Конформація пропоксазепаму та його орієнтація у центрі зв’язування ГАМКА-рецептора

Introduction. One of 1.4-benzodiazepine 3-alcoxy derivatives – propoxazepam, possessing high analgetic action, also effectively suppressed different experimental seizures types. Unexpected combination of pharmacological spectrum components suggests its different binding sites of GABAA receptor.The aim of the work was to determine the geometry of the ligand-receptor complexes of GABA-RC using experimental data of the propoxazepam conformation and calculated data for the three-dimensional structure of the ligandbinding site and subsequent docking to characterize its binding to this receptor.Materials and methods. X-ray diffraction studies of the compound were performed using Xcalibur 3 single crystal X-ray diffractometer. Calculation of the molecular docking parameters was performed using the iGEMDOCK v2.1 program for the GABA receptor (GABA (A) R-beta3 homopentamer, 4COF), the molecular structures of propoxazepam conformers were prepared using ChemAxon (MarvinSketch 17.11.0).Results and discussion. Based on the X-ray diffraction analysis, the coordinates of the atoms, bond lengths and valence angles in the propoxazepam molecule were calculated, it is found that it form crystallographic twins as racemate. The molecular docking method showed that propoxazepam several binding sites with the energy of complex formation from -78.64 to -85.29 kcal/mol exist on the isolated site of the GABA-receptor.Conclusions. The highest contribution to the formation of the bond of the complex is carried out by residues of polar amino acids (serine, asparagine, methionine and arginine in polar binding sub-center). However, also for individual conformers, aromatic amino acids, predominantly phenylalanine (Phe-31, Ala-135 – hydrophobic binding sub-center) make a significant contribution.Актуальность. Одно из 3-алкоксипроизводных 1,4-бенздиазепина – пропоксазепам – продемонстрировал высокую анальгетическую активность, а также эффективно блокировал разные типы экспериментальных судорог. Нестандартная комбинация компонентов фармакологического спектра предусматривает разные места его связывания на ГАМКА-рецепторе.Цель исследования состояла в определении геометрии лигандрецепторных комплексов ГАМК-РК на основе использования экспериментальных данных о конформации пропоксазепама и расчетных данных о трехмерном строении лигандсвязывающего центра и последующее проведение докинга для характеристики его связывания с данным рецептором.Материалы и методы. Рентгеноструктурное исследование соединения выполнено на монокристальном рентгеновском дифрактометре Xcalibur 3, Расчет параметров молекулярного докинга был осуществлен с использованием программы iGEMDOCK v2.1, для ГАМК-рецептора (GABA(A) R-beta3 гомопентамер, 4COF), молекулярные структуры конформеров пропоксазепама были подготовлены в программе ChemAxon (MarvinSketch 17.11.0).                                                                                              Результаты и их обсуждение. На основании данных рентгеноструктурного анализа рассчитаны координаты атомов, длины связей и валентные углы в молекуле пропоксазепама, установлено, что он существует в виде кристаллографического двойника в виде рацемата.                                      Выводы. Методом молекулярного докинга показано, что на выделенном участке ГАМКА-рецептора существует несколько мест связывания пропоксазепама с энергией образования комплекса от -78,64 до -85,29 ккал/моль. Наибольший вклад в формирование связи комплекса осуществляют остатки полярных аминокислот (серин, аспарагин, метионин и аргинин – полярный подцентр связывания). Однако также для отдельных конформеров значительный вклад имеют ароматические аминокислоты, преимущественно фенилаланин (Phe-31, Ala-135 – гидрофобный подцентр связывания).Актуальність. Одне з 3-алкоксипохідних 1,4-бенздіазепіну – пропоксазепам, який продемонстрував високу аналгетичну активність, а також ефективно блокував різні типи експериментальних судом. Нестандартна комбінація компонентів фармакологічного спектра передбачає різні місця його зв’язування на ГАМКА-рецепторі.Мета дослідження полягала у визначенні геометрії ліганд-рецепторних комплексів ГАМК-РК на підставі використання експериментальних даних про конформацію пропоксазепаму та розрахункових даних тривимірної будови лігандзв’язуючого центра та подальше проведення докінгу для характеристики його зв’язування з даним рецептором.Матеріали та методи. Рентгеноструктурне дослідження сполуки було виконано на монокристальному рентгенівському дифрактометрі Xcalibur 3, розрахунок параметрів молекулярного докінгу буз здійснений у програмі GEMDOCK v2.1, для ГАМК-рецептора (GABA(A) R-beta3 пентамер); молекулярні структури конформерів пропоксазепаму були підготовлені у програмі ChemAxon (MarvinSketch 17.11.0).Результати та їх обговорення. На підставі даних рентгеноструктурного аналізу розраховані координати атомів, довжини зв’язків та валентні кути у молекулі пропоксазепаму, встановлено, що він існує у вигляді кристалографічного двійника як рацемат.Висновки. Методом молекулярного докінгу показано, що на виділеній частині ГАМКА-рецептора існує декілька місць зв’язування пропоксазепаму з енергією утворення комплексів від -78,64 до -85,29 ккал/моль. Найбільший внесок у формування зв’язку комплексу здійснюють залишки полярних амінокислот (серин, аспарагін, метіонін та аргінін – полярний підцентр зв’язування). Однак також для окремих конформерів значний внесок мають ароматичні амінокислоти, переважно фенілаланін (Phe-31, Ala-135 – гідрофобний підцентр зв’язування)

