- / -

- / -

- / -

Οι ανησυχητικές διαστάσεις που έχει λάβει τα τελευταία χρόνια η περιβαλλοντική ρύπανση και ιδιαίτερα η ρύπανση του θαλάσσιου περιβάλλοντος, καθιστούν επιτακτική την ανάγκη εύρεσης και εγκαθίδρυσης νέων βιοδεικτών που μπορούν να συμβάλουν δραστικά στην έγκαιρη αναγνώριση της κατάστασης της υγείας του θαλάσσιου οικοσυστήματος και συνεπώς στη λήψη βελτιωτικών μέτρων για την αποκατάστασή του. Κυρίαρχο ρόλο ανάμεσα στους θαλάσσιους ρύπους κατέχουν τα βαρέα μέταλλα, τα οποία λόγω της ικανότητάς τους να επάγουν ή να προκαλούν οξειδωτικό στρες μπορούν να προκαλέσουν σημαντικές, ακόμη και θανατογόνες βλάβες στους θαλάσσιους οργανισμούς. Η έκθεση σε μέταλλα προκαλεί την απορρύθμιση πολλών κυτταρικών διαδικασιών και κυρίως αυτών που διεξάγονται από μακρομοριακά σύμπλοκα, όπως η μεταφραστική μηχανή, τα οποία είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα σε συνθήκες stress. Οι αλλαγές που προκαλούνται από το κυτταρικό stress στη διαδικασία της μετάφρασης καλύπτουν ένα ευρύ φάσμα αποκρίσεων, που μπορεί να περιλαμβάνει μείωση της ολικής μετάφρασης ή αύξηση της μετάφρασης ειδικών mRNAs. Ένας αποτελεσματικός τρόπος εκτίμησης των μεταφραστικών αποκρίσεων ενός οργανισμού στο περιβαλλοντικό stress είναι ο προσδιορισμός του μεταφραστικά ενεργού ριβοσωματικού κλάσματος των πολυσωμάτων. Επίσης, καθώς ρυθμιστικά γεγονότα μπορεί να συμβούν σε οποιοδήποτε βήμα της μετάφρασης, έγινε μία σειρά πειραμάτων, που αφορούν στον έλεγχο της μεταφραστικής λειτουργίας του μυδιού Mytilus galloprovincialis, οργανισμού που χρησιμοποιείται συχνά ως βιομάρτυρας, σε εργαστηριακές συνθήκες, υπό την επίδραση τριών μετάλλων, του υδραργύρου, του χαλκού και του καδμίου. Για την εκτίμηση της κατάστασης της υγείας των εκτεθειμένων μυδιών έγινε προσδιορισμός ορισμένων κλασικών, ευρέως χρησιμοποιούμενων βιοδεικτών, καθώς και βιοδεικτών οξειδωτικού στρες. Ο έλεγχος των μεταφραστικών αποκρίσεων των εκτεθειμένων μυδιών περιλάμβανε εκτίμηση του ποσοστού πολυσωμάτων και προσδιορισμό της επίδρασης των μετάλλων τόσο στο προπαρασκευαστικό στάδιο της μετάφρασης, δηλαδή την αμινοακυλίωση των υποστρωμάτων, όσο και στα τρία κύρια στάδια της μετάφρασης, δηλαδή την έναρξη, την επιμήκυνση και τον τερματισμό. Τα δεδομένα της μελέτης αυτής αποκαλύπτουν ότι τόσο ο υδράργυρος, όσο και ο χαλκός προκαλούν το ίδιο πρότυπο αλλαγών στη μεταφραστική λειτουργία των εκτεθειμένων μυδιών, οδηγώντας σε απορρύθμιση όλων των σταδίων και των ενδιάμεσων βημάτων της πρωτεϊνοσύνθεσης. Οι διαταραχές αυτές οφείλονται στο οξειδωτικό στρες που προκαλείται από τα μέταλλα αυτά και στην παράλληλη αδυναμία του συστήματος αντιοξειδωτικής άμυνας των κυττάρων να το αντιμετωπίσει. Η στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων επιβεβαιώνει την αρνητική επίδραση του οξειδωτικού στρες που προκαλείται από τα μέταλλα στη μετάφραση, με μία στατιστικά σημαντική συσχέτιση το ποσοστού πολυσωμάτων με τους βιοδείκτες οξειδωτικού στρες. Από την άλλη, τα αποτελέσματα της έκθεσης των μυδιών στο κάδμιο διαφοροποιούνται σημαντικά. Αρχικά, η έκθεση των μυδιών στο μέταλλο αυτό προκαλεί μία έντονη διαταραχή στην πρωτεϊνοσυνθετική διαδικασία, οφειλόμενη στην πρόκληση οξειδωτικού στρες. Με την πάροδο όμως το χρόνου, τα κύτταρα καταφέρνουν να διεγείρουν τους αντιοξειδωτικούς μηχανισμούς, που σε αυτή την περίπτωση αντιπροσωπεύονται κυρίως από τις μεταλλοθειονίνες, με αποτέλεσμα να καταφέρνουν να ανταπεξέλθουν στη δύσκολες συνθήκες και να αναχαιτίσουν την αρνητική επίδραση του καδμίου, γεγονός που οδηγεί σε ανάκαμψη της μεταφραστικής ικανότητας των μυδιών αυτών, στο τέλος