Automated Identication of Atrial Fibrillation from Single-lead ECGs Using Multi-branching ResNet

Atrial fibrillation (AF) is the most common cardiac arrhythmia, which is clinically identified with irregular and rapid heartbeat rhythm. AF puts a patient at risk of forming blood clots, which can eventually lead to heart failure, stroke, or even sudden death. It is of critical importance to develop an advanced analytical model that can effectively interpret the electrocardiography (ECG) signals and provide decision support for accurate AF diagnostics. In this paper, we propose an innovative deep-learning method for automated AF identification from single-lead ECGs. We first engage the continuous wavelet transform (CWT) to extract time-frequency features from ECG signals. Then, we develop a convolutional neural network (CNN) structure that incorporates ResNet for effective network training and multi-branching architectures for addressing the imbalanced data issue to process the 2D time-frequency features for AF classification. We evaluate the proposed methodology using two real-world ECG databases. The experimental results show a superior performance of our method compared with traditional deep learning models

Atrial Fibrillation and the Autonomic Nervous System

Catheter ablation of atrial fibrillation (AF) has been increasingly employed as a therapeutic modality to maintain sinus rhythm. However, the procedure is potentially associated with major complications and its long-term efficacy is relatively poor. Thus, the quest for additional non-pharmacological, non-ablative therapies for the management of patients with AF continues. Present methodology for catheter ablation of AF includes pulmonary vein isolation by applying radiofrequency current around the pulmonary vein ostia, in order to prevent the ectopic activity arising from the pulmonary veins from reaching the atria and thereby inducing AF. However, this approach failed to answer the fundamental question of how the generally short episodes of focal firing in the pulmonary veins are converted into AF. Experimental work has provided many lines of evidence linking the intrinsic cardiac autonomic nervous system with focal firing from the pulmonary veins via activation of the ganglionated plexi (GP) adjacent to these veins. Autonomic denervation is common following pulmonary vein isolation and has been associated with decreased risk of AF recurrence. Recent clinical studies where GP ablation was performed either in addition to the standard procedure of pulmonary vein isolation, or as a stand-alone procedure support these experimental data. These intriguing new concepts and data linking the autonomic nervous system to AF will herein be briefly reviewed

Hybrid Microfluidic Device for High Throughput Isolation of Cells Using Aptamer Functionalized Diatom Frustules

Circulating tumor cells (CTCs), secreted from primary and metastatic malignancies, hold a wealth of essential diagnostic and prognostic data for multiple cancers. Significantly, the information contained within these cells may hold the key to understanding cancer metastasis, both individually and fundamentally. Accordingly, developing ways to identify, isolate and interrogate CTCs plays an essential role in modern cancer research. Unfortunately, CTCs are typically present in the blood in vanishingly low titers and mixed with other blood components, making their isolation and analysis extremely challenging. Herein, we report the design, fabrication and optimization of a microfluidic device capable of automatically isolating CTCs from whole blood. This is achieved in two steps, via the passive viscoelastic separation of CTCs and white blood cells (WBCs) from red blood cells (RBCs), and subsequent active magnetophoretic separation of CTCs from WBCs. We detail the specific geometries required to balance the elastic and inertial forces required for successful passive separation of RBCs, and the use of computational fluid dynamics (CFD) to optimize active magnetophoretic separation. We subsequently describe the use of magnetic biosilica frustules, extracted from Chaetoceros sp. diatoms, to fluorescently tag CTCs and facilitate magnetic isolation. Finally, we use our microfluidic platform to separate HepG2-derived CTCs from whole blood, demonstrating exceptional CTC recovery (94.6%) and purity (89.7%

Use of Hydralazine‐Isosorbide Dinitrate Combination in African American and Other Race/Ethnic Group Patients With Heart Failure and Reduced Left Ventricular Ejection Fraction