Assessing variations of extreme indices inducing weather-hazards on critical infrastructures over Europe?the INTACT framework

Extreme weather events are projected to be more frequent and severe across the globe because of global warming. This poses challenging problems for critical infrastructures, which could be dramatically affected (or disrupted), and may require adaptation plans to the changing climate conditions. The INTACT FP7-European project evaluated the resilience and vulnerability of critical infrastructures to extreme weather events in a climate change scenario. To identify changes in the hazard induced by climate change, appropriate extreme weather indicators (EWIs), as proxies of the main atmospheric features triggering events with high impact on the infrastructures, were defined for a number of case studies and different approaches were analyzed to obtain local climate projections. We considered the influence of weighting and bias correction schemes on the delta approach followed to obtain the resulting projections, considering data from the Euro-CORDEX ensemble of regional future climate scenarios over Europe. The aim is to provide practitioners, decision-makers, and administrators with appropriate methods to obtain actionable and plausible results on local/regional future climate scenarios. Our results show a small sensitivity to the weighting approach and a large sensitivity to bias correcting the future projections.This work has been carried out within the activities of INTACT project, receiving funding from the European Union Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013) under grant agreement n° FP7-SEC-2013-1-606799. The information and views set out in this paper are those of the authors and do not necessarily reflect the opinion of the European Union. We acknowledge the World Climate Research Programme's Working Group on Regional Climate, and the Working Group on Coupled Modelling, former coordinating body of CORDEX and responsible panel for CMIP5

Inhibition of 4-aminopyridine-induced seizures in mice by a novel 3-substituted 1,4-benzodiazepine

Some of highly effective antiepileptic substances share the polymodal pharmacological action which determines the possibility of their use for treatment of pathogenetically similar diseases. Inhibitory mediator systems influence for example, suggests the combination in the pharmacological spectrum such actions as antiepileptic, analgesic (antineuropathic) and other actions. The aim of the study was evaluation of anticonvulsant effect of 7-bromo-5-(o-chlorophenyl)-3-propoxy-1,2-dihydro-3H-1,4-benzodiazepin-2-one (propoxazepam) on the model of 4-aminopyridine (4-AP) – induced myoclonic seizures and characterization of its possible participation in modulation of the function of voltage-dependent potassium channels. 4-AP (10.3 mg/kg, subcutaneously) was administered 30 minutes after intraperitoneal administration of propoxazepam different doses (20, 28, 40, 60 and 80 mg/kg) and the time and quantity of myoclonic and tonic convulsions as well as total time to the lethal effect were evaluated. It was found that in this model, propoxazepam possess moderate activity (ED50 = 37,3 ± 7.9 mg/kg) Even at high doses (80 mg/kg) of the test compound, anticonvulsive action did not reach 100%. The quantity of myoclonic seizures and the latency time of their onset have no statistically significant differences in comparison with the data of animals of the control group. On the contrary, the number (and percentage representation) of tonic convulsions in the common seizure episode increased, which is due to the possible inhibitory effect of propoxazepam, which is carried out primarily through GABA-ergic mechanisms

Вплив пропоксазепаму на розвиток ГАМК-дефіцитних судом у мишей, викликаних тіосемікарбазидом

