الدعم المالي من dell&#39;Istruzione Ministero، dell&#39;Universitá ديلا من Ricerca (نسخ م، 2009K3RH7N_002) وماري كوري البينية الأوروبية زمالة (CYCLOGUO-298555)، وكذلك رعاية العمل COST CM0603 على &#39;الجذور الحرة في علم الأحياء الكيميائية والعمل COST والتقدير والإمتنان على CM1201 &quot;الكيمياء الراديكالي المحاكاة البيولوجية&quot;.

<ol>
	<li>Ferreri, C., Chatgilialoglu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Membrane+lipidomics+and+the+geometry+of+unsaturated+fatty+acids:+from+biomimetic+models+to+biological+consequences.">Membrane lipidomics and the geometry of unsaturated fatty acids: from biomimetic models to biological consequences.</a> Methods Molecular Biology. 579, 391-412 (2009).</li><li>Chatgilialoglu, C., Ferreri, C., Terzidis, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Purine+5',8-cyclonucleoside+lesions:+chemistry+and+biology.">Purine 5',8-cyclonucleoside lesions: chemistry and biology.</a> Chemical Society Reviews. 40 (3), 1368-1382 (2011).</li><li>Chatgilialoglu, C., Ferreri, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radiation-induced+reductive+modifications+of+sulfur-containing+amino+acids+within+peptides+and+proteins.">Radiation-induced reductive modifications of sulfur-containing amino acids within peptides and proteins.</a> Journal of Proteomics. 74 (11), 2264-2273 (2011).</li><li>Chatgilialoglu, C., Ferreri, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trans+lipids:+the+free+radical+path.">Trans lipids: the free radical path.</a> Accounts Chemical Research. 38 (6), 441-448 (2005).</li><li>Melchiorre, M., Torreggiani, A., Chatgilialoglu, C., Ferreri, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lipid+markers+of+geometrical+radical+stress:+synthesis+of+mono-trans+cholesteryl+esters+isomers+and+detection+in+human+plasma.">Lipid markers of geometrical radical stress: synthesis of mono-trans cholesteryl esters isomers and detection in human plasma.</a> Journal of the American Chemical Society. 133 (38), 15184-15190 (2011).</li><li>Wang, J., Yuan, B., Guerrero, C., Bahde, R., Gupta, S., Wang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+Oxidative+DNA+Lesions+in+Tissues+of+Long-Evans+Cinnamon+Rats+by+Capillary+High-Performance+Liquid+Chromatography-Tandem+Mass+Spectrometry+Coupled+with+Stable+Isotope-Dilution+Method.">Quantification of Oxidative DNA Lesions in Tissues of Long-Evans Cinnamon Rats by Capillary High-Performance Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry Coupled with Stable Isotope-Dilution Method.</a> Analytical Chemistry. 83 (6), 2201-2209 (2011).</li><li>Boussicault, F., Kaloudis, P., Caminal, C., Mulazzani, Q. G., Chatgilialoglu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+fate+of+C5'+radicals+of+purine+nucleosides+under+oxidative+conditions.">The fate of C5' radicals of purine nucleosides under oxidative conditions.</a> Journal of the American Chemical Society. 130 (26), 8377-8385 (2008).</li><li>Ferreri, C., Kratzsch, S., Brede, O., Marciniak, B., Chatgilialoglu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trans+lipids+formation+induced+by+thiols+in+human+monocytic+leukemia+cells.">Trans lipids formation induced by thiols in human monocytic leukemia cells.</a> Free Radicals Biology &amp; Medicine. 38 (9), 1180-1187 (2005).</li><li>Zambonin, L., Ferreri, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Occurrence+of+trans+fatty+acids+in+rats+fed+a+trans-free+diet:+a+free+radical-mediated+formation.">Occurrence of trans fatty acids in rats fed a trans-free diet: a free radical-mediated formation.</a> Free Radicals Biology &amp; Medicine. 40 (9), 1549-1556 (2006).</li><li>Puca, A. A., Andrew, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fatty+acids+profile+of+erythrocyte+membranes+as+possible+biomarker+of+longevity.">Fatty acids profile of erythrocyte membranes as possible biomarker of longevity.</a> Rejuvenation Research. 11 (1), 63-72 (2008).</li><li>Belmadoui, N., Boussicault, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radiation-induced+formation+of+purine+5',8-cyclonucleosides+in+isolated+and+cellular+DNA:+high+stereospecificity+and+modulating+effect+of+oxygen.">Radiation-induced formation of purine 5',8-cyclonucleosides in isolated and cellular DNA: high stereospecificity and modulating effect of oxygen.</a> Organic &amp; Biomolecular Chemistry. 8 (14), 3211-3219 (2010).</li><li>Chatgilialoglu, C., Bazzanini, R., Jimenez, L. B., Miranda, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=(5'S)-+and+(5'R)-5',8-cyclo-2'-deoxyguanosine:+mechanistic+insights+on+the+2'-deoxyguanosin-5'-yl+radical+cyclization.">(5'S)- and (5'R)-5',8-cyclo-2'-deoxyguanosine: mechanistic insights on the 2'-deoxyguanosin-5'-yl radical cyclization.</a> Chemical Research in Toxicology. 20 (12), 1820-1824 (2007).</li><li>Wang, J., Clauson, C. L., Robbins, P. D., Niedernhofer, L. J., Wang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+oxidative+DNA+lesions+8,5'-cyclopurines+accumulate+with+aging+in+a+tissue-specific+manner.">The oxidative DNA lesions 8,5'-cyclopurines accumulate with aging in a tissue-specific manner.</a> Aging Cell. 11 (4), 714-716 (2012).</li><li>Ferreri, C., Chatgilialoglu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+fatty+acid-based+functional+lipidomics+in+the+development+of+molecular+diagnostic+tools.">The role of fatty acid-based functional lipidomics in the development of molecular diagnostic tools.</a> Expert Review of Molecular Diagnostics. 12 (7), 767-780 (2012).</li></ol>

