Mechanism of Fatty-Acid-Dependent UCP1 Uncoupling in Brown Fat Mitochondria

SummaryMitochondrial uncoupling protein 1 (UCP1) is responsible for nonshivering thermogenesis in brown adipose tissue (BAT). Upon activation by long-chain fatty acids (LCFAs), UCP1 increases the conductance of the inner mitochondrial membrane (IMM) to make BAT mitochondria generate heat rather than ATP. Despite being a member of the family of mitochondrial anion carriers (SLC25), UCP1 is believed to transport H+ by an unusual mechanism that has long remained unresolved. Here, we achieved direct patch-clamp measurements of UCP1 currents from the IMM of BAT mitochondria. We show that UCP1 is an LCFA anion/H+ symporter. However, the LCFA anions cannot dissociate from UCP1 due to hydrophobic interactions established by their hydrophobic tails, and UCP1 effectively operates as an H+ carrier activated by LCFA. A similar LCFA-dependent mechanism of transmembrane H+ transport may be employed by other SLC25 members and be responsible for mitochondrial uncoupling and regulation of metabolic efficiency in various tissues

Analysis of the time reserve influence on the technological cell productivity

Time redundancy, widely used in technical systems, is one of the methods to improve the reliability and efficiency of technical systems. In this paper, the effect of instantly replenishing the time reserve on the productivity of a technical system is considered. Formulas of productivity of a technological cell in cases of random, constant and exponential time reserve are received, numerical results are given

Using the Metagraph Approach for Addressing RDF Knowledge Representation Limitations

This paper proposes an approach for addressing Resource Description Framework (RDF) knowledge representation limitations using an emergent graph model. The metagraph model is proposed to solve this problem. The formal definition of the metagraph model is given. Metagraph and hypergraph models are compared and it is shown that the hypergraph model does not implement the emergence principle. Textual predicate representation of the metagraph model is given covering all the main elements of the metagraph data model. RDF reification limitation and N-ary relationship limitation are examined. It is shown that the metagraph model addresses RDF limitations in a natural way without emergence loss. Proposed textual representation of the metagraph model allows clear and emergent description of the examined problems

SimReg1 is a master switch for biosynthesis and export of simocyclinone D8 and its precursors

Analysis of the simocyclinone biosynthesis (sim) gene cluster of Streptomyces antibioticus Tü6040 led to the identification of a putative pathway specific regulatory gene simReg1. In silico analysis places the SimReg1 protein in the OmpR-PhoB subfamily of response regulators. Gene replacement of simReg1 from the S. antibioticus chromosome completely abolishes simocyclinone production indicating that SimReg1 is a key regulator of simocyclinone biosynthesis. Results of the DNA-shift assays and reporter gene expression analysis are consistent with the idea that SimReg1 activates transcription of simocyclinone biosynthesis, transporter genes, regulatory gene simReg3 and his own transcription. The presence of extracts (simocyclinone) from S. antibioticus Tü6040 × pSSimR1-1 could dissociate SimReg1 from promoter regions. A preliminary model for regulation of simocyclinone biosynthesis and export is discussed

H+ transport is an integral function of the mitochondrial ADP/ATP carrier.

The mitochondrial ADP/ATP carrier (AAC) is a major transport protein of the inner mitochondrial membrane. It exchanges mitochondrial ATP for cytosolic ADP and controls cellular production of ATP. In addition, it has been proposed that AAC mediates mitochondrial uncoupling, but it has proven difficult to demonstrate this function or to elucidate its mechanisms. Here we record AAC currents directly from inner mitochondrial membranes from various mouse tissues and identify two distinct transport modes: ADP/ATP exchange and H+ transport. The AAC-mediated H+ current requires free fatty acids and resembles the H+ leak via the thermogenic uncoupling protein 1 found in brown fat. The ADP/ATP exchange via AAC negatively regulates the H+ leak, but does not completely inhibit it. This suggests that the H+ leak and mitochondrial uncoupling could be dynamically controlled by cellular ATP demand and the rate of ADP/ATP exchange. By mediating two distinct transport modes, ADP/ATP exchange and H+ leak, AAC connects coupled (ATP production) and uncoupled (thermogenesis) energy conversion in mitochondria