της περιόδου έκθεσης. Το διφασικό προφίλ της επίδρασης του καδμίου αντανακλάται στην έλειψη συσχέτισης μεταξύ του ποσοστού πολυσωμάτων των εκτεθειμένων στο κάδμιο μυδιών και των βιοδεικτών οξειδωτικού στρες αλλά και των λοιπών βιοδεικτών. / The alarming levels of the environmental and especially the marine pollution in recent years constitute an urgent need of finding and establishing new biomarkers which may contribute to the early detection of the health status of the marine ecosystem leading to ameliorating measures towards its restoration. Heavy metals, which are capable of causing severe or even leathal defects to marine organisms, through their ability to induce or produce oxidative stress, posess a leading role among the marine pollutants. Exporure to heavy metals may cause the deregulation of many cellular processeses, mainly of those that are carried out by macromolecular complexes, such as the translational machinery, which are particularly sensitive to stress conditions. The alterations induced by the cellular stress in the translation may cover a broad range of responses, including a decline of the global translation or an increase of the translation of certain mRNAs. An effective way to reveal translational responses of an organism to environmetal stress is the evaluation of the translationally active ribosomal fraction of polysomes. Moreover, considering the fact that regulatory events may occur at any step of the translational process, a set of experiments was carried out, concerning the examination of the translational function of the mussel Mytilus galloprovindialis, which is commonly used as a bioindicator, in laboratory conditions, under the influence of three metals, mercury, copper and cadmium. In order to evaluate the health condition of the exposed mussels, a battery of standard biomarkers was applied, including biomarkers of oxidative stress. The determination of the translational responses of the treated mussels included measurement of the polysome content and assessment of the metal effect on the preparative stage of protein synthesis, the aminacylation of the substrates, as well as on the three main stages of translation, that is the initiation, the elongation and the termination. The data of the study reveal that mercury as well as copper cause the same patern of alterations in the translational function of the exposed mussels, leading to a deregulation of every stage and intermediate step of protein synthesis. These perturbations are a consequence of the metal induced oxidative stress, followed by a failure of the antioxidant defense system to confront it. Statistical analysis of the results confirms the negative effect of the metals on the translation, with a statistically important correlation of the polysome content with the oxidative stress biomarkers. On the other hand, the results of the cadmium exposed mussels follow a different pattern. First, the exposure of mussels to the metal causes a severe perturbation of the translational process, due to the oxidative stress induction. Finally, cells stimulate antioxidant mechanisms, in this case represented by metallotheioneins, managing to cope with the difficult conditions and to block the negative effect of cadmium, which leads to a restoration of the translational capacity of the mussels, at the end of the exposure period.The two-phase profile of the cadmium effect is reflected on the absence of statistical correlation between the polysomal content and biomarkers of oxidative stress, as well as other biomarkers.