Background: Hydralazine‐isosorbide dinitrate (H‐ISDN) therapy is recommended for African American patients with moderate to severe heart failure with reduced ejection fraction (<40%) (HFrEF), but use, temporal trends, and clinical characteristics associated with H‐ISDN therapy in clinical practice are unknown. Methods and Results: An observational analysis of 54 622 patients admitted with HFrEF and discharged home from 207 hospitals participating in the Get With The Guidelines–Heart Failure registry from April 2008 to March 2012 was conducted to assess prescription, trends, and predictors of use of H‐ISDN among eligible patients. Among 11 185 African American patients eligible for H‐ISDN therapy, only 2500 (22.4%) received H‐ISDN therapy at discharge. In the overall eligible population, 5115 of 43 498 (12.6%) received H‐ISDN at discharge. Treatment rates increased over the study period from 16% to 24% among African Americans and from 10% to 13% among the entire HFrEF population. In a multivariable model, factors associated with H‐ISDN use among the entire cohort included younger age; male sex; African American/Hispanic ethnicity; and history of diabetes, hypertension, anemia, renal insufficiency, higher systolic blood pressure, and lower heart rate. In African American patients, these factors were similar; in addition, being uninsured was associated with lower use. Conclusions: Overall, few potentially eligible patients with HFrEF are treated with H‐ISDN, and among African‐Americans fewer than one‐fourth of eligible patients received guideline‐recommended H‐ISDN therapy. Improved ways to facilitate use of H‐ISDN therapy in African American patients with HFrEF are needed

Advanced database mining integrating sequence and structure bioinformatics with microfluidics challenges enzyme engineering

Please click Additional Files below to see the full abstract

Retrigrade coronary blood flow during reperfusion of the myocardium: experimental study

