2'-Methoxyacetophenone as DNA photosensitiser for mono and biphotonic processes

[ES] La luz solar es necesaria para la vida en la Tierra y sus efectos beneficiosos están fuera de toda duda. Sin embargo, la radiación ultravioleta (UV), que forma parte del espectro solar, puede resultar dañina para los seres vivos dado que es capaz de producir mutaciones en el ADN, íntimamente relacionadas con la aparición de cáncer de piel. El daño al ADN puede producirse tanto por absorción directa de la radiación UV por parte de esta biomolécula como mediante procesos fotosensibilizados, principales responsables en el caso del rango de radiación UVA, que representa el 90% de la radiación ultravioleta que llega a la superficie terrestre. De este modo, pese a que el ADN apenas absorbe este tipo luz, se pueden producir daños en el material genético debido a la presencia de compuestos fotosensibilizantes en su entorno que sí absorben en la zona UVA. En este contexto, la presente Tesis Doctoral se centra en el daño fotosensibilizado al ADN, y más concretamente en la elucidación de los mecanismos de los procesos involucrados en la formación de dímeros de pirimidina en el estado excitado triplete. Para ello se ha estudiado la fotoquímica de distintos modelos de ADN de complejidad creciente, usando como fotosensibilizador 2'-metoxiacetofenona (2M). En primer lugar, se ha llevado a cabo la caracterización completa de este fotosensibilizador mediante espectroscopía de absorción transitoria UV-Vis (Capítulo 3 de la Tesis). Se ha estudiado en profundidad su estado excitado triplete, determinándose su espectro, tiempo de vida, constante de desactivación por un modelo de timina y capacidad para producir 1O2. Con ello se pretende demostrar su potencial como fotosensibilizador del ADN, no solo para la formación de dímeros ciclobutánicos (DCB), sino también de daño oxidativo. En base a los resultados obtenidos se ha confirmado la idoneidad de 2M como fotosensibilizador del ADN y su idoneidad para estudios mecanísticos, por lo que se ha empleado en el Capítulo 4 para determinar la naturaleza del paso dominante de la velocidad de reacción en la ciclodimerización fotosensibilizada de modelos homo y heterobipirimidínicos unidos por puentes polimetilénicos y con distinta sustitución en la posición C5. La irradiación selectiva de 2M en presencia de estos modelos da lugar en todos los casos a la formación de sus correspondientes DCB, demostrando la eficiencia del proceso fotosensibilizado. El análisis de la cinética de reacción para cada compuesto ha permitido establecer su orden relativo de reactividad, que se ha justificado a través de un estudio fotofísico en el que variando la sustitución y la longitud del puente se ha demostrado que ocurre un cambio desde un proceso gobernado por el proceso de dimerización intrínseca en el estado excitado a un proceso controlado por la transferencia de energía entre el fotosensibilizador y la nucleobase. Finalmente, en el Capítulo 5 se explora la fotosensibilización bifotónica de derivados pirimidínicos, siguiendo una nueva aproximación más general que la existente en la bibliografía y que evita el esfuerzo sintético de unir covalentemente el fotosensibilizador al modelo estudiado. Esta aproximación se basa en la absorción de un primer fotón por la 2M, seguida de una transferencia de energía triplete-triplete a una pirimidina, que recibe un segundo fotón para alcanzar un estado triplete superior que da lugar a una nueva química, desde este estado de alta energía. La viabilidad de dicha aproximación se ha demostrado mediante el estudio de dos reacciones modelo, la fotorreacción Norrish-Yang y la fotohidratación de dos derivados de uracilo.[CA] La llum solar és necessària per a la vida a la Terra i els seus efectes beneficiosos estan fora de tot dubte. No obstant això, la radiació ultraviolada (UV), que forma part de l'espectre solar, pot resultar nociva per als éssers vius atés que és capaç de produir mutacions en l'ADN que estan íntimament relacionades amb l'aparició de càncer de pell. El dany a l'ADN pot produir-se tant per absorció directa de la radiació UV com mitjançant processos de fotosensibilització. Aquests tenen especial importància en el cas de la radiació UVA, que representa el 90% de la radiació ultraviolada que arriba a la superfície terrestre. Malgrat que l'ADN gairebé no absorbeix aquest tipus de llum, aquesta és capaç de modificar el material genètic amb la presència de compostos fotosentibilitzadors al seu voltant, els quals sí absorbeixen la radiació UVA. Aquesta Tesi Doctoral s'ha centrat en el dany fotosensibilitzat a l'ADN, i més concretament, en la comprensió mecanística dels processos involucrats en la formació de dímers de pirimidina a través de l'estat excitat. Per fer això, s'ha estudiat la fotoquímica de diferents models d'ADN de complexitat creixent, utilitzant la 2'-metoxiacetofenona (2M) com a fotosensibilitzador. Inicialment s'ha dut a terme la caracterització completa d'aquest fotosensibilitzador en el Capítol 3, mitjançant espectroscòpia d'absorció transitòria UV-Vis. S'ha estudiat en profunditat el seu estat excitat triplet mitjançant la determinació del seu espectre, temps de vida i constant de desactivació per amb un model de timina sintetitzat ex professo, i també la seua capacitat per a produir 1O2. Amb això s'ha pretés demostrar el seu potencial com a fotosensibilitzador de l'ADN, tant per a