Pleiotropic regulatory genes bldA, adpA and absB are implicated in production of phosphoglycolipid antibiotic moenomycin

Unlike the majority of actinomycete secondary metabolic pathways, the biosynthesis of peptidoglycan glycosyltransferase inhibitor moenomycin in Streptomyces ghanaensis does not involve any cluster-situated regulators (CSRs). This raises questions about the regulatory signals that initiate and sustain moenomycin production. We now show that three pleiotropic regulatory genes for Streptomyces morphogenesis and antibiotic production—bldA, adpA and absB—exert multi-layered control over moenomycin biosynthesis in native and heterologous producers. The bldA gene for tRNALeuUAA is required for the translation of rare UUA codons within two key moenomycin biosynthetic genes (moe), moeO5 and moeE5. It also indirectly influences moenomycin production by controlling the translation of the UUA-containing adpA and, probably, other as-yet-unknown repressor gene(s). AdpA binds key moe promoters and activates them. Furthermore, AdpA interacts with the bldA promoter, thus impacting translation of bldA-dependent mRNAs—that of adpA and several moe genes. Both adpA expression and moenomycin production are increased in an absB-deficient background, most probably because AbsB normally limits adpA mRNA abundance through ribonucleolytic cleavage. Our work highlights an underappreciated strategy for secondary metabolism regulation, in which the interaction between structural genes and pleiotropic regulators is not mediated by CSRs. This strategy might be relevant for a growing number of CSR-free gene clusters unearthed during actinomycete genome mining

