculated the bound states of a few charged particles with our stochastic variational technique using Gaussian bases. We localized the resonances of charged excitons. We explored the structure of the resonances of the positron+H system. We have found that our Faddeev-Merkuriev method of describing three charged particles is equivalent to another technique but is more economical. We have found an infinite number of resonances in a system of two electrons and one positron, accumulated at the two-body threshold. We attribute these to the Efimov effect. We showed that the proton+deuteron system is described with a non-local two-body potential as perfectly as with the best local potential containing a three-body term. The ground-state energy and phase shifts of a two-alpha system and the alpha-like states of 12C were reproduced simultaneously in a potential model. We discussed the clustering, deformation, collective behaviour, shape phases and phase transitions of nuclei in terms of symmetries. In nuclear structure calculations we used Gamow, continuum and virtual states, all belonging to complex energies, or their complex-scaled substitutes. We have elaborated the collision theory with complex scaling. We constructed bases optimized for molecular electronics, and applied them to units of nanoelectronics

Multi-round recycling of green waste for the production of iron nanoparticles: synthesis, characterization, and prospects in remediation

Due to the widespread applications of metal nanoparticles (NPs), green synthesis strategies have recently advanced, e.g., methods that utilize extracts made from different plant wastes. A particularly innovative approach to reducing large amounts of available household/agricultural green wastes is their application in nanoparticle generation. Regarding this, the aim of our work was to examine the possibility of upgrading green nanoparticle syntheses from an innovative economic and environmental point of view, namely by investigating the multiple recyclabilities of green tea (GT), coffee arabica (CA), and Virginia creeper ( Parthenocissus quinquefolia ) (VC) waste residues for iron nanoparticle (FeNPs) synthesis. The plant extracts obtained by each extraction round were analyzed individually to determine the amount of main components anticipated to be involved in NPs synthesis. The synthesized FeNPs were characterized by X-ray powder diffraction and transmission electron microscopy. The activity of the generated FeNPs in degrading chlorinated volatile organic compounds (VOC) and thus their future applicability for remediation purposes were also assessed. We have found that VC and especially GT residues could be reutilized in multiple extraction rounds; however, only the first extract of CA was suitable for FeNPs’ generation. All of the obtained FeNPs could degrade VOC with efficiencies GT1-Fe 91.0%, GT2-Fe 83.2%, GT3-Fe 68.5%; CA1-Fe 76.2%; VC1-Fe 88.2%, VC2-Fe 79.7%, respectively, where the number (as in GT3) marked the extraction round. These results indicate that the adequately selected green waste material can be reutilized in multiple rounds for nanoparticle synthesis, thus offering a clean, sustainable, straightforward alternative to chemical methods

Quantitative Tracking of the Oxidation of Black Phosphorus in the Few-Layer Regime

Indeterminad

Sustainable synthesis of azobenzenes, quinolines and quinoxalines via oxidative dehydrogenative couplings catalysed by reusable transition metal oxide–Bi( iii ) cooperative catalysts

Heterogeneous catalytic oxidative dehydrogenative processes for N-heterocycles are presented, which enable waste-minimized (additive-, oxidant-, base-free), efficient cyclisations/couplings via transition metal oxide–Bi( iii ) cooperative catalysis