la formació de dímers ciclobutànics (DCBs), com per al dany oxidatiu. Dels resultats obtinguts s'ha confirmat la idoneïtat de la 2M com a fotosensibilitzador d'ADN per a estudis mecanístics. Per fer-ho, s'ha emprat en el Capítol 4 per a determinar la naturalesa del pas dominant de reacció en la ciclodimerització fotosensibilitzada de models homo i heterobipirimidínics, en els quals les bases s'han unit per ponts metilènics i amb diferent substitució en la posició C5. La irradiació selectiva de la 2M en presència d'aquests models ha donat lloc en tots els casos a la formació dels seus corresponents DCBs, cosa que demostra l'eficiència del procés fotosensibilitzador. L'anàlisi de la cinètica de reacció per a cada compost ha permés establir l'ordre de reactivitat, que ha estat justificat a través d'un estudi fotofísic. En ell s'ha constatat que, variant la substitució i la longitud del pont d'unió, és possible passar d'un procés governat per la dimerització intrínseca a un de controlat per la transferència d'energia entre el fotosensibilitzador i la base. Finalment, s'ha explorat la fotosensibilitació bifotònica de derivats pirimidínics al Capítol 5 a través d'una nova aproximació més generalista que l'existent en la bibliografia. Aquesta nova estratègia evita l'esforç sintètic d'unir covalentment el fotosensibilitzador a les unitats de pirimidina. Es basa en l'absorció d'un primer fotó per la 2-metoxiacetofenona seguida d'una transferència d'energia del triplet a la pirimidina que, en rebre el segon fotó, és capaç d'aconseguir un estat triplet superior que dona lloc a una nova química. La factibilitat d'aquesta aproximació s'ha demostrat mitjançant l'estudi de dues reaccions model: la fotorreacció Norrish-Yang i la fotohidratació de dos derivats d'uracil[EN] Solar light is necessary for life on Earth and its beneficial effects are beyond any doubt. However, ultraviolet radiation (UV), which is part of the solar spectrum, can be harmful to living beings, as it is capable of generating mutations in DNA, which are closely related to the appearance of skin cancer. DNA damage can be produced both by direct absorption of UV radiation by this biomolecule and through photosensitised processes. Specially important in the case of the UVA range, which represents 90% of the solar UV radiation that reaches the Earth's surface. Although this light is barely absorbed by DNA, it is able to produce damage to the genetic material due to the presence of UVA-absorbing photosensitising compounds in its vicinity. This Doctoral Thesis is focused on photosensitised DNA damage, more concretely, on the mechanistic understanding of the processes involved in the formation of pyrimidine dimers through the triplet excited state. For this purpose, the photochemistry of DNA models of increasing complexity has been studied, using 2'-methoxyacetophenone as photosensitiser. Initially, the complete characterisation of this photosensitiser has been carried out in Chapter 3 by means of UV-Vis transient absorption spectroscopy. Its triplet excited state has been investigated in-depth, determining its spectrum, lifetime, rate constant for quenching by a thymine model, and capability to produce 1O2. The aim was to demonstrate its potential as a DNA photosensitiser, not only for cyclobutane pyrimidine dimer (CPD) formation, but also for oxidative damage. From the obtained results, the suitability of 2¿-methoxyacetophenone as a DNA photosensitiser for mechanistic studies has been confirmed. Hence, it has been used in Chapter 4 to determine the nature of the rate controlling reaction step in the photosensitised cyclodimerisation of homo and heterobipyrimidine models, where the nucleobases are linked by polymethylene bridges of different length and present different substitution patterns at the C5 position. In all cases, selective irradiation of 2¿methoxyacetophenone in the presence of the bipyrimidine models results in the formation of the corresponding CPD, demonstrating the efficiency of the photosensitised process. Analysis of the reaction kinetics for all compounds has allowed establishing the reactivity order, which is rationalised on the basis of a thorough photophysical study. Thus, it has been found that upon variation of the substitution pattern and the length of the linking bridge it is possible to switch from a process governed by the intrinsic excited state cyclodimerisation to a process controlled by the energy transfer from the photosensitiser to the base. Finally, the biphotonic photosensitisation of pyrimidine derivatives has been explored in Chapter 5, following a new and more general approach than the one recently reported in the literature. This approach does not require the synthetic effort associated with the preparation of covalently linked photosensitiser and pyrimidine units. It is based on the absorption of a first photon by 2¿methoxyacetophenone, followed by triplet energy transfer to the pyrimidine, which then receives a second photon to reach a higher triplet state that gives rise to new chemistry. The feasibility of this approach has been demonstrated through the study of two model reactions, namely the Norrish-Yang photoreaction and the photohydration of uracil derivatives.Rodríguez Alzueta, O. (2020). 2'-Methoxyacetophenone as DNA photosensitiser for mono and biphotonic processes [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/159250TESI