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

تحويل طبيعيا رابطة الدول المستقلة الأحماض الدهنية غير المشبعة ذات الطابع الهندسي لأيزومرات عبر يعد نقلة متصلة مع إنتاج الإجهاد جذري في البيئة البيولوجية. الدهون غشاء الخلية التي تحتوي على الأحماض الدهنية، هي المستهدفة ذات الصلة البيولوجية للإجهاد جذرية ودرسنا أولا الذاتية ايزوميرة الفوسفورية رابطة الدول المستقلة العابر في مزارع الخلايا والحيوانات والبشر تقييم البروتوكولات التحليلية في كل حالة. 8-10 أظهرنا أن هذا التحول يمكن أن تحدث من جانب مجموعة متنوعة من المركبات المحتوية على S-، بما في ذلك thioethers، وdisulfides ثيول، والتي تحت مختلف ظروف الإجهاد المتطرف هي قادرة على توليد الجذور thiyl، أي وكيل isomerizing (الشكل 3). المثال المعروض في هذا المقال يركز على فئة من استرات الكوليسترول، والتي تمثل جزءا معروفة من دهون الدم، والمشاركة في عملية التمثيل الغذائي بشكل صارم البروتين الدهني. الربط بين استر الأحماض الدهنية وتشووbiosynthesized lesterol عن طريق نقل الأحماض الدهنية من موقع 2 من الجلسرين شاردة من فسفاتيديل إلى الكولسترول، وهي خطوة يحفزه على أسيل الليسيثين الكولسترول انزيم ترانسفيراز (LCAT). لذلك، وترتبط بشكل صارم البلازما استرات الكوليسترول مع الدهون غشاء دوران، وتحتوي على نسب عالية نسبيا من الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة (بوفا) الحالي عادة في phosphatidylcholines، أي اللينوليك والأحماض اراسيدونيك. وتشارك في تشكيل البروتين الدهني أمراض القلب والشرايين والتمثيل الغذائي. يمكن للتفاعل من استرات الكوليسترول الطبيعية مع الجذور الحرة تحدث في الروابط الثنائية من ينولييت والمخلفات arachidonate، والتي يمكن أن تتحول في المقابلة ايزومرات هندسية العابرة (انظر الشكل 1 لهياكل). توصيف محتوى استر الكوليسترول المشبعة في العينات البيولوجية من المثير للاهتمام للتنمية العلامات البيولوجية. منهجية غير مباشرة ويتكون من تحول cholesteryاسترات ل معزولة عن البلازما إلى المقابلة الدهنية حمض استرات الميثيل (FAME) والفصل الكروماتوغرافي بواسطة بروتوكولات الغاز. في هذه الحالة، يتم تنفيذ معايرة مراجع مستوى رابطة الدول المستقلة وعبر الميثيل حمض استرات الدهنية، وذلك للسماح للتحديد الكميات من المحتوى غير المشبعة في العينات. استنادا إلى الدراسات التحليلية التي أجريت على مكتبة استر الكوليسترول، اقترحنا أيضا تطبيق أسلوب يعتمد على التحليل الطيفي رامان، التي يمكن القيام بها مباشرة على جزء استر الكوليسترول معزولة عن البلازما، دون مزيد من الاشتقاق إلى FAME المقابلة (أنظر الشكلين 2 و 9). تجدر الإشارة إلى أنه حتى الآن لم يتم وصف أساليب ناجحة لرابطة الدول المستقلة وايزومرات منفصلة من الأحماض الدهنية غير المشبعة التي تحتوي على الدهون بواسطة HPLC، كما وصفها بدلا hydroperoxides استر الكوليسترول. حتى الآن، فإن الغاز الكروماتوغرافي الأسلوب غير المباشر لا تزال أفضل طريقة متاحة حتى الآن. بواسطة هذه الطريقة أول كمية evaluوقدمت أوجه للمحتوى أحادية غير المشبعة استرات الكوليسترول المستمدة من البلازما معزولة عن من المواضيع الصحية. باستخدام كاشف اللهب التأين (FID) الحد من الكشف مرضية (جزء من البليون) وتم اكتشاف كميات من المركبات nanomolar 5. يمكن مع مختلف أنظمة الكشف عن أن هذا الحد حتى خفضت. تأثير الإشعاع المؤين على استرات الكوليسترول هو مسألة إجراء المزيد من الدراسات، سواء يتم الحصول على رد خطي بالنسبة للجرعة تطبق. كما والمثال الثاني، اخترنا النيوكليوسيدات المحورة التي يمكن أن تنتج من ضرر الجذور الحرة من الحمض النووي. جذور الهيدروكسيل (HO •) ومن المعروف أن الأكثر ضررا أنواع الاكسجين التفاعلية (ريوس) لقدرتها على التعديلات الكيميائية تسبب في الحمض النووي. قد الآفات مفردة أو متعددة تحدث على DNA، وذلك في الخلايا حقيقية النواة يقع في نواة والميتوكوندريا. تحديد وقياس فئات رئيسية من أضرار الأكسدة الناتجة لDNA تتطلب approprحلقة المكتبات الجزيئية من أجل إعداد بروتوكولات التحليلية. ركزنا اهتمامنا على الآفات أصغر جنبا إلى جنب، والتي هي البيورين 5 &#39;،8-سيكلو-2&#39;-deoxyribonucleosides، وجود سندات إضافية التساهمية بين القاعدة والأنصاف السكر التي أنشأتها هجوم الجذور الحرة. والمركبات هي 5 &#39;،8-سيكلو-2&#39;، وdeoxyadenosine 5 &#39;،8-سيكلو-2&#39;-deoxyguanosine القائمة في أشكال 5&#39;R و 5&#39;S diastereomeric (الشكل 5). قدرتها على أن تصبح حرة علامة الإجهاد المتطرف هو مسألة البحوث الأساسية .. 2 وفي الواقع، عندما يتعرض لDNA HO • التجريد الجذري من الهيدروجين موقف C5 &#39;من السكر هي واحدة من الأحداث المحتملة التي أدت إلى تشكيل هذه الآفات جنبا إلى جنب. ويمكن قياس البيورين 5 &#39;،8-cyclonucleosides ومجموع diastereomers من HPLC-MS/MS في هضم إنزيمي عينات من الحمض النووي المشع γ-متفاوتة 1 حتي 12 الآفات / 10 6 النيوكليوسيدات / غراي الذهاب غياب شكل من أشكال الأكسجين إلى مستوى الأكسجين الفسيولوجية لل أنان الأنسجة، فإن نسبة diastereomeric 5&#39;R / 5 يجري ~ 4 ~ و 3 لمدة 5 &quot;،8-cdAdo و 5 &#39;،8-cdGuo على التوالي (الشكل 11) 11 ومن الجدير بالذكر أن العلاقة بين الجرعة الإشعاعية و 5 &#39;،8-cdAdo و 5&#39; ،8-cdAdo الآفات في الكشف عن الحمض النووي الخلوي أبعد ما يكون عن أن يكون مفهوما. يمكن تجربة واحدة على أساس أشعة 2kGy ذكرت في التجريبية لا تعتبر قاطعة 11 مزيد من التجارب من هذا النوع والكميات التحليلية للآفات الأربعة هي ضرورية لتحديد هذه العلاقة. الكشف عن هذه الآفات والتحولات أكثر شعبية الأكسدة (مثل 8-OXO-deoxyguanosine-2&#39;، 8-oxodGuo) هي مسألة التحقيقات المكثفة، التي تثبت أهمية كل من الآفات أثناء عملية التمثيل الغذائي الناتج عن الأكسدة. 6،13 استخدام HPLC -MS/MS (ثلاثي رباعي) لديه حد الكشف على مقربة من 30fmol لجميع الآفات الأربعة. وادعى التحسينات الماضي لتصل إلى حدود الكشف عن مستويات attomol من الم Ù الصكشهادات خفض الانبعاثات. استنادا إلى الكتابات الحديثة جدا، 6 الإجراءات التحليلية يجب أن تتضمن تنظيف السليم للعينة والإثراء من أجل تلبية حدود الكشف عن MS / MS / MS (ايون فخ) أو المستخدم (ثلاثي رباعي) MS / MS في حالتنا. وقد وضعت الحيوية مستوحاة من المركبات الاصطناعية الإجراءات 1-4 بدءا من 8-bromopurine المشتقات أو التحلل الضوئي تحت. 7،12 تشمل هذه الإجراءات المتطرفة سلسلة من ردود الفعل الذي يحاكي آلية الحمض النووي من التلف من تشكيل 5 &#39;،8 cdAdo و5&#39; ،8-cdGuo الآفات. من وجهات نظر بيولوجية، وقد وجد أن هذه الآفات تتراكم مع الشيخوخة بطريقة الأنسجة محددة (الدماغ الكبد&gt;&gt; الكلى)، وتوفير دليل على أن آليات إصلاح الحمض النووي ليست كافية للحفاظ على المادة الوراثية من هذه الآفات 13 والواقع أن إصلاح الختان النوكليوتيدات (NER) هو الطريق الوحيد الذي تم تحديده حاليا لإصلاح هذه الآفات .. 2 والفئة الثانيةوفاق من المركبات المبينة في الشكلين 1 و 5 غير متوفرة تجاريا في الوقت الحالي، ولكن من الاستراتيجيات الاصطناعية هو موضح في الأدب أنه لن يكون من الصعب أن تعد هذه المركبات للاستخدام التجاري. نهج متعدد التخصصات التي تقدمها الدراسات البيولوجيا الكيميائية ليس فقط له قيمة هائلة في تحديد آليات الرواية التي تحدث في البيئة البيولوجية، لكنه يعطي أيضا إسهاما أساسيا في اكتشاف العلامات البيولوجية ووسائل التشخيص، وبذلك في نهاية المطاف الجدة في مجال الرعاية الصحية واستراتيجيات الوقاية. (14) وهناك حاجة لمساهمة الكيميائية التنمية الناجحة الطب الجزيئي، وخلق منصات متكاملة وألواح للالتنميط التمثيل الغذائي التي من المتوقع أن تسمح لترشيد الأمثل للتصميم التدخل، سواء العلاجية والغذائية، والحد من أوجه عدم اليقين والفشل عندما أنها يمكن أن تكون قابلة للتنبؤ.