Aim. To study the mechanisms of action for propoxazepam, a new compound with the analgesic action, on the model of thiosemicarbazide-induced GABA-deficient seizures.Matherials and methods. A chemoconvulsive agent was injected subcutaneously (20 mg/kg) 0.5 hours after intraperitoneal introduction of propoxazepam. The number and the time of appearance of different types of convulsions, as well as the relative number of survived animals (for ED50 calculation) were registered.Results. The first seizure manifestations in animals began to appear at the first minute after thiosemicarbazide introduction (control), while introduction of propoxazepam already in the dose of 0.01 mg/kg increased this time up to 70 min. Against the background of propoxazepam introduction (0.1 mg/kg) there was an increase in the animals’ life duration up to 128 ± 16 min, with the doses above 0.3 mg/kg the survival was longer than 3-hour period of observation. The increase of the propoxazepam dose led to redistribution between the clonic and tonic convulsions. In the experimental groups there was a decrease in the time of occurrence of myoclonic convulsions and an increase in their number along with a reduction in the number of tonic convulsions. It indicates the increase in efficiency of inhibitory processes in the CNS. Conclusions. The mean effective dose of propoxazepam as a protective effect on the model of thiosemicarbazide-induced seizures is 0.18 ± 0.10 mg/kg (0.31 ± 0.05 mmol/kg) with the “dose–effect” curve slope of 0.6 corresponding to the rapid development of the protective effect and antagonistic interactions at the receptor level.Цель работы – изучение механизмов действия нового соединения с анальгетическим действием пропоксазепама на модели ГАМК-дефицитных судорог, вызванных тиосемикарбазидом.Материалы и методы. Хемоконвульсант вводили подкожно (20 мг/кг) через 0,5 часа после внутрибрюшинного введения пропоксазепама. Регистрировали количество и время возникновения отдельных типов судорог, а также относительное количество выживших животных для расчета ЕД50.Результаты. Первые проявления судорожной активности у животных проявляются уже на первой минуте после введения тиосемикарбазида (контрольная группа), тогда как введение пропоксазепама уже в дозе 0,01 мг/кг увеличивает это время до ~70 мин. На фоне введения пропоксазепама (0,1 мг/кг) наблюдается увеличение длительности жизни животных до 128 ± 16 мин, в дозах выше 0,3 мг/кг животные переживали период 3 часа наблюдения. Повышение дозы пропоксазепама приводит к перераспределению между проявлением клонических и тонических судорог. В экспериментальных группах отмечается уменьшение времени возникновения миоклонических судорог вместе с увеличением их количества наряду с уменьшением количества тонических судорог, что отражает повышение эффективности тормозных процессов в ЦНС.Выводы. Средняя эффективная доза по защитному действию пропоксазепама на модели индуцированных тиосемикарбазидом судорог составляет 0,18 ± 0,10 мг/кг (0,31 ± 0,05 мкмоль/кг) с углом наклона кривой «доза-эффект» 0,6, что соответствует быстрому развитию защитного эффекта и антагонистическим взаимодействиям на рецепторном уровне.Мета роботи – визначення механізмів дії нової сполуки з аналгетичною дією пропоксазепаму на моделі ГАМК-дефіцитних судом, викликаних тіосемікарбазидом.Матеріали та методи. Хемоконвульсант вводили підшкірно (20 мг/кг) через 0,5 год після внутрішньоочеревинного введення пропоксазепаму. Реєстрували кількість та час виникнення окремих типів судом, а також відносну кількість тварин, що вижили, для розрахунку ЕД50.Результати. Перші прояви судомної активності у тварин починають проявлятись уже на першій хвилині після введення тіосемікарбазиду (контрольна група), тоді як введення пропоксазепаму вже у дозі 0,01 мг/кг підвищує цей час до ~70 хв. На тлі введення пропоксазепаму (0,1 мг/кг) спостерігалось підвищення тривалості життя тварин до 128 ± 16 хв, а в дозах понад 0,3 мг/кг тварини переживали період у три години спостереження. Підвищення дози пропоксазепаму, що вводиться, приводить до певного перерозподілу між проявом клонічних та тонічних судом. В експериментальних групах відмічається скорочення часу виникнення міоклонічних судом разом із підвищенням їх кількості поряд із зменшенням виникнення кількості тонічних судом, що відображає підвищення ефективності гальмівних процесів у ЦНС.Висновки. Середня ефективна доза захисної дії пропоксазепаму на моделі тіосемікарбазид-індукованих судом складає 0,18 ± 0,10 мг/кг (0,31 ± 0,05 мкмоль/кг) із кутом нахилу кривої «доза-ефект» 0,6, що відповідає швидкому розвитку захисного ефекту та антагоністичній взаємодії на рецепторному рівні

Brief International Cognitive Assessment for MS (BICAMS): International Standards for Validation