The upside-down self: One's own face recognition is affected by inversion

One's own face is recognized more efficiently than any other face, although the neural mechanisms underlying this phenomenon remain poorly understood. Considering the extensive visual experience that we have with our own face, some authors have proposed that self-face recognition involves a more analytical perceptual strategy (i.e., based on face features) than other familiar faces, which are commonly processed holistically (i.e., as a whole). However, this hypothesis has not yet been tested with brain activity data. In the present study, we employed an inversion paradigm combined with event-related potential (ERP) recordings to investigate whether the self-face is processed more analytically. Sixteen healthy participants were asked to identify their own face and a familiar face regardless of its orientation, which could either be upright or inverted. ERP analysis revealed an enhanced amplitude and a delayed latency for the N170 component when faces were presented in an inverted orientation. Critically, both the self and a familiar face were equally vulnerable to the inversion effect, suggesting that the self-face is not processed more analytically than a familiar face. In addition, we replicated the recent finding that the attention-related P200 component is a specific neural index of self-face recognition. Overall, our results suggest that the advantage for self-face processing might be better explained by the engagement of self-related attentional mechanisms than by the use of a more analytical visuoperceptual strategyThis work was supported by the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness (MINECO) (UAMA13-4E- 2192) and FEDER/Ministry of Science, Innovation and Universities (MCIU)—National Research Agency (AEI) (PGC2018-100682- B- I00), and the Community of Madrid (SAPIENTIA-CM H2019/HUM-570), under agreement with the Autonomous University of Madrid (2017-T2/ SOC-5569; SI1-PJI- 2019- 00011

The ‘Narcissus Effect’: Top-down alpha-beta band modulation of face-related brain areas during self-face processing

Self-related information, such as one's own face, is prioritized by our cognitive system. Whilst recent theoretical developments suggest that this is achieved by an interplay between bottom-up and top-down attentional mechanisms, their underlying neural dynamics are still poorly understood. Furthermore, it is still matter of discussion as to whether these attentional mechanisms are truly self-specific or instead driven by face familiarity. To address these questions, we used EEG to record the brain activity of twenty-five healthy participants whilst identifying their own face, a friend's face and a stranger's face. Time-frequency analysis revealed a greater sustained power decrease in the alpha and beta frequency bands for the self-face, which emerged at late latencies and was maintained even when the face was no longer present. Critically, source analysis showed that this activity was generated in key brain regions for self-face recognition, such as the fusiform gyrus. As in the Myth of Narcissus, our results indicate that one's own face might have the potential to hijack attention. We suggest that this effect is specific to the self and driven by a top-down attentional control mechanism, which might facilitate further processing of personally relevant events.This work was supported by the Ministry of Economy and Competitiveness (MINECO) , Spain (ID: UAMA13-4E-2192) and the ,Ministry of Science and Innovation, Spain (ID: PGC2018-100682-B-I00). O. Jensen was further supported by the Wellcome Trust Investigator Award in Science, UK (grant 207550), a James S. McDonnell Foundation US (grants 220020328 and 220020448) and the Royal Society Wolfson Research Merit Award, U

Ecofisiología de la generación del rendimiento y la calidad en genotipos de trigo y su comparación con cebada

