Expanded Monomeric Intermediate upon Cold and Heat Unfolding of Phosphofructokinase-2 from Escherichia coli

AbstractFolding studies have been focused mainly on small, single-domain proteins or isolated single domains of larger proteins. However, most of the proteins present in biological systems are composed of multiple domains, and to date, the principles that underlie its folding remain elusive. The unfolding of Pfk-2 induced by GdnHCl has been described by highly cooperative three-state equilibrium (N2↔2I↔2U). This is characterized by a strong coupling between the subunits’ tertiary structure and the integrity of the dimer interface because “I” represents an unstructured and expanded monomeric intermediate. Here we report that cold and heat unfolding of Pfk-2 resembles the N2↔2I step of chemically induced unfolding. Moreover, cold unfolding appears to be as cooperative as that induced chemically and even more so than its heat-unfolding counterpart. Because Pfk-2 is a large homodimer of 66 kDa with a complex topology consisting of well-defined domains, these results are somewhat unexpected considering that cold unfolding has been described as a special kind of perturbation that decouples the cooperative unfolding of several proteins

Split-domain calibration of an ecosystem model using satellite ocean colour data

The application of satellite ocean colour data to the calibration of plankton ecosystem models for large geographic domains, over which their ideal parameters cannot be assumed to be invariant, is investigated. A method is presented for seeking the number and geographic scope of parameter sets which allows the best fit to validation data to be achieved. These are independent data not used in the parameter estimation process. The goodness-of-fit of the optimally calibrated model to the validation data is an objective measure of merit for the model, together with its external forcing data. Importantly, this is a statistic which can be used for comparative evaluation of different models. The method makes use of observations from multiple locations, referred to as stations, distributed across the geographic domain. It relies on a technique for finding groups of stations which can be aggregated for parameter estimation purposes with minimal increase in the resulting misfit between model and observations.The results of testing this split-domain calibration method for a simple zero dimensional model, using observations from 30 stations in the North Atlantic, are presented. The stations are divided into separate calibration and validation sets. One year of ocean colour data from each station were used in conjunction with a climatological estimate of the station’s annual nitrate maximum. The results demonstrate the practical utility of the method and imply that an optimal fit of the model to the validation data would be given by two parameter sets. The corresponding division of the North Atlantic domain into two provinces allows a misfit-based cost to be achieved which is 25% lower than that for the single parameter set obtained using all of the calibration stations. In general, parameters are poorly constrained, contributing to a high degree of uncertainty in model output for unobserved variables. This suggests that limited progress towards a definitive model calibration can be made without including other types of observations

The ARTI Framework: Cosmic Rays Atmospheric Background Simulations

ARTI is a complete framework intended to simulate the expected signals produced by the interaction of the secondary particles inside any Water Cherenkov Detector, WCD. ARTI comprises a simulation sequence by integrating three different simulation tools: a) magnetocosmics, to account for the geomagnetic field effects on the primary flux; b) CORSIKA, to simulate the atmospheric showers originated on the complete flux of cosmic rays in the energy range of interest and, thus, to estimate the expected flux of secondary particles at the site; and c) Geant4, for simulating the WCD detectors response to this secondary flux. In this work, we show the usage of the ARTI framework by calculating the expected flux of signals at eight sites from the Latin American Giant Observatory, LAGO. This covers a wide range of altitudes and geomagnetic rigidity cut-offs. This shows it is possible to estimate the secondary particle flux originated by cosmic rays at any location in the world. This flux could be used either to be injected into WCDs, to estimate the footprint generated by Gamma-Ray Burst events, or over a geological structure in muography applications.Comment: 10 page

Effect of temperature and nucleotide on the binding of BiP chaperone to a protein substrate

BiP (immunoglobulin heavy-chain Binding Protein) is a Hsp70 monomeric ATPase motor that plays broad and crucial roles maintaining proteostasis inside the cell. Structurally, BiP is formed by two domains, a nucleotide-binding domain (NBD) with ATPase activity connected by a flexible hydrophobic linker to the substrate-binding domain (SBD). While the ATPase and substrate binding activities of BiP are allosterically coupled, the latter is also dependent on nucleotide binding. Recent structural studies have provided new insights into BiP's allostery; however, the influence of temperature on the coupling between substrate and nucleotide binding to BiP remains unexplored. Here we study BiP's binding to its substrate at the single molecule level using thermo-regulated optical tweezers which allows us to mechanically unfold the client protein and explore the effect of temperature and different nucleotides on BiP binding. Our results confirm that the affinity of BiP for its protein substrate relies on nucleotide binding, by mainly regulating the binding kinetics between BiP and its substrate. Interestingly, our findings also showed that the apparent affinity of BiP for its protein substrate in the presence of nucleotides remains invariable over a wide range of temperatures, suggesting that BiP may interact with its client proteins with similar affinities even when the temperature is not optimal. Thus, BiP could play a role as a "thermal buffer" in proteostasis. This article is protected by copyright. All rights reserved