كشفت تفاعل الجذور الحرة أهميتها الهائلة للأحداث البيولوجية كثيرة، بما في ذلك الشيخوخة والالتهابات. في الوقت الحاضر، وهو أكثر وأكثر وضوحا أن هناك حاجة لتوضيح كل خطوة الكيميائية المشاركة في هذا التفاعل، من أجل فهم الآليات الكامنة واستراتيجيات فعالة تتوخى من أجل السيطرة على الجذور الحرة وإصلاح الضرر. مساهمة من الدراسات الكيميائية الأساسية، ولكن الدراسة مباشرة في البيئة البيولوجية يمكن أن يكون صعبا، لأن استعلاء من العمليات المختلفة ويعقد يشوش النظر في النتائج والاستنتاجات ذات الصلة. ولذلك، أصبحت استراتيجية النمذجة ردود فعل الجذور الحرة ذات الصلة في ظل ظروف بيولوجيا خطوة أساسية في البحث من الآليات الكيميائية في علم الأحياء. في العقد الأخير نموا مجموعتنا نماذج العمليات الجذور الحرة في ظل ظروف بيوميمتيك. ولا سيما أننا أونvisaged التحولات ذات الصلة بيولوجيا من الأحماض الدهنية غير المشبعة، النيوكليوسيدات، والكبريت التي تحتوي على الأحماض الأمينية ووضعها في المسار الصحيح ليتم تقييمها والتحقق من صحة والمؤشرات الحيوية للحالة الصحية. 1-4 نهجنا العام يتكون من ثلاث وحدات: <ul style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> العضوية التوليف، الذي يوفر الوصول إلى الجزيئات الحيوية تعديل مناسب. ويمكن تصميم خطة الاصطناعية أيضا من أجل محاكاة العمليات الحرة الراديكالية التي تحدث في البيئة البيولوجية، وتطبيق الشروط وبالتالي قادرة على محاكاة عملية بيولوجية من الفائدة، والذي هو مبدأ الكيمياء جذرية بيوميمتيك. في نماذج بيوميمتيك وسط التفاعل هو الماء أو وسيلة غير متجانسة نظرا لتعايش حجرات المائية وغير المائية. ميزة للعمل مع النماذج بيوميمتيك هو أن تكون هناك بيئة مبسطة مع الشركاء رد فعل المعروف، حيث يمكن فحص تفاعل والمنتجات في مزيد من التفاصيل، ربما اكتشافمسارات الرواية الكيميائية. من هذه الخطوة يمكن أن تجمع المعلومات والآلية الحركية؛ </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنقية وتحليل وتوصيف المنتجات، وتوفير المعلومات الهيكلية والكيميائية للتعديل الجزيئات الحيوية من أجل تنظيم المكتبات الجزيئية وتسهيل recognition.in البيئة البيولوجية أكثر تعقيدا. وضعت البروتوكولات أيضا في ضوء حل مزيجا معقدا من المركبات مثل تلك المستمدة من العينات البيولوجية؛ </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> العلامات البيولوجية باستخدام التنمية العينات البيولوجية، والمستمدة إما عن طريق التجارب في المختبر باستخدام مزارع الخلايا، والدراسات المجراة من الحيوانات والبشر. ثم يتم تطبيق البروتوكولات وضعت في نماذج بيوميمتيك لتحليل العينات المعقدة، تصور التحولات الراديكالية الحرة في ظل ظروف مختلفة. المكتبات الجزيئية المتقدمة عن طريق التخليق هي من مساعدة كبيرة لاكتشافات علوم الحياة. جمع معلومات عن GIV التحولات الراديكالية الحرةه الفرصة لمعرفة الإصلاح والوقاية الاستراتيجيات. ويمكن استخدام قواعد البيانات من نتائج تقييم دقيق من قبل التحليل متعدد المتغيرات لأهمية العلامات البيولوجية وكذلك العوامل المرتبطة ممكن. </li></ul> اخترنا فئتين من المؤشرات الحيوية ذات الصلة لاعتماد هذا النهج: استرات الكوليسترول والبيورين 5 &#39;،8-سيكلو-2&#39;-deoxyribonucleosides.