Η παρούσα διδακτορική διατριβή ασχολείται με την εφαρμογή της υπολογιστικής νοημοσύνης στη μουσική, επιχειρώντας ταπεινά να συνεισφέρει, έστω και κατ' ελάχιστο, στην μακραίωνη πορεία της σύζευξης των μουσικών εννοιών με τα μαθηματικά. Οι τρεις πυλώνες πάνω στους οποίους στηρίζεται αυτή η διατριβή αφορούν τη χρήση μεθόδων υπολογιστικής νοημοσύνης για α) την εξέταση των μαθηματικών μουσικών χαρακτηριστικών με στόχο την επιτυχή κατηγοριοποίηση, αναγνώριση και χαρακτηρισμό περιεχομένου σε μουσικά κομμάτια, β) την ευφυή αυτόματη σύνθεση μουσικής βάσει μαθηματικών μουσικών χαρακτηριστικών και γ) τη διαδραστική ευφυή σύνθεση μουσικής και τις επεκτάσεις της. Ενώ οι τρεις αυτοί πυλώνες φαίνονται επιφανειακά ασύνδετοι, το κοινό τους θεμέλιο είναι τα μαθηματικά μουσικά χαρακτηριστικά και ο ρόλος που αυτά διαδραματίζουν έτσι ώστε να αναπτυχθούν μοντέλα υπολογιστικής νοημοσύνης που τελικά προσομοιάζουν τον τρόπο που οι άνθρωποι ``αντιλαμβάνονται'' τη μουσική. Το γεγονός ότι όλοι οι δίαυλοι έρευνας που παρουσιάζονται σε αυτή τη διατριβή διοχετεύονται στο ίδιο κανάλι, γίνεται φανερό στο τελευταίο κεφάλαιο (Κεφάλαιο 9) όπου τα μαθηματικά μουσικά χαρακτηριστικά, η ευφυής σύνθεση μουσικής και η διαδραστική ευφυής σύνθεση μουσικής, ενσωματώνονται σε ένα καινοτόμο σύστημα που περιγράφεται λεπτομερώς στο εν λόγω κεφάλαιο. Επίσης, βασική μέριμνα των μελετών που παρουσιάζονται στης έρευνες που αποτελούν την παρούσα διατριβή ήταν η απόδοση αντικειμενικών, λεπτομερών και αμερόληπτων αποτελεσμάτων, μέσα από εξαντλητικές πειραματικές διαδικασίες, πολλές από τις οποίες περιείχαν και καθεαυτές νεοτερισμούς. Η επισήμανση της παραπάνω πρότασης θέλει να καταδείξει τη διαφοροποίηση της παρούσας διατριβής από την εν πολλοίς καθεστηκυία αντίληψη για τον τρόπο παρουσίασης των αποτελεσμάτων για τις μεθόδους αυτόματης σύνθεσης μουσικής, μέσα από την εμφάνιση τμημάτων από συνθέσεις (σε μορφή παρτιτούρας ή ήχου). Το πρώτο μέρος της διατριβής περιλαμβάνει τα Κεφάλαια 2 και 3, όπου μελετάται η κατηγοριοποίηση μουσικών κομματιών σε συμβολική μορφή, καθώς και η αναγνώριση και ο χαρακτηρισμός περιεχομένου από ηχογραφήσεις. Στόχος του μέρους αυτού είναι η παρουσίαση της καθοριστικότητας αφενός του χώρου του προφίλ τονικής τάξης για την ανάπτυξη μαθηματικών μουσικών χαρακτηριστικών που ενσωματώνουν την ανθρώπινη μουσική αντίληψη μέχρι ενός βαθμού, και αφετέρου η ανάδειξη της αποτελεσματικότητας των μεθόδων υπολογιστικής νοημοσύνης ως εργαλεία αποτελεσματικού εντοπισμού αυτής της ιδιότητας των προαναφερθέντων χαρακτηριστικών. Η συνεισφορά του πρώτου μέρους αφορά κυρίως την πρόταση νέων μεθοδολογιών που επιτελούν αποτελεσματικά προσομοιώσεις κατηγοριοποίησης κομματιών ανά συνθέτη ή είδος, αναγνώρισης περιεχομένου ηχογράφησης τυμπάνων και χαρακτηρισμού μουσικού ηχητικού υλικού με τμηματοποίηση σε περιοχές με διαφορετικό κλειδί σύνθεσης. Επίσης, στη συνεισφορά του μέρους αυτού μπορεί να ενταχθεί και η εισαγωγή και ανάλυση του πρωτεύοντος χρωματικού ιδιοχώρου. Το δεύτερο μέρος περιλαμβάνει τα Κεφάλαια 4, 5, 6 και 7, στα οποία αναλύεται η συνεισφορά της διατριβής στον τομέα της ευφυούς αυτόματης σύνθεσης μουσικής. Συγκεκριμένα, η συνεισφορά του Κεφαλαίου 4 είναι η πρόταση μιας κατηγοριοποίησης των ευφυών μεθόδων σύνθεσης σύμφωνα με το αποτέλεσμα που επιδιώκουν, προτείνοντας δηλαδή τις κατηγορίες των μη επιβλεπόμενων, των επιβλεπόμενων και των διαδραστικών συστημάτων ευφυούς σύνθεσης. Με αυτή την κατηγοριοποίηση ο αναγνώστης εισάγεται στα επόμενα κεφάλαια όπου περιγράφονται τα καινοτόμα συστήματα που προτάθηκαν, κυρίως για επιβλεπόμενη σύνθεση βάσει χαρακτηριστικών, για την ευφυή παραγωγή ρυθμών (Κεφάλαιο 5), τόνων (Κεφάλαιο 6), καθώς και για την ολοκλήρωση των συνθέσεων μέσω της έννοιας της οριζόντιας αντιγραφής ενορχήστρωσης