Response of ocean ecosystems to climate warming

Author Posting. © American Geophysical Union, 2004. This article is posted here by permission of American Geophysical Union for personal use, not for redistribution. The definitive version was published in Global Biogeochemical Cycles 18 (2004): GB3003, doi:10.1029/2003GB002134.We examine six different coupled climate model simulations to determine the ocean biological response to climate warming between the beginning of the industrial revolution and 2050. We use vertical velocity, maximum winter mixed layer depth, and sea ice cover to define six biomes. Climate warming leads to a contraction of the highly productive marginal sea ice biome by 42% in the Northern Hemisphere and 17% in the Southern Hemisphere, and leads to an expansion of the low productivity permanently stratified subtropical gyre biome by 4.0% in the Northern Hemisphere and 9.4% in the Southern Hemisphere. In between these, the subpolar gyre biome expands by 16% in the Northern Hemisphere and 7% in the Southern Hemisphere, and the seasonally stratified subtropical gyre contracts by 11% in both hemispheres. The low-latitude (mostly coastal) upwelling biome area changes only modestly. Vertical stratification increases, which would be expected to decrease nutrient supply everywhere, but increase the growing season length in high latitudes. We use satellite ocean color and climatological observations to develop an empirical model for predicting chlorophyll from the physical properties of the global warming simulations. Four features stand out in the response to global warming: (1) a drop in chlorophyll in the North Pacific due primarily to retreat of the marginal sea ice biome, (2) a tendency toward an increase in chlorophyll in the North Atlantic due to a complex combination of factors, (3) an increase in chlorophyll in the Southern Ocean due primarily to the retreat of and changes at the northern boundary of the marginal sea ice zone, and (4) a tendency toward a decrease in chlorophyll adjacent to the Antarctic continent due primarily to freshening within the marginal sea ice zone. We use three different primary production algorithms to estimate the response of primary production to climate warming based on our estimated chlorophyll concentrations. The three algorithms give a global increase in primary production of 0.7% at the low end to 8.1% at the high end, with very large regional differences. The main cause of both the response to warming and the variation between algorithms is the temperature sensitivity of the primary production algorithms. We also show results for the period between the industrial revolution and 2050 and 2090.J. L. Sarmiento and R. Slater were supported by the NOAA Office of Global Programs grant NA56GP0439 to the Carbon Modeling Consortium for model development and by NSF grant OCE00973166 for model and observational interpretations as part of the JGOFS Synthesis and Modeling Project. R. Barber was supported by NSF grant OCE 0136270 as part of the JGOFS Synthesis and Modeling Project. S. Doney and J. Kleypas wish to thank the Community Climate System Model science team and the Climate Simulation Laboratory at NCAR and acknowledge support from NOAA-OGP grant NOAA-NA96GP0360S. Spall is funded through the UK Department for Environment, Food and Rural Affairs contract PECD 7/12/37

Tropical Cyclones and Climate Change

Trabajo presentado en: 10th International Worskshop Cyclones Tropicales, celebrado del 5 al 9 de diciembre de 2022 en Bali, Indonesia.A substantial number of studies have been published since the IWTC-9 in 2018, improving our understanding of the effect of climate change on tropical cyclones (TCs) and associated hazards and risks. They reinforced the robustness of increases in TC intensity and associated TC hazards and risks due to anthropogenic climate change. New modeling and observational studies suggested the potential influence of anthropogenic climate forcings, including greenhouse gases and aerosols, on global and regional TC activity at the decadal and century time scale. However, there is still substantial uncertainty owing to model uncertainty in simulating historical TC decadal variability in the Atlantic and owing to limitations of observed TC records. The projected future change in the global number of TCs has become more uncertain since IWTC-9 due to projected increases in TC frequency by a few climate models. A new paradigm, TC seeds, has been proposed, and there is currently a debate on whether seeds can help explain the physical mechanism behind the projected changes in global TC frequency. New studies also highlighted the importance of large-scale environmental fields on TC activity, such as snow cover and air-sea interactions. Future projections on TC translation speed and Medicanes are new additional focus topics in our report. Recommendations and future research are proposed relevant to the remaining scientific questions and assisting policymakers

Energy Estimation of Cosmic Rays with the Engineering Radio Array of the Pierre Auger Observatory