<table border="1">
<tbody>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>MATERIALS</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Cholesteryl linoleate &ge;98%</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>C0289-100 mg</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Cholesteryl arachidonate&ge;95% </td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>C8753-25mg</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> 2-mercaptoethanol</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>M6250-100 ml</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> 2-propanol</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>34965-1L</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Methanol 215 SpS </td>
 <td>Romil</td>
 <td> H409-2,5 L</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Ethanol</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>02860-2.5L</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Chloroform SpS</td>
 <td>Romil</td>
 <td>H135 2,5 L</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> n-Hexane 95% SpS</td>
 <td>Romil</td>
 <td> H389 2,5 L</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Acetonitrile 230 SpS</td>
 <td>Romil</td>
 <td>H047 2,5 L</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Dichloromethane SpS</td>
 <td>Romil</td>
 <td>H2022,5 L</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Carbon tetrachloride</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>107344-1L </td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Sodium iodide</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>383112-100G</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Sodium hydrogen carbonate</td>
 <td>Carlo Erba</td>
 <td>478536-500 g </td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Diethyl ether</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td> 309966-1L</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> NaCl</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>S7653-5KG</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> NaOH solid</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>221465-25G</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> NH4OH sol. 28%-30%</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>221228-1L-A</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Acetic acid</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>320099-500ML</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Ammonium Cerium(IV)sulfate dihydride</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>221759-100G</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Ammonium Molybdate tetrahydrate</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>A7302-100G</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Sulfuric Acid 95%-98%</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>320501-1L</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Silver Nitrate</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>209139-25G</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Sodium sulfate anhydrous</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>238597-500G</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Nuclease P-I from penicillium citrinum</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>N8630-1VL</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Phosphodiesterase II type I-sa </td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>P9041-10UN</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Erythro-9-(2-hydroxy-3-nonyl)adenine, hc</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>E114-25MG</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Phosphatase alkaline type VII-t from*bov</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>P6774-1KU</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Phosphodiesterase I type VI</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>P3134-100MG</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Deoxyribonuclease II type IV from*porcin</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>D4138-20KU</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Trizma(r) base, biotechnology performanc ce</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>T6066-100G</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> EDTA</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>E1644-100G</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Succinic acid bioxtra</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>S3674-250G</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Calcium chloride</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>C5670-100G</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Formic acid, 98 %</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>06440-100ML</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Amicon Ultra-0.5 Centrifugal Filter Unit with Ultracel-3 membrane</td>
 <td>Millipore</td>
 <td>UFC500324</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> 8-Bromo-2'-deoxyguanosine</td>
 <td>Berry &amp; Associates</td>
 <td>PR3290-1 g</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> 8-Bromo-2'-deoxyadenosine</td>
 <td>Berry &amp; Associates</td>
 <td>PR3300-1 g</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Sodium iodide</td>
 <td>Sigma-Aldrich</td>
 <td>383112-100G</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Sodium hydrogen carbonate</td>
 <td>Carlo Erba</td>
 <td>478536-500 g </td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> 2'-deoxyguanosine:H2O (U-15N5, 96-98%)</td>
 <td>Cambridge Isotope Laboratories, Inc</td>
 <td>CILNLM-3899-CA-0.1</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> 2'-deoxyadenosine (U-15N5, 98%) 95%+ CHEMICAL PURITY</td>
 <td>Cambridge Isotope Laboratories, Inc</td>
 <td>CILNLM-3895-0.1</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Nitrous oxide (N2O) </td>
 <td>Air Liquide </td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td> Deoxyribonucleic acid from calf thymus</td>
 <td>Sigma Aldrich</td>
 <td>D4522-5MG</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>EQUIPMENT</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>60Co-Gammacell</td>
 <td>AECL- Canada </td>
 <td>220</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Immersion well reaction medium pressure 125 watts </td>
 <td>Photochemical reactors ltd</td>
 <td>Model 3010</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Evaporating flask 250 ml</td>
 <td>Heidolph</td>
 <td>P/N NS 29/32 514-72000-00</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Luna 5 &mu;m C18(2) 100 &Aring;, LC Column 250 x 4.6 mm </td>
 <td>Phenomenex</td>
 <td>00A-4252-E0 </td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Alltima C8 Column 250 x 10 mm 5 &mu;m</td>
 <td>Grace</td>
 <td>88081</td>
 <td>Semipreparative</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>SecurityGuard Kit</td>
 <td>Phenomenex</td>
 <td>KJ0-4282</td>
 <td>Analytical holder kit and accessories</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Holder for 10.0 mm ID cartridges</td>
 <td>Phenomenex</td>
 <td>AJ0-7220</td>
 <td>Semipreparative holder </td>
 </tr>
 <tr>
 <td>10.0 mm ID cartridges </td>
 <td>Phenomenex</td>
 <td>AJ0-7221 </td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>High-performance liquid chromatography (HPLC) </td>
 <td>Agilent</td>
 <td>1100</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>LC/MS/MS </td>
 <td>Applied Biosystems</td>
 <td>4000QTRAP System</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Tandem mass ESI spectrometer </td>
 <td>(Bruker Daltonics) </td>
 <td>Esquire 3000 plus </td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Vial 2-4 ml </td>
 <td>SUPELCO </td>
 <td>Cod 27516</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Vial 4 ml </td>
 <td>SUPELCO </td>
 <td>Cod 27517</td>
 <td></td>
 </tr>
</tbody>
</table>

free radicals in chemical biology: from chemical behavior to biomarker development

وقد زاد تورط الجذور الحرة في علوم الحياة باستمرار مع مرور الوقت وتم توصيله عدة عمليات الفسيولوجية والمرضية. هذا الموضوع يشمل المجالات العلمية المتنوعة، والتي تمتد من الكيمياء الفيزيائية والبيولوجية وbioorganic لعلم الأحياء والطب، مع تطبيقات لتحسين حال نوعية الحياة والصحة والشيخوخة. مهارات متعددة التخصصات المطلوبة لتحقيق كامل في العديد من جوانب عمليات جذرية في البيئة البيولوجية والكيميائية المعرفة يلعب دورا حاسما في الكشف عن العمليات الأساسية والآليات. وضعنا نهجا البيولوجيا الكيميائية قادرا على الاتصال مجانا التفاعلات الكيميائية جذرية مع العمليات البيولوجية، وتوفير معلومات عن مسارات الآلي والمنتجات. جوهر هذا النهج هو تصميم نماذج لدراسة السلوك بيوميمتيك جزيء حيوي (الدهون والأحماض النووية والبروتينات) في النظم المائية، والحصول على رد فعل من رؤى وكذلك مسارات لق بناء المكتبات الجزيئي للمنتجات التفاعل الجذور الحرة. يمكن هذا السياق استخدمت بنجاح لاكتشاف العلامات البيولوجية وترد أمثلة مع فئتين من المركبات: أحادية غير المشبعة الايزومرات من استرات الكوليسترول، وقد تم تجميعها واستخدامها كمراجع للكشف في البلازما البشرية، والبيورين 5 &#39;،8-2-سيكلو &#39;-deoxyribonucleosides، أعدت وتستخدم كمرجع في البروتوكول للكشف عن الآفات من هذا القبيل في عينات من الحمض النووي، بعد الإشعاعات المؤينة أو تم الحصول عليها من ظروف صحية مختلفة.