Background: Restoration of patency of an infarct-related artery does not predictably reflect tissue reperfusion. We examined the relationship between coronary blood flow (CBF) pattern during reperfusion and infarcted (IA) and no-reflow (NR) area in a porcine ischemia reperfusion model. Methods: The mid left anterior descending artery of 18 pigs was occluded for 1 h, and reperfused for 2 h. CBF during reperfusion was measured with a transit-time ultrasound flowmeter, while systemic arterial and left and right atrial pressures were monitored. IA and NR were measured with triphenyl tetrazolium chloride and thioflavin staining, respectively. Results: In 13 pigs (group 1), early systolic retrograde CBF developed within the first 30 min and persisted throughout reperfusion. No retrograde CBF was observed in 5 pigs (group 2). Mean and peak CBF and percent of left ventricle at risk (27,8±2,0% vs. 24,1±1,5%, p=0,30) were similar in both groups. IA (74,3±3,0% vs. 54,9±7.3%, p=0,009) and NR (60,0±4,5% vs. 36,3±6,8%; p=0,013) were significantly larger in group 1 than group 2. Time-to-development of retrograde CBF was inversely related to IA (r=-0,59, p=0,010) and NR (r=-0,61, p=0,008). Absolute mean and peak retrograde CBF at the end of reperfusion predicted a larger IA (r=0,71, p=0,001 and r=0,69, p=0,001). In univariate analyses, the presence of retrograde CBF was related to a larger IA (odds ratio 1,12, 95% confidence interval 1,01-1,24, p=0,037) and NR (odds ratio 1,09, 95% confidence interval 1,01-1,18, p=0,037). Conclusions: Retrograde CBF during reperfusion of the infarct-related artery predicts NR and infarct size, and might be used as an index of successful reperfusion at the tissue level.Εισαγωγή: Σε ασθενείς με οξύ έμφραγμα του μυοκαρδίου, η αποκατάσταση της βατότητας της υπεύθυνης στεφανιαίας αρτηρίας δεν συνεπάγεται πάντοτε αποκατάσταση της κυκλοφορίας σε ιστικό επίπεδο. Σκοπός της παρούσας μελέτης απετέλεσε η αξιολόγηση πιθανής συσχέτισης της μορφολογίας της στεφανιαίας ροής κατά την επαναιμάτωση με την έκταση του εμφράγματος και του φαινομένου μη επαναρροής σε πειραματικό πρότυπο ισχαιμίας-επαναιμάτωσης. Μέθοδος: Δεκαοκτώ χοίροι υποβλήθηκαν σε μυοκαρδιακή ισχαιμία μιας ώρας, με προσωρινή απολίνωση του μέσου τμήματος της προσθίας κατιούσας στεφανιαίας αρτηρίας και επαναιμάτωση για δύο ώρες. Η στεφανιαία ροή στην πρόσθια κατιούσα στεφανιαία αρτηρία καταγραφόταν με τη χρήση υπερηχητικού ροομέτρου τοποθετημένου περιφερικά της θέσης απολίνωσης. Ταυτόχρονα καταγράφονταν η μέση αρτηριακή πίεση, η μέση πίεση του αριστερού και δεξιού κόλπου. Η έκταση του εμφράγματος και του φαινομένου μη επαναρροής υπολογίζονταν με τη χρήση χλωριούχου τριφαινυλτετραζολίου και θειοφλαβίνης, αντίστοιχα. Αποτελέσματα: Τα πειραματόζωα που παρουσίασαν παλίνδρομη πρωτοσυστολική στεφανιαία ροή κατά τη διάρκεια των πρώτων 30 λεπτών της επαναιμάτωσης, αποτέλεσαν την ομάδα 1 (Ν=13) ενώ τα ζώα που δεν εμφάνισαν παλίνδρομη στεφανιαία ροή, απετέλεσαν την ομάδα 2 (Ν=5). Η μέση και μέγιστη στεφανιαία ροή, καθώς και η υπό κίνδυνο περιοχή της αριστερής κοιλίας (27,8±2,0% έναντι 24,1±1,5%, p=0,30) δεν διέφεραν μεταξύ των δύο ομάδων. Η έκταση του εμφράγματος και του φαινομένου μη επαναρροής στην ομάδα 1 ήταν μεγαλύτερη σε σχέση με την ομάδα 2 (74.0±3.2%, έναντι 54,9±7,3%, p=0,009 και 60,0±4,5% έναντι 36.3±6.8%, p=0,013, αντίστοιχα). Η έκταση του εμφράγματος, καθώς και η έκταση του φαινομένου μη επαναρροής ήταν αντιστρόφως ανάλογες του χρόνου από την έναρξη της επαναιμάτωσης μέχρι την εμφάνιση παλίνδρομης στεφανιαίας ροής (r=-0,59, p=0,010 και r=-0,61, p=0,008, αντίστοιχα). Η απόλυτη τιμή της μέσης και μέγιστης παλίνδρομης στεφαινιαίας ροής στο τέλος της περιόδου επαναιμάτωσης παρουσίασε σημαντική συσχέτιση με την έκταση του εμφράγματος (r=0,71, p=0,001 και r=0,69, p=0,001, αντίστοιχα). Οι μόνοι στατιστικά σημαντικοί προγνωστικοί παράγοντες της παρουσίας παλίνδρομης στεφανιαίας ροής ήταν η έκταση εμφράγματος (σχετικός κίνδυνος 1,12, 95% όρια αξιοπιστίας 1,01-1,24, p=0,037) και η έκταση του φαινομένου μη επαναρροής (σχετικός κίνδυνος 1,09, 95% όρια αξιοπιστίας 1,01-1,18, p=0,037). Συμπεράσματα: Η παρουσία παλίνδρομης στεφανιαίας ροής κατά την επαναιμάτωση της ένοχης επικαρδιακής αρτηρίας αντικατοπτρίζει την παρουσία πιο εκτεταμένου εμφράγματος του μυοκαρδίου και φαινομένου μη επαναρροής και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως δείκτης επιτυχούς επαναιμάτωσης σε ιστικό επίπεδο