An international expert consensus committee recently recommended a brief battery of tests for cognitive evaluation in multiple sclerosis. The Brief International Cognitive Assessment for MS (BICAMS) battery includes tests of mental processing speed and memory. Recognizing that resources for validation will vary internationally, the committee identified validation priorities, to facilitate international acceptance of BICAMS. Practical matters pertaining to implementation across different languages and countries were discussed. Five steps to achieve optimal psychometric validation were proposed. In Step 1, test stimuli should be standardized for the target culture or language under consideration. In Step 2, examiner instructions must be standardized and translated, including all information from manuals necessary for administration and interpretation. In Step 3, samples of at least 65 healthy persons should be studied for normalization, matched to patients on demographics such as age, gender and education. The objective of Step 4 is test-retest reliability, which can be investigated in a small sample of MS and/or healthy volunteers over 1–3 weeks. Finally, in Step 5, criterion validity should be established by comparing MS and healthy controls. At this time, preliminary studies are underway in a number of countries as we move forward with this international assessment tool for cognition in MS

Антагонізм алостеричних модуляторів ГАМКА-рецепторного комплексу пропоксазепаму та бемегриду, що мають спорідненість до різних субодиниць макромолекули

Introduction. Both GABA and its agonists/antagonists do not compete with benzodiazepines for binding sites and their action takes place only in the presence of GABA. The fact that benzodiazepines mitigate antagonists-induced seizures is the evidence of the GABA-receptor agglomerate complexity, as well as tight junction of its components. Analgesic and antoconvulsive components of propoxazepam (new 1.4-benzodiazepine alcoxy derivative) assume its interaction with GABAA-receptor which differs from binding sites for other benzodiazepines.The aim of the study – propoxazepam anticonvulsive action pharmacological estimation on the bemegrideinduced convulsions experimental model for determining its binding sites.Research Methods. Anticonvulsive action of propoxazepam (intraperitoneally administered) was estimated after bemegride-induced seizures (58 mg/kg subcutaneously, 0.5 hours after propoxazepam administration) as their quantity and appearance time (for both myoclonic and tonic components) and total animals survival time.Results and Discussion. Propoxazepam administration increases the time of different seizures development on experimental animals. Even in low doses which do not exhibit significant protective action (from 0.35 mg/kg) animals survival time increases substantially in compare to control group but not in a dose-dependent manner. Antagonism between propoxazepam and bemegride in vivo seems to take place through different binding sites what determinates dose-dependence absence between survival time and propoxazepam dose. There is no significant difference between time of different seizures types (myoclonic or tonic) appearance and their quantity (bemegrideor picrotoxine-inuced) after their suppression with propoxazepam.Conclusions. It was found that propoxazepam ED50 on this model is 0,96±0,12 μmol/kg. Propoxazepam dose increase lead to increasing of myoclonic seisures appearance time, which indicates GABA-ergic functionality increase, impaired by bemegride. Relatively high propoxazepam doses (>1.5 mg/kg) inhibited tonic seizures with mainly represented myoclonic component. At the dose of 4 mg/kg propoxazepam totally blocked these seizures appearance.Вступление. Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), ее агонисты и антагонисты не конкурируют с бенздиазепинами за места связывания, и их действие имеет место только в присутствии этой кислоты. Тот факт, что бенздиазепины облегчают протекание судорог, вызванных антагонистами, свидетельствует не только о сложности ГАМК-рецепторного комплекса, но и о тесном контакте его компонентов. Анальгетический и противосудорожный компоненты фармакологической активности нового алкоксипроизводного 1,4-бенздиазепина (пропоксазепама) предполагают его взаимодействие с ГАМКА-рецептором, которое отличается от мест связывания других бенздиазепинов.Цель исследования – провести фармакологическую оценку противосудорожного действия пропоксазепама по отношению к судорогам, вызванным бемегридом, для определения взаимодействия мест связывания соединений на ГАМКА-рецепторном комплексе.Методы исследования. На модели судорог, индуцированных бемегридом (58 мг/кг, подкожно, через 0,5 ч после введения пропоксазепама), определяли противосудорожное действие пропоксазепама (после его внутрибрюшинного введения), оценивали время развития и количество отдельных типов судорог (миоклонические или тонические) и общее время длительности жизни животных.