Alternative binders for immobilization of liquid organic radioactive waste

Проєкт отримав фінансування за програмою досліджень та навчання Євратому на 2019–2020 роки за грантовою угодою № 945098 1. Технологические и организационные аспекты обращения с радиоактивными отходами. МАГАТЭ, ВЕНА, 2005, IAEA-TCS-27 2. LIN, M., MACKENZIE, D.R., Tests of Absorbents and Solidification Techniques for Oil Wastes, Rep. BNL-NUREG-51589, Brook haven National Lab, Upton, NY (1983). 3. Патент РФ2317605 С1 МПК G21F 9/16. Способ цементирования жидких радиоактивных отходов, содержащих минеральные масла и/или органические жидкости, и устройство для его осуществления / ГУП Мос НПО «Радон», Варлаков А.П., Невров Ю.В., Горбунова О.А. и др., заявл. 04.07.2006 №2006] 2 3654/06] 4. Патент РФ 2437178, МПК G21F 9/20. Способ цементирования отработанных радиоактивных масел / ФГУП ПО «Маяк», Слюнчев О.М., Козлов П.В., Иванов И.А., заявл. 07.10.2010, опубл. 20.12.2011. 5. P. Duxson, A. Fernandez-Jimenez, J. L. Provis, G. C. Lukey, A. Palomo, J. S. J. van Deventer. Geopolymer technology: the current state of the art. J. Mater. Sci. 2007. 42(9). р. 2917–2933. 6. J.L. Provis, and J.S.J. Van Deventer, eds. Introduction to geopolymers. Structure, processing, properties and industrial applications, ed. J.L. Provis and J.S.J. Van Deventer. Woodhead Publishing in Materials : Cambridge, UK, 2009. 7. V. Cantarel, F. Nouaille, A. Rooses, D. Lambertin, A. Poulesquen, F. Frizon, Solidification/stabilisation of liquidoil waste in metakaolin-based geopolymer, J NucMat. 2015. 464. р. 16–19. 8. V. Cantarel, D. Lambertin, A. Poulesquen, F. Leroux, G. Renaudin, F. Frizon, Geopolymeras sembly by emulsion templating: emulsion stability and hardening mechanisms, Ceram. Int. 2018. 44. р. 10558–10568. 9. Charles Reeb, Christel Pierlot, Catherine Davy , David Lambertin “Incorporation of organic liquids in to geopolymer materials, A review o fprocessing, properties and applications”/ Ceramics International, 2021. Vol. 47, n. 6, p. 7369–7385. 10. Naqi J. Jang, recent progress in green cement technology utilizing low-carbon emission fuels and raw materials: a review, Substainability-Basel 11(2) (2019) 537, https://doi.org/10.3390/sull1020537 11. Глуховский В.Д. Пахомов В.А. Шлакощелочные цементы и бетоны. Киев : Будiвельник, 1978. 184 с. 12. Сhemistry and applications. 3rd eddition. France, Saint-Quentin: Institute Geopolymer, 2011. 614 p. 13. J.L. Provis, S.A. Bernal, Geopolimers and related alkali-activated materials, Annu. Rev. Mater. Rec. 2014. 44(1). р. 299–327, https://doi.org/10.1146/annurev-matsci-070813-113515 14. C. Shi, B.Qu, J.L. Provis, Recentprogressinlow-carbonbinders, Cem. Concr. Res. 2019. 122. р. 227–250, https://doi.org/10.1016/ j.cemconres.2019.05.009 15. C. Li, H. Sun, L. Li, A review: the comparison between alkali-activated slash(Si+Ca) and metakaolin (Si+Al) cement, Cem. Concr. Res. 2010. 40(9). p. 1341–1349, https://doi.org/10.1016/ j.cemconres.2010.03.020 16. Кривенко П.В., Пушкарьова К.К., Гоц В.І., Ковальчук Г.Ю. Цементи та бетони на основі паливних зол і шлаків. Київ : видавництво ТОВ «ІПК Експрес-Поліграф», 2012. 258 с. 17. Федоренко Ю.Г., Ольховик Ю.О., Розко А.М., Павлишин Г.П. Вплив компонентів геополімерних зв’язуючих на властивості компаундів при цементуванні борвміщуючих РРВ. Ядерна енергетика та довкілля. 2021. 2(21). С. 71–77. http:// doi.org/10.31717/2311 – 8253.21.2.6 18. Задвернюк Г.П. Поглинання нафти і нафтопродуктів глинами Черкаського родовища. Зб. наук. праць ІГНС. 2011. Вип. 19. С. 109–114.Під час експлуатації або при знятті з експлуатації енергоблоків АЕС утворюються рідкі органічні радіоактивні відходи, поводження з якими вимагає брати до уваги їхню природу і притаманні їм специфічні властивості. Більшість органічних відходів несумісні з навколишнім середовищем, тому варіант “розведення та скидання” не може бути застосовано до рідких органічних радіоактивних відходів. Крім іммобілізації радіонуклідів, органічні компоненти відходів повинні бути зруйновані або переведені в стабільну нетоксичну форму. Розглянуто і систематизовано технологічні особливості іммобілізації рідких органічних радіоактивних відходів (РОРВ) у геополімерну матрицю, яка може становити основу упаковки радіоактивних відходів та відповідати вимогам радіаційної безпеки для розміщення у сховищах для захоронення. Запропоновано застосування відповідних компонентів для покращення ефективності синтезу композиційних матеріалів з іммобілізованими РОРВ залежно від використаного технологічного регламенту та виду сировини. Розглянуто особливості механізму синтезу геополімерів в залежності від кількості CaO у сировині. Розглянуто переваги і недоліки різних способів кондиціонування РОРВ геополімерними зв’язуючими – пряме цементування, цементування емульсії та цементування насиченого маслом адсорбента. Для синтезу геополімерів з різними механізмами утворення застосовано метакаолін, золу виносу Дарницької ТЕС та шлак Маріупольського металургійного комбінату. Синтезовано зразки з безпосереднім введенням масла у геополімер, а також з застосуванням попередньої емульгації і неорганічних адсорбентів. Отримано компаунди з межею міцності на стиск більше 10 МПа, що відповідає вимогам для захоронення радіоактивних відходів у приповерхневих сховищах. Найбільшу міцність мають зразки на основі матеріалу з високим вмістом СаО – шлак з додаванням метакаоліну.During the operation or decommissioning of NPP units, liquid organic radioactive waste (LORW) is generated, the management of which requires taking into account their nature and their specific properties. Most organic waste is incompatible with the environment, so the “dilution and disposal” option cannot be applied to liquid organic radioactive waste. Technological features of immobilization of liquid organic radioactive waste (LORW) into a geopolymer matrix, which can form the basis of radioactive waste packaging, and meet the requirements for placement in storage facilities for disposal are considered and systematized. Several ways to condition LORW with geopolymer binders are used in the work. This is the so-called direct method, when the oil is introduced into the geopolymer before it hardens; the method by which the oil is previously converted into an emulsion by means of surfactants, which is then mixed into the geopolymer, and the method of pre-saturation of solid adsorbents with oil. The use of appropriate components to improve the efficiency of synthesis of composite materials with immobilized LORW depending on the used technological regulations and the type of raw materials is proposed. The peculiarities of the mechanism of geopolymer synthesis depending on the amount of CaO in the raw material are considered. The advantages and disadvantages of several methods of conditioning RORV with geopolymer binders are considered. Metakaolin, ash from the Darnytsya TPP and slag from the Mariupol Metallurgical Plant were used for the synthesis of geopolymers with different formation mechanisms. Samples with direct introduction of oil into the geopolymer, as well as with the use of preemulsification and inorganic adsorbents were synthesized. Сompounds with a compressive strength of more than 10 MPa are obtained. Samples based on a material with a high content of CaO – slag with the addition of metakaolin have the greatest strengt