Time-resolved FTIR and electrochemical studies of cbb3, aa3-600 and ba3 oxidases

The aim of the present dissertation is the characterization of the structural and dynamic properties of the binuclear center upon binding of exogenous ligands as well as the determination of reduction potentials of cytochrome and quinol oxidases. FTIR and time-resolved step scan FTIR have been applied for the investigation of the structure and dynamics of the binuclear site of cytochrome cbb3-CO complex. The rates for the CuB-CO dissociation (t1/2 = 120 µs) and heme b3-CO recombination (t1/2 = 150 µs) we have determined in this study suggest that the rate limiting step for the heme b3 recombination of CO is the half-life of the CuB-CO complex. The time-resolved FTIR data reveal that in this cbb3-type oxidase the decay of the transient CuB-CO complex is concurrent with the formation of the heme b3-CO complex, and the ν(CO) of CuB at 2064 cm-1, despite the lack of the cross-link tyrosine 280, is similar to that observed in cytochrome aa3. As a first step in understanding the cytochrome cbb3/NO reaction is the characterization of the binuclear center upon NO binding. In this work we report the NO-bound form of oxidized cbb3 by Fourier tranform infrared spectroscopy (FTIR) and compare it with that of the heme b3 3+-NO complex of NOR, and the NO complex of metmyoglobin. The data reported here demonstrate that NO binding occursexclusively at the heme b3 center and not at CuB. The absence of a negative charge in the binuclear center of heme b3-CuB in conjunction with a more open pocket than in other heme-copper oxidases, lowers the energy barrier optimizing the efficiency of NO escape We report the first evidence for the formation of a mixed valence heme b Fe3+/Cu1+-CO complex at ambient temperature. This bimetallic center is the catalytic site of heme-copper oxidases where the O2, and in some cases, the NO reductions take place. We have used cytochrome oxidase cbb3 to demonstrate that addition of O2 to the fully reduced CO bound heme b Fe+2 enzyme oxidizes the heme b Fe and forms a Cu+1-CO complex. The ν(CO) frequency at 2047 cm-1 of the novel Cu+1-CO species is 16 cm-1 lower than that of the transient (t1/2=160 ms) heme Fe3+/Cu1+-CO (ν(CO)=2063 cm-1) species that is formed upon photodissociaton of CO from heme b Fe+2. The formation of such novel equilibrium mixed valence heme b Fe3+/Cu1+-CO complex is observed for the first time in any structurally known heme-copper oxidases and heme-Cu model compounds. Τime-resolved step scan FTIR has been applied for the investigation of the structure and dynamics of the binuclear site of αα3-600 from Bacillus subtilis. The results illustrate that that the dynamics of the heme a3 proximal pocket in not a possible explanation for the dissociation of CO from CuB and that distal effects play the dominant role in the recombination process. Our results are consistent with an activation barrier which prevents CO recombination to heme a3 and ligand removal from CuB occurs via escape into the surrounding solvent before binding to the heme a3. A model describing the photodissociation/association of ligands in the active