La creciente demanda de materias primas de alta calidad por parte de la industria alimenticia plantea la necesidad de obtener aumentos en el rendimiento y en la calidad de los granos de trigo pan y cebada cervecera. El entendimiento de los diferentes procesos ecofisiológicos involucrados en la determinación del contenido final de nitrógeno (N)del grano cosechado constituye una herramienta indispensable para incrementar la calidad de estos productos, ya que a nivel productivo, altos contenidos de N en grano se relacionan en forma negativa con el rendimiento. Actualmente son escasos los trabajos que hayan analizado en forma conjunta la generación del rendimiento y su calidad en cultivos de trigo y cebada. El objetivo general de la presente tesis fue estudiar la economía del carbono y del N en trigo y cebada cervecera considerando tanto variables asociadas a la generación del rendimiento como de calidad del grano, mediante una aproximación desde la ecofisiología de los cultivos (nivel canopeo), nivel de órganos (granos)y nivel bioquímico (tipo de proteína). En este contexto, se evaluó el comportamiento de los cultivos de trigo y cebada bajo disponibilidades contrastantes de N y S durante el ciclo de cultivo. Si bien ambos cultivos mostraron niveles de rendimiento similares (ca. 470 g m-2), presentaron diferencias en como generan su rendimiento. Las principales diferencias se observaron durante post floración, en efecto, trigo alcazó niveles de biomasa superiores que cebada (ca. 40 por ciento), mientras que ésta mostró mayor partición de biomasa hacia los granos (ca. 0,39 para trigo vs. 0,47 para cebada). En cuanto a los parámetros relacionados a la economía del N, trigo presentó respecto a cebada menores eficiencias en el uso de N para generar rendimiento (ca. 10 por ciento)y relación entre la partición de carbono y N a los granos (ca. 0,55 para trigo vs. 0,67 para cebada), principales variables que explicaron, negativamente, las diferencias finales entre ambos cultivos en el porcentaje de N en los granos. La calidad de ambos cultivos respondió diferencialmente a las fertilizaciones y existió una notable diferencia entre cultivares de trigo en cuanto a su respuesta (cultivares de trigo indentificados a priori como de calidad panadera intermedia presentaron mayor variabilidad en su calidad que cultivares de calidades extremos y que cebada). La información presentada en esta tesis puede ser base importante tanto en el campo del manejo de la fertilización de cultivos como en el campo de la modelización y mejora genética de ambos cultivos

2-methylfuran Oxidation in the Absence and Presence of NO

2-methylfuran (2-MF) has become of interest as biofuel because of its properties and the improvement in its production method, and also because it is an important intermediate in the conversion of 2, 5-dimethylfuran. In this research, an experimental and kinetic modelling study of the oxidation of 2-MF in the absence and presence of NO has been performed in an atmospheric pressure laboratory installation. The experiments were performed in a flow reactor and covered the temperature range from 800 to 1400 K, for mixtures from very fuel-rich to very fuel-lean, highly diluted in nitrogen. The inlet 2-MF concentration was 100 ppm. In the experiments in the presence of NO, the inlet NO concentration was 900 ppm. An interpretation of the experimental results was performed through a gas-phase chemical kinetic model. A reasonable agreement between the experimental trends and the modelling data is obtained. The results of the concentration profile of 2-MF as a function of temperature indicate that, both in the absence and in the presence of NO, the onset of 2-MF consumption is shifted to lower temperatures only under fuel-lean and very fuel-lean conditions. Furthermore, under these conditions the presence of NO also shifts the onset of 2-MF consumption to lower temperatures. The effect of the 2-MF presence on the NO reduction varies with the oxygen concentration. It is seen that under very fuel-rich and stoichiometric conditions NO is reduced basically by reburn reactions, while under fuel-lean and very fuel-lean conditions, the NO-NO2 interconversion appears to be dominant

Interaction soot-SO2. Experimental and kinetic analysis

This study aims to evaluate the capability of SO2 to interact with soot and to determine the kinetics of this reaction under conditions of interest for combustion. The conditions of the soot reactivity experiments were: 1% SO2 with nitrogen to balance, around 10 mg of soot, and different reaction temperatures for each run: 1275, 1325, 1375, 1425, and 1475 K. Results demonstrate that SO2 does interact with soot. The evaluation of the soot reactivity has been based on the calculation of the time for the complete conversion of carbon through the employment of the Shrinking Core Model equations for decreasing size particle with chemical reaction control. The reactivity of soot with SO2 increased by a factor of about 3 when increasing the reaction temperature of the test from 1275 K to 1475 K. Kinetics in terms of Arrhenius parameters showed that the activation energy of the interaction of soot with SO2 was around 82 kJ/mol

Desarmar al pibe chorro: Elementos y rodeos para problematizar las transgresiones juveniles masculinas y urbanas

El objeto de la tesis es el microdelito cometido por jóvenes varones, es decir, el delito callejero y predatorio, un “delito común” caracterizado por la falta de planificación y el repentismo. Delitos cometidos al boleo, sin evaluar las consecuencias, donde no suelen medirse los costos que se corren en relación a los beneficios que pueden obtenerse. Un delito económico, es decir, realizado sin capital social, sin capital cultural, sin capital simbólico, pero con mucha adrenalina, miedo, alegría, rabia. Un delito precario y a veces muy precario, que vuelve duros a sus protagonistas, que los prestigia. Pero no solo vamos a hablar de los pequeños robos y hurtos o las violencias que se ponen en juego en ellos, sino de las otras transgresiones que suelen cargarse a sus actores, que componen la cultura de la dureza que desarrollan para hacer frente a las humillaciones.Facultad de Humanidades y Ciencias de la Educació