وقد وصفت عملية ايزوميرة ولا سيما بالنسبة للاسترات الكوليسترول بتدبير أيزومرات أحادية غير المشبعة والأحماض اللينوليك من اراسيدونيك هو موضح في الشكل (1)، والمنتجات الأولى من هذا الهجوم، الذي يمكن أن يحدث في ظل ظروف الإجهاد الجذور الحرة في البيئة البيولوجية .. 5 في الشكل 3 يظهر آلية الكيميائية المشاركة في رابطة الدول المستقلة ايزوميرة العابر الرابطة المزدوجة. وأشار المصدر جذري بطريقة عامة على تحمل S محورها المتطرفين. في البروتوكولات ووصف المصدر هو ضوء الأشعة فوق البنفسجية المتطرفة التي هي قادرة على كسر homolitically الحاضر السندات SH في RSH جزيء ثيول. الشكل 4 يلخص بروتوكول الخطوات الثلاث لتركيب الطبقة الدهنية تعديل والكشف عنها في البلازما البشرية: تجميع يمثل بيوميمتيك عملية الجذور الحرة ويوفر أيضا إدخال واحد وعاء مناسب لgeometيتبع أيزومرات RICAL، دون أي تلوث من أيزومرات الموضعية عن طريق بروتوكولات تنقية والعزلة. ويمكن تطبيق المنهجيات التحليلية للكشف عن العديد من حساسة عالية من المحتوى عبر أيزومر وتوصيف مكتبة أحادية غير المشبعة استر الكوليسترول. على وجه الخصوص، يمكن أن يتم رامان الطيفي بشكل مباشر على نسبة الكوليسترول استر دون الاشتقاق (انظر الشكل 2 والشكل 9). الثاني البيورين المخاوف سبيل المثال 5 &#39;،8-سيكلو-2&#39;-deoxyribonucleosides، والتي هي آفات الحمض النووي الناجم عن هجوم الجذور الحرة إلى C5 موقف &#39;من السكر شاردة وتشكيل لاحقة من الرابطة التساهمية بين السكر والقاعدة الأنصاف. يمكن أن تنتج أربعة هياكل، وهذا هو، 5 &#39;،8-سيكلو-2&#39;، وdeoxyadenosine 5 &#39;،8-سيكلو-2&#39;-deoxyguanosine، سواء الموجودة في أشكال 5&#39;R و 5&#39;S diastereomeric (الشكل 5). في ر 6 الشكلانه يظهر رد فعل آلية، وينطوي على التحلل الضوئي من 8-bromopurine المشتقات 5 إلى إعطاء C8 المقابلة المتطرفة 6، الذي تجرد intramolecularly ذرة الهيدروجين من موقف C5 &#39;تكفل انتقائي في 7 2&#39;-deoxyadenosin-5&#39;-YL الراديكالية. 7 جذرية يخضع cyclization مع معدل ثابت في نطاق 10 5 -10 6 ق -1، 2 تابعوا عن طريق الأكسدة من 8 الراديكالية heteroaromatic لإعطاء المنتجات النهائية 9. رد فعل جذور الهيدروكسيل، الناتجة عن الإنحلال الإشعاعي من المياه، مع deoxyadenosine-2&#39;و2&#39;deoxyguanosine-(10)، وجد أن يحدث كاليفورنيا. 10٪ من التجريد الهيدروجين من موقف C5 &#39;.. 7 ويتضح نهجنا البيولوجيا الكيميائية للمكتبات البيورين 5 &#39;،8-سيكلو-2&#39;-deoxyribonucleosides (بما في ذلك مركبات المسمى) في الشكل 7، مع تحديد هذه الآفات في أليغنوكليوتيد] وكذلك في عينات من الحمض النووي التي تم الحصول عليها من فا<html> مصادر rious زارة شؤون المحاربين مثل، على سبيل المثال، وتعامل في ظروف الإشعاع المؤين، وتقليد من ظروف الإجهاد المتطرف. في الشكل 8 يتم عرض المعدات photoreactor نموذجية. الجهاز يسمح للتشعيع المركبات الذائبة في المذيبات المناسبة. وتتكون من: أ) دائرة رد الفعل مجهزة مدخل لغاز خامل (في أسفل) واثنين من مداخل للخروج الغاز وإضافة الكواشف؛ الثاني) دائرة داخلية تحتوي على الزئبق مصباح مناسبة متصلة نظام التبريد والطاقة الكهربائية، والتي يتم إدخالها في غرفة التفاعل من خلال الزجاج المشتركة. <img alt="الشكل 1" fo:content-width="6.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50379/50379fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50379/50379fig1.jpg" /> الشكل 1. أحادية غير المشبعة الايزومرات من الكوليسترول وينولييت arachidonate. r.within صفحة = &quot;دائما&quot;&gt; <img alt="الشكل 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50379/50379fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50379/50379fig2.jpg" /> الشكل 2. استرات الكوليسترول في الدم وتحليل الإنسان مباشرة لأحادية غير المشبعة أيزومرات بواسطة رامان الطيفي. <img alt="الشكل 3" fo:content-width="4in" fo:src="/files/ftp_upload/50379/50379fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50379/50379fig3.jpg" /> الشكل 3. بالإضافة إلى ذلك، عملية القضاء الذي يؤدي إلى ايزوميرة رابطة الدول المستقلة العابر للروابط مزدوجة من قبل المتطرفين thiyl. <img src="/files/ftp_upload/50379/50379fig4.jpg" alt="الشكل 4" /> الشكل 4. ثلاث خطوات لتطوير بروتوكول استرات الكوليسترول أحادية غير المشبعة والعلامات البيولوجية للإجهاد الجذور الحرة. <img alt="الشكل 5" fo:content-width="6.5in" fس: SRC = &quot;/ files/ftp_upload/50379/50379fig5highres.jpg&quot; SRC = &quot;/ files/ftp_upload/50379/50379fig5.jpg&quot; /&gt; الشكل 5. والبيورين أربعة 5 &quot;،8-سيكلو-2 &#39;-ديوكسي ريبونوكليوتيد diastereoisomers. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50379/50379fig5large.jpg" target="_blank">اضغط هنا لمشاهدتها بشكل اكبر شخصية</a> . <img alt="الشكل 6" fo:content-width="6.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50379/50379fig6highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50379/50379fig6.jpg" /> الشكل 6. جيل من C5 &#39;المتطرفين، إما عن طريق التحلل الضوئي من 5 أو عن طريق تفاعل مع المتطرفين من 10 • HO، وآلية البيورين 5&#39; تشكيل ،8-سيكلو-2 &#39;ديوكسي ريبونوكليوتيد. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50379/50379fig6large.jpg" target="_blank">اضغط هنا لمشاهدتها بشكل اكبر شخصية</a> . <img src="/files/ftp_upload/50379/50379fig7.jpg" alt="الشكل 7" /> الشكل 7. بروتوكول وأو تحديد بعض آفات الحمض النووي الراديكالية المحلية؛ و mtDNA: الميتوكوندريا الحمض النووي، nDNA: DNA النووي. <img src="/files/ftp_upload/50379/50379fig8.jpg" alt="الرقم 8" /> الشكل 8. الضوئية المفاعل. <img src="/files/ftp_upload/50379/50379fig9.jpg" alt="الشكل 9" /> الشكل 9. رامان طيف البلازما ممثل الكوليسترول استر. في المقارنة أقحم في منطقة محددة مع ينولييت الكوليسترول والكوليسترول أحادية غير المشبعة أيزومرات حمض اللينوليك. <img src="/files/ftp_upload/50379/50379fig10.jpg" alt="الشكل 10" /> الشكل 10. ممثل GC تحليل FAME استرات الكوليسترول تم الحصول عليها من البلازما. <img alt="الشكل 11" fo:content-width="4.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50379/50379fig11highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50379/50379fig11.jpg" /> &lt;STRONG&gt; الشكل 11. ممثل HPLC تشغيل تحتوي على 2&#39;-deoxyadenosine و2&#39;deoxyguanosine مع التأكسدي والبيورين 5 &#39;،8-سيكلو-2&#39;-deoxyribo النيوكليوسيدات. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50379/50379fig11large.jpg" target="_blank">اضغط هنا لمشاهدتها بشكل اكبر شخصية</a> .