Properties of Multidrug-Resistant Mutants Derived from Heterologous Expression Chassis Strain Streptomyces albidoflavus J1074

Streptomyces albidoflavus J1074 is a popular platform to discover novel natural products via the expression of heterologous biosynthetic gene clusters (BGCs). There is keen interest in improving the ability of this platform to overexpress BGCs and, consequently, enable the purification of specialized metabolites. Mutations within gene rpoB for the β-subunit of RNA polymerase are known to increase rifampicin resistance and augment the metabolic capabilities of streptomycetes. Yet, the effects of rpoB mutations on J1074 remained unstudied, and we decided to address this issue. A target collection of strains that we studied carried spontaneous rpoB mutations introduced in the background of the other drug resistance mutations. The antibiotic resistance spectra, growth, and specialized metabolism of the resulting mutants were interrogated using a set of microbiological and analytical approaches. We isolated 14 different rpoB mutants showing various degrees of rifampicin resistance; one of them (S433W) was isolated for the first time in actinomycetes. The rpoB mutations had a major effect on antibiotic production by J1074, as evident from bioassays and LC-MS data. Our data support the idea that rpoB mutations are useful tools to enhance the ability of J1074 to produce specialized metabolites

монографія

Конституційний процес в Україні та світовий досвід конституціоналізму : монографія / [Шемшученко Ю. С., Батанов О. В., Крусян А. Р. та ін.] ; наук. ред. Ю. С. Шемшученко, відп. ред. Н. М. Пархоменко. - Київ : Видавництво "Юридична думка", 2014. - 262 с.У монографії на основі аналізу конституційних перетворень в Україні в контексті сприйняття і втілення принципів європейського конституціоналізму, теоретико- методологічних проблем оновлення Конституції України та національного законодавства у зв'язку із асоціацією України з Європейським Союзом, вивчення історичних і сучасних особливостей конституційного процесу та конституційного ладу в країнах пострадянського простору, основних етапів генезису Конституції та конституційного законодавства в Україні, реформування конституційно-правового статусу Президента України в напрямі поділу влади та зміни форми республіканського правління, тенденцій розвитку вітчизняного законодавства про місцеве самоврядування з огляду на міжнародні стандарти муніципальної демократії, основних сучасних тенденцій конституціоналізму у світі та Україні визначені особливості конституційного процесу в нашій країні та країнах пострадянського простору, розвитку конституційного законодавства в напрямі конституційної модернізації, сучасні тенденції світового конституціоналізму і вітчизняної конституційної практики. Запропоновано зміни до Конституції та чинної системи законодавства України. Розрахована на науковців, викладачів, аспірантів і студентів, політиків та працівників державного апарату, насамперед Верховної Ради України, Кабінету Міністрів України та Конституційного Суду України, а також всіх, хто цікавиться проблемами розвитку конституційного права України