site of the enzyme has been proposed. The spectroelectrochemical technique has been applied in order to determine the potentials of each of the redox centers of cytochrome cbb3. Moreover a comparison of the redox potential of heme b3 is being made between cytochrome cbb3 and the NO reductase so as to draw conclusions with regard to the heme environment before the reaction with the NO. The results show that complete reduction of the binuclear center of cytochrome cbb3 is thermodynamically favorable. This means that the mechanism of activation of NO occurs with a fully reduced binuclear centerb3/CuB. On the contrary the potential of heme b3 of NOR declares that the reduction of the binuclear center b3/FeB is not favorable from the physiologic donors of electrons. The spectroelectrochemical technique has been applied in order to determine the potentials of each of the redox centers of cytochrome ba3. The mechanism by which cytochrome ba3 reduces NO to N2O has not yet been clarified. As a first step in investigating this complicated mechanism, we have used the spectroelectrochemical technique in order to study the fully reduced ba3-NO complex. Knowing the number of electrons that we electrochemically give or extract, we are in a position to monitorspectroscopically the possible forms of ferrous heme a3, during the electrochemical oxidation of the fully reduced ba3-NO complex. The results indicate that cytochrome ba3 catalyzes the two-electron reduction of NO to N2O and that the oxidation of heme b is the rate-limiting step for the reduction of NO. These results may help us to elucidate the catalytic cycle of NO reduction by cytochrome ba3.Ο στόχος της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι ο χαρακτηρισμός της δομής και της δυναμικής του διπυρηνικού κέντρου καθώς και ο προσδιορισμός των δυναμικών αναγωγής των κυτοχρωμικών και κινολικών οξειδασών. Σε αυτή την εργασία περιγράφεται η κινητική μελέτη του συμπλόκου cbb3-CO με την τεχνική της step-scan FTIR φασματοσκοπίας. Το κυτόχρωμα cbb3 είναι η μοναδική αιμοχαλκοξειδάση στην οποία η διάσπαση του CuB-CO συμπλόκου συνοδεύεται από το σχηματισμό του Fe-CO συμπλόκου. Τα time-resolved FT-IR φάσματα της φωτοδιάσπασης του CO στη cbb3 κυτοχρωμική οξειδάση δείχνουν ότι η ν(CO) δόνηση τάσης του CuB στους 2064 cm-1 είναι ίδια με εκείνη του κυτοχρώματος αα3 παρόλο που το κυτόχρωμα cbb3 δεν περιέχει το cross-link Ηis-Tyr244 και τη φαρνεσυλική αλυσίδα. Οι ταχύτητες που υπολογίσαμε για τη διάσπαση του CO από το CuB (t1/2 = 120 μs) και την επαναδέσμευση του στην αίμη b3 (t1/2 = 150 μs) δείχνουν ότι το καθοριστικό στάδιο για την επαναδέσμευση του CO στην αίμη b3 είναι ο αποσχηματισμός του CuB-CO συμπλόκου. Σαν ένα πρώτο βήμα για την κατανόηση της αντίδρασης του κυτοχρώματος cbb3 με το NO είναι ο χαρακτηρισμός του διπυρηνικού κέντρου κατά τη δέσμευση του ΝΟ. Γι αυτό το λόγο μελετήσαμε με φασματοσκοπία UV-Vis και FTIR τη δομή του υποκατεστημένου με ΝΟ κυτοχρώματος cbb3 και τη συγκρίνουμε με αυτή των ΝΟ-συμπλόκων της αναγωγάσης του ΝΟ (ΝΟR) και της μυοσφαιρίνης. Τα δεδομένα δείχνουν ότι το ΝΟ δεσμεύεται αποκλειστικά στην αίμη b3 και όχι στο CuB. Αυτή είναι η πρώτη δονητική μελέτη της