Watch this Scientific Journal Video about Free Radicals in Chemical Biology: from Chemical Behavior to Biomarker Development at JoVE.com

Free Radicals in Chemical Biology: from Chemical Behavior to Biomarker Development

وقد تم تطبيق الراديكالية القائمة على الكيمياء بيوميمتيك لبناء ما يصل المكتبات اللازمة لتطوير العلامات البيولوجية.

الجذور الحرة في علم الأحياء الكيميائي: من السلوك الكيميائي للتنمية العلامات البيولوجية

The involvement of free radicals in life sciences has constantly increased with time and has been connected to several physiological and pathological ...

free-radicals-chemical-biology-from-chemical-behavior-to-biomarker

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Chemistry

Organic Chemistry

Unit 1

Radical Chemistry

Alkene Structure and Reactivity

SCIENTISTS IN ACTION

20.1K Views.  Consiglio Nazionale delle Ricerche. وقد تم تطبيق الراديكالية القائمة على الكيمياء بيوميمتيك لبناء ما يصل المكتبات اللازمة لتطوير العلامات البيولوجية.

Video: Free Radicals in Chemical Biology: from Chemical Behavior to Biomarker Development

Isolation and Chemical Characterization of Lipid A from Gram-negative Bacteria

Lipopolysaccharide (LPS) is the major cell surface molecule of gram-negative bacteria, deposited on the outer leaflet of the outer membrane bilayer. LPS can be subdivided into three domains: the distal O-polysaccharide, a core oligosaccharide, and the lipid A domain consisting of a lipid A molecular species and 3-deoxy-D-manno-oct-2-ulosonic acid residues (Kdo). The lipid A domain is the only component essential for bacterial cell survival. Following its synthesis, lipid A is chemically modified in response to environmental stresses such as pH or temperature, to promote resistance to antibiotic compounds, and to evade recognition by mediators of the host innate immune response. The following protocol details the small- and large-scale isolation of lipid A from gram-negative bacteria. Isolated material is then chemically characterized by thin layer chromatography (TLC) or mass-spectrometry (MS). In addition to matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight (MALDI-TOF) MS, we also describe tandem MS protocols for analyzing lipid A molecular species using electrospray ionization (ESI) coupled to collision induced dissociation (CID) and newly employed ultraviolet photodissociation (UVPD) methods. Our MS protocols allow for unequivocal determination of chemical structure, paramount to characterization of lipid A molecules that contain unique or novel chemical modifications. We also describe the radioisotopic labeling, and subsequent isolation, of lipid A from bacterial cells for analysis by TLC. Relative to MS-based protocols, TLC provides a more economical and rapid characterization method, but cannot be used to unambiguously assign lipid A chemical structures without the use of standards of known chemical structure. Over the last two decades isolation and characterization of lipid A has led to numerous exciting discoveries that have improved our understanding of the physiology of gram-negative bacteria, mechanisms of antibiotic resistance, the human innate immune response, and have provided many new targets in the development of antibacterial compounds.

Isolation and characterization of the lipid A domain of lipopolysaccharide (LPS) from gram-negative bacteria provides insight into cell surface based mechanisms of antibiotic resistance, bacterial survival and fitness, and how chemically diverse lipid A molecular species differentially modulate host innate immune responses.

عزل وتوصيف المواد الكيميائية من الدهن من البكتيريا سالبة الجرام

Lipopolysaccharide (LPS) is the major cell surface molecule of gram-negative bacteria, deposited on the outer leaflet of the outer membrane bilayer. LPS ...

Preparation of Hydrophobic Metal-Organic Frameworks via Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition of Perfluoroalkanes for the Removal of Ammonia

Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) of perfluoroalkanes has long been studied for tuning the wetting properties of surfaces. For high surface area microporous materials, such as metal-organic frameworks (MOFs), unique challenges present themselves for PECVD treatments. Herein the protocol for development of a MOF that was previously unstable to humid conditions is presented. The protocol describes the synthesis of Cu-BTC (also known as HKUST-1), the treatment of Cu-BTC with PECVD of perfluoroalkanes, the aging of materials under humid conditions, and the subsequent ammonia microbreakthrough experiments on milligram quantities of microporous materials. Cu-BTC has an extremely high surface area (~1,800 m2/g) when compared to most materials or surfaces that have been previously treated by PECVD methods. Parameters such as chamber pressure and treatment time are extremely important to ensure the perfluoroalkane plasma penetrates to and reacts with the inner MOF surfaces. Furthermore, the protocol for ammonia microbreakthrough experiments set forth here can be utilized for a variety of test gases and microporous materials.

Herein the procedures for plasma enhanced chemical vapor deposition of perfluoroalkanes on microporous materials such as metal-organic frameworks to enhance their stability and hydrophobicity are described. Furthermore, breakthrough testing of milligram quantities of samples is described in detail.

إعداد أطر مسعور المعدنية العضوية عبر البلازما المحسن ترسيب الأبخرة الكيميائية من Perfluoroalkanes لإزالة الأمونيا

Plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) of perfluoroalkanes has long been studied for tuning the wetting properties of surfaces. For high ...

An Inverse Analysis Approach to the Characterization of Chemical Transport in Paints

The ability to directly characterize chemical transport and interactions that occur within a material (i.e., subsurface dynamics) is a vital component in understanding contaminant mass transport and the ability to decontaminate materials. If a material is contaminated, over time, the transport of highly toxic chemicals (such as chemical warfare agent species) out of the material can result in vapor exposure or transfer to the skin, which can result in percutaneous exposure to personnel who interact with the material. Due to the high toxicity of chemical warfare agents, the release of trace chemical quantities is of significant concern. Mapping subsurface concentration distribution and transport characteristics of absorbed agents enables exposure hazards to be assessed in untested conditions. Furthermore, these tools can be used to characterize subsurface reaction dynamics to ultimately design improved decontaminants or decontamination procedures. To achieve this goal, an inverse analysis mass transport modeling approach was developed that utilizes time-resolved mass spectroscopy measurements of vapor emission from contaminated paint coatings as the input parameter for calculation of subsurface concentration profiles. Details are provided on sample preparation, including contaminant and material handling, the application of mass spectrometry for the measurement of emitted contaminant vapor, and the implementation of inverse analysis using a physics-based diffusion model to determine transport properties of live chemical warfare agents including distilled mustard (HD) and the nerve agent VX.

In this paper, a procedure for quantifying the mass transport parameters of chemicals in various materials is presented. This process involves employing an inverse-analysis based diffusion model to vapor emission profiles recorded by real-time, mass spectrometry in high vacuum.

منهج تحليل معكوس لتوصيف النقل الكيميائية في مواد الطلاء

The ability to directly characterize chemical transport and interactions that occur within a material (i.e., subsurface dynamics) is a vital component in ...