Результаты и обсуждение. Введение пропоксазепама увеличивает время развития отдельных типов судорог у животных. Даже в низких дозах, при которых не отмечают высокого защитного действия (с 0,35 мг/кг), значительно увеличивается длительность жизни животных в сравнении с контрольной группой, но не наблюдают дозозависимого характера между этими величинами. Антагонизм между пропоксазепамом и бемегридом в условиях in vivo с высокой вероятностью осуществляется через разные места связывания, что проявляется отсутствием дозозависимости между временем длительности жизни и дозой пропоксазепама. Не определено значимой разницы между временем возникновения отдельных компонентов судорог (миоклонические или тонические) и их количеством у бемегрида и пикротоксина и их подавления пропоксазепамом.Выводы. Установлено, что ЕД50 пропоксазепама в данной модели составляет (0,96±0,12) мкмоль/кг. С повышением его дозы отмечают увеличение времени возникновения миоклонических судорог, что указывает на способность соединения повышать функциональную активность ГАМК-эргической системы, блокированной бемегридом. При введении относительно высоких доз пропоксазепама (>1,5 мг/кг) наблюдают более эффективное торможение тонических судорог с почти полной репрезентацией судорожного приступа в виде миоклонического компонента. В дозе 4 мг/кг пропоксазепам полностью блокирует развитие этих судорог.Вступ. Гамма-аміномасляна кислота (ГАМК), її агоністи й антагоністи не конкурують з бенздіазепінами за місця зв’язування, і їх дія має місце тільки за присутності цієї кислоти. Той факт, що бенздіазепіни полегшують перебіг судом, викликаних антагоністами, свідчить не тільки про складність ГАМК-рецепторного комплексу, але й про тісний контакт його компонентів. Аналгетичний та протисудомний компоненти фармакологічної активності нового алкоксипохідного 1,4-бенздіазепіну (пропоксазепаму) припускають його взаємодію з ГАМКА-рецептором, відмінну від місць зв’язування інших бенздіазепінів.Мета дослідження – провести фармакологічну оцінку протисудомної дії пропоксазепаму відносно судом, викликаних бемегридом, для визначення взаємодії місць зв’язування сполук на ГАМКА-рецепторному комплексі. Методи дослідження. На моделі судом, індукованих бемегридом (58 мг/кг, підшкірно, через 0,5 год після введення пропоксазепаму), визначали протисудомну дію пропоксазепаму (після його внутрішньоочеревинного введення), оцінювали час розвитку і кількість окремих типів судом (міоклонічні чи тонічні) та загальний час тривалості життя тварин.Результати й обговорення. Введення пропоксазепаму збільшує час розвитку окремих типів судом у тварин. Навіть у низьких дозах, при яких не відзначають високої захисної дії (з 0,35 мг/кг), значно збільшується тривалість життя тварин порівняно з контрольною групою, але не  спостерігають дозозалежного характеру між цими величинами. Антагонізм між пропоксазепамом та бемегридом за умов in vivo з високою ймовірністю відбувається через різні місця зв’язування, що проявляється відсутністю дозозалежності між часом тривалості життя та дозою пропоксазепаму. Не визначено значущої різниці між часом виникнення окремих компонентів судом (міоклонічні чи тонічні) та їх кількістю в бемегриду і пікротоксинута їх гальмування пропоксазепамом.Висновки. Встановлено, що ЕД50 пропоксазепаму в даній моделі становить (0,96±0,12) мкмоль/кг. Із підвищенням його дози відмічають збільшення часу виникнення міоклонічних судом, що вказує на здатність сполуки підвищувати функціональну активність ГАМК-ергічної системи, блокованої бемегридом. При введенні відносно високих доз пропоксазепаму (>1,5 мг/кг) спостерігають ефективніше гальмування тонічних судом із майже повною репрезентацією судомного нападу у вигляді міоклонічного компонента. У дозі 4 мг/кг пропоксазепам повністю блокує розвиток цих судом

The dusty AGB star RS CrB: first mid-infrared interferometric observations with the Keck Telescopes

We report interferometric observations of the semi-regular variable star RS CrB, a red giant with strong silicate emission features. The data were among the first long baseline mid-infrared stellar fringes obtained between the Keck telescopes, using parts of the new nulling beam combiner. The light was dispersed by a low-resolution spectrometer, allowing simultaneous measurement of the source visibility and intensity spectra from 8 to 12 microns. The interferometric observations allow a non-ambiguous determination of the dust shell spatial scale and relative flux contribution. Using a simple spherically-symmetric model, in which a geometrically thin shell surrounds the stellar photosphere, we find that ~30% to ~70% of the overall mid-infrared flux - depending on the wavelength - originates from 7-8 stellar radii. The derived shell opacity profile shows a broad peak around 11 microns (tau ~ 0.06), characteristic of Mg-rich silicate dust particles.Comment: Accepted for publication in ApJ Letter