δέσμευσης του ΝΟ σε αιμοχαλκοξειδάση που βρίσκεται στην οξειδωμένη κατάσταση. Η απελευθέρωση του ΝΟ από την αίμη b3 του cbb3 δείχνει ότι το περιβάλλον της αίμης b3 στο cbb3 είναι λιγότερο πολικό από αυτό της NOR και ότι η ανοιχτή δομή του διπυρηνικού κέντρου b3/CuB, συγκρινόμενη με τη κλειστή δομή του διπυρηνικού κέντρου b3/μη-αιμικός Fe του NOR, διευκολύνει τη θερμική απελευθέρωσή του. Στην εργασία αυτή αποδεικνύουμε για πρώτη φορά την ύπαρξη μιας μικτού σθένους αίμη Fe3+/Cu1+-CO δομή. Σε αντίθεση με όλες τις γνωστές αιμοχαλκοξειδάσες, παρουσιάζουμε εδώ άμεση απόδειξη ότι προσθήκη του Ο2 στο πλήρως ανηγμένο αίμη-Fe2+-CO σύμπλοκο αντικαθιστά το CΟ από την αίμη b Fe2+ παράγοντας ένα σταθερό αίμη Fe3+/Cu1+-CO διπυρηνικό σύμπλοκο. Αυτή η ανίχνευση του σε ισορροπία Cu1+-CO συμπλόκου, δεν έχει παρατηρηθεί προηγουμένως σε οποιαδήποτε δομικά γνωστά αιμοχαλκοξειδάση και μοντέλα αίμης- Cu. Στην παρούσα εργασία χρησιμοποιήσαμε την φασματοσκοπία time-resolved step-scan FTIR για τη διερεύνηση της δομής και της δυναμικής του διπυρηνικού κέντρου του κυτοχρώματος αα3-600 του Bacillus subtilis. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι οι μεταβολές που συμβαίνουν στο εγγύς περιβάλλον της αίμης α3 δεν επηρεάζουν την αποδέσμευση του CO από το CuB. Επιπλέον δείχνουν ότι υπάρχει ένα ενεργειακό φράγμα το οποίο εμποδίζει την επαναδέσμευση του CO στην αίμη α3 και ότι η απόσπαση του CO από το CuB συμβαίνει μέσω της απελευθέρωσης του στο διαλύτη πριν επαναδεσμευθεί στην αίμη α3. Για την ερμηνεία των δεδομένων μας, προτείνουμε ένα μοντέλο για τη δυναμική του διπυρηνικού κέντρου a32+ /CuB1+ μετά τη φωτόλυση του CO Με τη φασματοηλεκτροχημική τεχνική προσδιορίσαμε τα δυναμικά αναγωγής των οξειδοαναγωγικών κέντρων του κυτοχρώματος cbb3. Στη συνέχεια γίνεται μια σύγκριση του δυναμικού αναγωγής της αίμης b3 ανάμεσα στο κυτόχρωμα cbb3 σχετικά με το περιβάλλον της αίμης πριν την αντίδραση με το ΝΟ. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η πλήρης αναγωγή του διπυρηνικού κέντρου στο ένζυμο αυτό είναι θερμοδυναμικά ευνοούμενη. Αυτό σημαίνει ότι ο μηχανισμός ενεργοποίησης του ΝΟ πραγματοποιείται με ένα πλήρως ανηγμένο διπυρηνικό κέντρο αίμης b3/CuB. Αντίθετα η τιμή του δυναμικού αναγωγής της αίμης b3 της NOR δηλώνει ότι η αναγωγή της αίμης του διπυρηνικού κέντρου είναι μη ευνοϊκή από τους φυσιολογικούς δότες ηλεκτρονίων. Ο μηχανισμός της αναγωγής του ΝΟ σε Ν2Ο που καταλύεται από το κυτόχρωμα bα3 δεν έχει και τη νιτρική αναγωγάση έτσι ώστε να εξάγουμε συμπεράσματα ακόμη διευκρινιστεί Σαν ένα πρώτο βήμα ως προς τη διερεύνηση αυτού του μηχανισμού χρησιμοποιήσαμε τη φασματοηλεκτροχημική τεχνική για να μελετήσαμε το σύμπλοκο του ανηγμένου κυτοχρώματος bα3 με το ΝΟ. Γνωρίζοντας τον αριθμό των ηλεκτρόνιων που δίνουμε ή αποσπούμε ηλεκτροχημικά, είμαστε σε θέση να εκτιμήσουμε τις πιθανές καταστάσεις δέσμευσης του υποκαταστάτη και την οξειδωτική τους κατάσταση, κατά την ηλεκτροχημική οξείδωση του πλήρως ανηγμένου συμπλόκου bα32+-ΝΟ. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το κυτόχρωμα bα3 επιτελεί την καταλυτική ανάγωγη δύο ηλεκτρονίων του ΝΟ σε Ν2Ο και η οξείδωση της αίμης b αποτελεί το καθοριστικό στάδιο για την αναγωγή του ΝΟ