Development of a Backbone Cyclic Peptide Library as Potential Antiparasitic Therapeutics Using Microwave Irradiation

Protein-protein interactions (PPIs) are intimately involved in almost all biological processes and are linked to many human diseases. Therefore, there is a major effort to target PPIs in basic research and in the pharmaceutical industry. Protein-protein interfaces are usually large, flat, and often lack pockets, complicating the discovery of small molecules that target such sites. Alternative targeting approaches using antibodies have limitations due to poor oral bioavailability, low cell-permeability, and production inefficiency.
Using peptides to target PPI interfaces has several advantages. Peptides have higher conformational flexibility, increased selectivity, and are generally inexpensive. However, peptides have their own limitations including poor stability and inefficiency crossing cell membranes. To overcome such limitations, peptide cyclization can be performed. Cyclization has been demonstrated to improve peptide selectivity, metabolic stability, and bioavailability. However, predicting the bioactive conformation of a cyclic peptide is not trivial. To overcome this challenge, one attractive approach it to screen a focused library to screen in which all backbone cyclic peptides have the same primary sequence, but differ in parameters that influence their conformation, such as ring size and position.
We describe a detailed protocol for synthesizing a library of backbone cyclic peptides targeting specific parasite PPIs. Using a rational design approach, we developed peptides derived from the scaffold protein Leishmania receptor for activated C-kinase (LACK). We hypothesized that sequences in LACK that are conserved in parasites, but not in the mammalian host homolog, may represent interaction sites for proteins that are critical for the parasites&#39; viability. The cyclic peptides were synthesized using microwave irradiation to reduce reaction times and increase efficiency. Developing a library of backbone cyclic peptides with different ring sizes facilitates a systematic screen for the most biological active conformation. This method provides a general, fast, and facile way to synthesize cyclic peptides.

A simple and general method for the synthesis of cyclic peptides using microwave irradiation is outlined. This procedure enables the synthesis of backbone cyclic peptides with a collection of different conformations while retaining the side chains and the pharmacophoric moieties., and therefore, allows to screen for the bioactive conformation.

وضع العمود الفقري مكتبة الببتيد دوري كما المحتملة ضد الطفيليات التداوي عن طريق الميكروويف تشعيع

Protein-protein interactions (PPIs) are intimately involved in almost all biological processes and are linked to many human diseases. Therefore, there is ...

Sequencing of Plant Wall Heteroxylans Using Enzymic, Chemical (Methylation) and Physical (Mass Spectrometry, Nuclear Magnetic Resonance) Techniques

This protocol describes the specific techniques used for the characterization of reducing end (RE) and internal region glycosyl sequence(s) of heteroxylans. De-starched wheat endosperm cell walls were isolated as an alcohol-insoluble residue (AIR)1 and sequentially extracted with water (W-sol Fr) and 1 M KOH containing 1% NaBH4 (KOH-sol Fr) as described by Ratnayake et al. (2014)2. Two different approaches (see summary in Figure 1) are adopted. In the first, intact W-sol AXs are treated with 2AB to tag the original RE backbone chain sugar residue and then treated with an endoxylanase to generate a mixture of 2AB-labelled RE and internal region reducing oligosaccharides, respectively. In a second approach, the KOH-sol Fr is hydrolyzed with endoxylanase to first generate a mixture of oligosaccharides which are subsequently labelled with 2AB. The enzymically released ((un)tagged) oligosaccharides from both W- and KOH-sol Frs are then methylated and the detailed structural analysis of both the native and methylated oligosaccharides is performed using a combination of MALDI-TOF-MS, RP-HPLC-ESI-QTOF-MS and ESI-MSn. Endoxylanase digested KOH-sol AXs are also characterized by nuclear magnetic resonance (NMR) that also provides information on the anomeric configuration. These techniques can be applied to other classes of polysaccharides using the appropriate endo-hydrolases.

Sequencing of Plant Wall Heteroxylans Using Enzymic, Chemical Methylation and Physical Mass Spectrometry, Nuclear Magnetic Resonance Techniques

This protocol describes the specific techniques used for the structural characterization of reducing end (RE) and internal region glycosyl sequence(s) of heteroxylans by tagging the RE with 2 aminobenzamide prior to enzymatic (endoxylanase) hydrolysis and then analysis of the resultant oligosaccharides using mass spectrometry (MS) and nuclear magnetic resonance (NMR).

تسلسل مصنع ستريت Heteroxylans عن طريق إنزيمي، والمواد الكيميائية (مثلأيشن) والمادية (الطيف الكتلي، الرنين المغناطيسي النووي) تقنيات

This protocol describes the specific techniques used for the characterization of reducing end (RE) and internal region glycosyl sequence(s) of ...

From Molecules to Materials: Engineering New Ionic Liquid Crystals Through Halogen Bonding

Herein, we demonstrate that a bottom-up approach, based on halogen bonding (XB), can be successfully applied for the design of a new type of ionic liquid crystals (ILCs). Taking advantages of the high specificity of XB for haloperfluorocarbons and the ability of anions to act as XB-acceptors, we obtained supramolecular complexes based on 1-alkyl-3-methylimidazolium iodides and iodoperfluorocarbons, overcoming the well-known immiscibility between hydrocarbons (HCs) and perfluorocarbons (PFCs). The high directionality of the XB combined with the fluorophobic effect, allowed us to obtain enantiotropic liquid crystals where a rigid, non-aromatic, XB supramolecular anion acts as mesogenic core.
X-ray structure analysis of the complex between 1-ethyl-3-methylimidazolium iodide and iodoperfluorooctane showed the presence of a layered structure, which is a manifestation of the well-known tendency to segregation of perfluoroalkyl chains. This is consistent with the observation of smectic mesophases. Moreover, all the reported complexes melt below 100 &#176;C, and most are mesomorphic even at room temperature, despite that the starting materials were non-mesomorphic in nature.
The supramolecular strategy reported here provides new design principles for mesogen design allowing a totally new class of functional materials.

A protocol for the synthesis of a new type of mesogens, based on the halogen-bonded supramolecular anion [CnF2n+1-I&#183;&#183;&#183;I&#183;&#183;&#183;I-CnF2n+1]&#8722;, is reported.

من جزيئات المواد: هندسة البلورات السائلة الأيونية الجديدة من خلال الربط هالوجين

Herein, we demonstrate that a bottom-up approach, based on halogen bonding (XB), can be successfully applied for the design of a new type of ionic liquid ...

Preparation of Chitosan-based Injectable Hydrogels and Its Application in 3D Cell Culture

The protocol presents a facile, efficient, and versatile method to prepare chitosan-based hydrogels using dynamic imine chemistry. The hydrogel is prepared by mixing solutions of glycol chitosan with a synthesized benzaldehyde terminated polymer gelator, and hydrogels are efficiently obtained in several minutes at room temperature. By varying ratios between glycol chitosan, polymer gelator, and water contents, versatile hydrogels with different gelation times and stiffness are obtained. When damaged, the hydrogel can recover its appearances and modulus, due to the reversibility of the dynamic imine bonds as crosslinkages. This self-healable property enables the hydrogel to be injectable since it can be self-healed from squeezed pieces to an integral bulk hydrogel after the injection process. The hydrogel is also multi-responsive to many bio-active stimuli due to different equilibration statuses of the dynamic imine bonds. This hydrogel was confirmed as bio-compatible, and L929 mouse fibroblast cells were embedded following standard procedures and the cell proliferation was easily assessed by a 3D cell cultivation process. The hydrogel can offer an adjustable platform for different research where a physiological mimic of a 3D environment for cells is profited. Along with its multi-responsive, self-healable, and injectable properties, the hydrogels can potentially be applied as multiple carriers for drugs and cells in future bio-medical applications.