The Auger Engineering Radio Array (AERA) is part of the Pierre Auger Observatory and is used to detect the radio emission of cosmic-ray air showers. These observations are compared to the data of the surface detector stations of the Observatory, which provide well-calibrated information on the cosmic-ray energies and arrival directions. The response of the radio stations in the 30 to 80 MHz regime has been thoroughly calibrated to enable the reconstruction of the incoming electric field. For the latter, the energy deposit per area is determined from the radio pulses at each observer position and is interpolated using a two-dimensional function that takes into account signal asymmetries due to interference between the geomagnetic and charge-excess emission components. The spatial integral over the signal distribution gives a direct measurement of the energy transferred from the primary cosmic ray into radio emission in the AERA frequency range. We measure 15.8 MeV of radiation energy for a 1 EeV air shower arriving perpendicularly to the geomagnetic field. This radiation energy -- corrected for geometrical effects -- is used as a cosmic-ray energy estimator. Performing an absolute energy calibration against the surface-detector information, we observe that this radio-energy estimator scales quadratically with the cosmic-ray energy as expected for coherent emission. We find an energy resolution of the radio reconstruction of 22% for the data set and 17% for a high-quality subset containing only events with at least five radio stations with signal.Comment: Replaced with published version. Added journal reference and DO

Measurement of the Radiation Energy in the Radio Signal of Extensive Air Showers as a Universal Estimator of Cosmic-Ray Energy

We measure the energy emitted by extensive air showers in the form of radio emission in the frequency range from 30 to 80 MHz. Exploiting the accurate energy scale of the Pierre Auger Observatory, we obtain a radiation energy of 15.8 \pm 0.7 (stat) \pm 6.7 (sys) MeV for cosmic rays with an energy of 1 EeV arriving perpendicularly to a geomagnetic field of 0.24 G, scaling quadratically with the cosmic-ray energy. A comparison with predictions from state-of-the-art first-principle calculations shows agreement with our measurement. The radiation energy provides direct access to the calorimetric energy in the electromagnetic cascade of extensive air showers. Comparison with our result thus allows the direct calibration of any cosmic-ray radio detector against the well-established energy scale of the Pierre Auger Observatory.Comment: Replaced with published version. Added journal reference and DOI. Supplemental material in the ancillary file

An Indication of Anisotropy in Arrival Directions of Ultra-high-energy Cosmic Rays through Comparison to the Flux Pattern of Extragalactic Gamma-Ray Sources

A new analysis of the data set from the Pierre Auger Observatory provides evidence for anisotropy in the arrivaldirections of ultra-high-energy cosmic rays on an intermediate angular scale, which is indicative of excess arrivalsfrom strong, nearby sources. The data consist of 5514 events above 20 EeV with zenith angles up to 80°recordedbefore 2017 April 30. Sky models have been created for two distinct populations of extragalactic gamma-rayemitters: active galactic nuclei from the second catalog of hard Fermi-LAT sources (2FHL) and starburst galaxiesfrom a sample that was examined with Fermi-LAT. Flux-limited samples, which include all types of galaxies fromthe Swift-BAT and 2MASS surveys, have been investigated for comparison. The sky model of cosmic-ray densityconstructed using each catalog has two free parameters, the fraction of events correlating with astrophysicalobjects, and an angular scale characterizing the clustering of cosmic rays around extragalactic sources. Amaximum-likelihood ratio test is used to evaluate the best values of these parameters and to quantify the strength ofeach model by contrast with isotropy. It is found that the starburst model fits the data better than the hypothesis ofisotropy with a statistical significance of 4.0σ, the highest value of the test statistic being for energies above39 EeV. The three alternative models are favored against isotropy with 2.7σ?3.2σ significance. The origin of theindicated deviation from isotropy is examined and prospects for more sensitive future studies are discussed.Fil: Aab, A.. Radboud University Nijmegen; Países BajosFil: Allekotte, Ingomar. Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Almela, Daniel Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Andrada, B.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Bertou, Xavier Pierre Louis. Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Botti, Ana Martina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Cancio, A.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Contreras, F.. Observatorio Pierre Auger; ArgentinaFil: Etchegoyen, Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Figueira, Juan Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Fuster, Alan Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Golup, Geraldina Tamara. Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Gómez Berisso, M.. Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Gómez Vitale, P. F.. Pierre Auger Observatory; ArgentinaFil: González, N.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Hampel, Matias Rolf. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Hansen, Patricia Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Harari, Diego Dario. Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Holt, E.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Hulsman, Johannes. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Josebachuili Ogando, Mariela Gisele. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Kleinfeller, J.. Pierre Auger Observatory; ArgentinaFil: Lucero, A.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Mollerach, Maria Silvia. Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Melo, Diego Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Müller, Ana Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Naranjo, I.. Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Roulet, Esteban. Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Rodriguez Rojo, J.. Pierre Auger Observatory; ArgentinaFil: Sánchez, F.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Santos, E.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Sarmiento Cano, Christian Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Schmidt, D.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Sciutto, Sergio Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Silli, Gaia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Suarez, F.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Taborda Pulgarin, Oscar Alejandro. Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Wainberg, Oscar Isaac. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Wundheiler, Brian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: Yushkov, Alexey. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Tecnología en Detección y Astropartículas; ArgentinaFil: The Pierre Auger Collaboration. Pierre Auger Observatory; Argentin