FTIR και Time-Resolved Step-Scan FTIR μελέτες της αντιδρασης του κυτοχρώματος cbb3 με το CO και το ΝΟ

The aim of the present dissertation is the characterization of the structural and dynamic properties of the binuclear center upon binding of exogenous ligands as well as the determination of reduction potentials of cytochrome and quinol oxidases. FTIR and time-resolved step scan FTIR have been applied for the investigation of the structure and dynamics of the binuclear site of cytochrome cbb3-CO complex. The rates for the CuB-CO dissociation (t1/2 = 120 μs) and heme b3-CO recombination (t1/2 = 150 μs) we have determined in this study suggest that the rate limiting step for the heme b3 recombination of CO is the half-life of the CuB-CO complex. The time-resolved FTIR data reveal that in this cbb3-type oxidase the decay of the transient CuB-CO complex is concurrent with the formation of the heme b3-CO complex, and the (CO) of CuB at 2064 cm-1, despite the lack of the cross-link tyrosine 280, is similar to that observed in cytochrome aa3. As a first step in understanding the cytochrome cbb3/NO reaction is the characterization of the binuclear center upon NO binding. In this work we report the NO-bound form of oxidized cbb3 by Fourier tranform infrared spectroscopy (FTIR) and compare it with that of the heme b33+-NO complex of NOR, and the NO complex of metmyoglobin. The data reported here demonstrate that NO binding occurs exclusively at the heme b3 center and not at CuB. The absence of a negative charge in the binuclear center of heme b3-CuB in conjunction with a more open pocket than in other heme-copper oxidases, lowers the energy barrier optimizing the efficiency of NO escape.Ο στόχος της παρούσας εργασίας είναι ο χαρακτηρισμός της δομής και της δυναμικής του διπυρηνικού κέντρου των κυτοχρωμικών Σε αυτή την εργασία περιγράφεται η κινητική μελέτη του συμπλόκου cbb3-CO με την τεχνική της step-scan FTIR φασματοσκοπίας. Το κυτόχρωμα cbb3 είναι η μοναδική αιμοχαλκοξειδάση στην οποία η διάσπαση του CuB-CO συμπλόκου συνοδεύεται από το σχηματισμό του Fe-CO συμπλόκου. Τα time-resolved FT-IR φάσματα της φωτοδιάσπασης του CO στη cbb3 κυτοχρωμική οξειδάση δείχνουν ότι η ν(CO) δόνηση τάσης του CuB στους 2064 cm-1 είναι ίδια με εκείνη του κυτοχρώματος αα3 παρόλο που το κυτόχρωμα cbb3 δεν περιέχει το cross-link Ηis-Tyr244 και τη φαρνεσυλική αλυσίδα. Οι ταχύτητες που υπολογίσαμε για τη διάσπαση του CO από το CuB (t1/2 = 120 μs) και την επαναδέσμευση του στην αίμη b3 (t1/2 = 150 μs) δείχνουν ότι το καθοριστικό στάδιο για την επαναδέσμευση του CO στην αίμη b3 είναι ο αποσχηματισμός του CuB-CO συμπλόκου. Σαν ένα πρώτο βήμα για την κατανόηση της αντίδρασης του κυτοχρώματος cbb3 με το NO είναι ο χαρακτηρισμός του διπυρηνικού κέντρου κατά τη δέσμευση του ΝΟ. Γι αυτό το λόγο μελετήσαμε με φασματοσκοπία UV-Vis και FTIR τη δομή του υποκατεστημένου με ΝΟ κυτοχρώματος cbb3 και τη συγκρίνουμε με αυτή των ΝΟ-συμπλόκων της αναγωγάσης του ΝΟ (ΝΟR) και της μυοσφαιρίνης. Τα δεδομένα δείχνουν ότι το ΝΟ δεσμεύεται αποκλειστικά στην αίμη b3 και όχι στο CuB. Αυτή είναι η πρώτη δονητική μελέτη της δέσμευσης του ΝΟ σε αιμοχαλκοξειδάση που βρίσκεται στην οξειδωμένη κατάσταση. Η απελευθέρωση του ΝΟ από την αίμη b3¬ του cbb3 δείχνει ότι το περιβάλλον της αίμης b3 στο cbb3 είναι λιγότερο πολικό από αυτό της NOR και ότι η ανοιχτή δομή του διπυρηνικού κέντρου b3/CuB, συγκρινόμενη με τη κλειστή δομή του διπυρηνικού κέντρου b3/μη-αιμικός Fe του NOR, διευκολύνει την θερμική απελευθέρωση του