Here we describe a facile preparation of chitosan-based injectable hydrogels using dynamic imine chemistry. Methods to adjust the hydrogel&#8217;s mechanical strength and its application in 3D cell culture are presented.

إعداد المستندة إلى الشيتوزان الهلاميات المائية القابلة للحقن وتطبيقه في ثقافة الخلية 3D

The protocol presents a facile, efficient, and versatile method to prepare chitosan-based hydrogels using dynamic imine chemistry. The hydrogel is ...

One-pot Microwave-assisted Conversion of Anomeric Nitrate-esters to Trichloroacetimidates

The goal of the following procedure is to provide a demonstration of the one-pot conversion of a 2-azido-1-nitrate-ester to a trichloroacetimidate glycosyl donor. Following azido-nitration of a glycal, the product 2-azido-1-nitrate ester can be hydrolyzed under microwave-assisted irradiation. This transformation is usually achieved using strongly nucleophilic reagents and extended reaction times. Microwave irradiation induces hydrolysis, in the absence of reagents, with short reaction times. Following denitration, the intermediate anomeric alcohol is converted, in the same pot, to the corresponding 2-azido-1-trichloroacetimidate.

A 2-azido-1-nitrate-ester can be converted to the corresponding 2-azido-1-trichloroacetimidate in a one-pot procedure. The goal of the manuscript is to demonstrate utility of the microwave reactor in carbohydrate synthesis.

وعاء واحد ساعدت الميكروويف التحويل من استرات النترات أنوميريك إلى تريتشلورواسيتيميداتيس

The goal of the following procedure is to provide a demonstration of the one-pot conversion of a 2-azido-1-nitrate-ester to a trichloroacetimidate ...

Constructing Thioether/Vinyl Sulfide-tethered Helical Peptides Via Photo-induced Thiol-ene/yne Hydrothiolation

Here, we describe a detailed protocol for the preparation of thioether-tethered peptides using on-resin intramolecular/intermolecular thiol-ene hydrothiolation. In addition, this protocol describes the preparation of vinyl-sulfide-tethered peptides using in-solution intramolecular thiol-yne hydrothiolation between amino acids that possess alkene/alkyne side chains and cysteine residues at i, i+4 positions. Linear peptides were synthesized using a standard Fmoc-based solid-phase peptide synthesis (SPPS). Thiol-ene hydrothiolation is carried out using either an intramolecular thio-ene reaction or an intermolecular thio-ene reaction, depending on the peptide length. In this research, an intramolecular thio-ene reaction is carried out in the case of shorter peptides using on-resin deprotection of the trityl groups of cysteine residues following the complete synthesis of the linear peptide. The resin is then set to UV irradiation using photoinitiator 4-methoxyacetophenone (MAP) and 2-hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)-phenyl]-2-methyl-1-propanone (MMP). The intermolecular thiol-ene reaction is carried out by dissolving Fmoc-Cys-OH in an N,N-dimethylformamide (DMF) solvent. This is then reacted with the peptide using the alkene-bearing residue on resin. After that, the macrolactamization is carried out using benzotriazole-1-yl-oxytripyrrolidinophosphonium hexafluorophosphate (PyBop), 1-hydroxybenzotriazole (HoBt), and 4-Methylmorpholine (NMM) as activation reagents on the resin. Following the macrolactamization, the peptide synthesis is continued using standard SPPS. In the case of the thio-yne hydrothiolation, the linear peptide is cleaved from the resin, dried, and subsequently dissolved in degassed DMF. This is then irradiated using UV light with photoinitiator 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone (DMPA). Following the reaction, DMF is evaporated and the crude residue is precipitated and purified using high-performance liquid chromatography (HPLC). These methods could function to simplify the generation of thioether-tethered cyclic peptides due to the use of the thio-ene/yne click chemistry that possesses superior functional group tolerance and good yield. The introduction of thioether bonds into peptides takes advantage of the nucleophilic nature of cysteine residues and is redox-inert relative to disulfide bonds.

We present a protocol for the construction of thioether/vinyl sulfide-tethered helical peptides using photo-induced thiol-ene/thiol-yne hydrothiolation.

بناء المستحثة "الببتيدات حلزونية عبر صور" ثيول-شرق/ين هيدروثيوليشن ثيوثير/"كبريتيد ثنائي الفينيل"-المربوطة

Here, we describe a detailed protocol for the preparation of thioether-tethered peptides using on-resin intramolecular/intermolecular thiol-ene ...

Escherichia coli-Based Cell-Free Protein Synthesis: Protocols for a robust, flexible, and accessible platform technology

Over the last 50 years, Cell-Free Protein Synthesis (CFPS) has emerged as a powerful technology to harness the transcriptional and translational capacity of cells within a test tube. By obviating the need to maintain the viability of the cell, and by eliminating the cellular barrier, CFPS has been foundational to emerging applications in biomanufacturing of traditionally challenging proteins, as well as applications in rapid prototyping for metabolic engineering, and functional genomics. Our methods for implementing an E. coli-based CFPS platform allow new users to access many of these applications. Here, we describe methods to prepare extract through the use of enriched media, baffled flasks, and a reproducible method of tunable sonication-based cell lysis. This extract can then be used for protein expression capable of producing 900 &#181;g/mL or more of super folder green fluorescent protein (sfGFP) in just 5 h from experimental setup to data analysis, given that appropriate reagent stocks have been prepared beforehand. The estimated startup cost of obtaining reagents is $4,500 which will sustain thousands of reactions at an estimated cost of $0.021 per &#181;g of protein produced or $0.019 per &#181;L of reaction. Additionally, the protein expression methods mirror the ease of the reaction setup seen in commercially available systems due to optimization of reagent pre-mixes, at a fraction of the cost. In order to enable the user to leverage the flexible nature of the CFPS platform for broad applications, we have identified a variety of aspects of the platform that can be tuned and optimized depending on the resources available and the protein expression outcomes desired.

Escherichia coli-Based Cell-Free Protein Synthesis: Protocols for a robust, flexible, and accessible platform technology

This protocol details the steps, costs, and equipment necessary to generate E. coli-based cell extracts and implement in vitro protein synthesis reactions within 4 days or less. To leverage the flexible nature of this platform for broad applications, we discuss reaction conditions that can be adapted and optimized.

الإشريكيّة القولونية-"على أساس تخليق البروتين" الخلية الحرة: البروتوكولات لتكنولوجيا منصة قوية ومرنة، وموجودا

Over the last 50 years, Cell-Free Protein Synthesis (CFPS) has emerged as a powerful technology to harness the transcriptional and translational capacity ...