και την ευφυή συνοδεία αυτοσχεδιαστή (Κεφάλαιο 7). Τα αποτελέσματα που παρέχονται για όλα τα συστήματα αυτού του μέρους εξετάζουν ενδελεχώς πολλές πτυχές των συνθετικών τους ιδιοτήτων, αποκαλύπτοντας τα σημεία υπεροχής τους αλλά και τις αδυναμίες τους. Στο τρίτο μέρος γίνεται η περιγραφή των διαδραστικών συστημάτων που μελετήθηκαν στη διατριβή, αναλύοντας όχι μόνο την ανάπτυξη των αλγόριθμων πίσω από τα συστήματα αυτά, αλλά εστιάζοντας κυρίως στα ουσιώδη ζητήματα που άπτονται της αντίληψης της ανθρώπινης μουσικής και της σύνδεσής της με την ευφυή-αυτόματη σύνθεση. Συγκεκριμένα, στο Κεφάλαιο 8 γίνεται αρχικά η παρουσίαση ενός καινοτόμου υπολογιστικού συστήματος που εξελίσσει διαδραστικά (με βαθμολογίες παρεχόμενες από τον χρήστη) συναρτήσεις με τη μέθοδο του γενετικού προγραμματισμού. Σκοπός του συστήματος αυτού είναι η παραγωγή κυματομορφών που ακούγονται γενιά με τη γενιά όλο και πιο ευχάριστες για την προσωπική του αισθητική του χρήστη. Μέσω αυτού του συστήματος προτάθηκε το ενδεχόμενο της άντλησης πληροφοριών για τα ηχητικά χαρακτηριστικά των μελωδιών σε διαφορετικά εξελικτικά στάδια - από τις μη εξελιγμένες και χαμηλά βαθμολογημένες στις εξελιγμένες και υψηλά βαθμολογημένες μελωδίες - έτσι ώστε να μελετηθεί το κατά πόσο τα ηχητικά χαρακτηριστικά αυτά μπορεί να παρέχουν ενδείξεις για την αισθητική αρτιότητα μιας μελωδίας. Αυτό το σύστημα επίσης αξιοποιήθηκε για την ανάπτυξη των γενετικών τελεστών προσαρμοσμένου βάθους, οι οποίοι, συνδυαζόμενοι με την παράμετρο ``παράγοντα ρίσκου'', δίνουν στον χρήστη έναν επιπλέον έλεγχο στην εξελικτική διαδικασία, απαλλάσσοντάς τον από ένα μέρος του φαινομένου της κόπωσης του χρήστη. Το τρίτο μέρος, και η ερευνητική διαδρομή αυτής της διατριβής, κλείνει με το Κεφάλαιο 9, όπου παρουσιάζεται ένα διαδραστικό σύστημα εξελικτικής σύνθεσης μουσικής σε δύο επίπεδα, το οποίο πέρα από το ότι συνδυάζει την έρευνα που έγινε σχεδόν σε ολόκληρη τη διατριβή, περιέχει επίσης νεοτερισμούς σε πολλά επίπεδα: από την κεντρική σύλληψη, την υλοποίηση, ως και τη διαδικασία εξαγωγής αποτελεσμάτων. Η κεντρική σύλληψη αφορά την εξέλιξη των μαθηματικών μουσικών χαρακτηριστικών που περιγράφουν μια μελωδία αντί για τη μελωδία καθεαυτή (ή το μοντέλο που την παράγει). Η υλοποίηση έγινε σε δύο επίπεδα, τον πάνω επίπεδο εξέλιξης χαρακτηριστικών και το κάτω επίπεδο ευφυούς επιβλεπόμενης σύνθεσης μουσικής με καινοτόμους αλγόριθμους και στα δύο επίπεδα. Τέλος, η πειραματική διαδικασία που ακολουθήθηκε, στην οποία προτάθηκε και υλοποιήθηκε η χρήση αυτόματων βαθμολογητών που προσομοιάζουν τη βαθμολογική συμπεριφορά των ανθρώπων, επέτρεψε την πλήρως αντικειμενική εξέταση των δυνατοτήτων του συστήματος να συγκλίνει στις βέλτιστες μελωδίες του χρήστη. / The PhD thesis at hand discusses the employment of computational intelligence in music, attempting to humbly commit a minimal contribution to the deep history of studies that relate music to mathematics. The three cornerstones upon which the thesis at hand is founded, discuss the employment of computational intelligence methods for a) the examination of musical-mathematical features towards classifying, identifying and characterising music content, b) intelligent music composition based on musical-mathematical features and c) interactive intelligent music composition and further developments. While at a first glance these three parts seem unrelated, their common keystone is the music-mathematical features and the role that these features play towards developing computational intelligence models which at some extent simulate the human ``perception’’ of music. The fact that all the research channels that are presented in this thesis, are finally led to a single stream, becomes evident in the final chapter of the thesis (Chapter 9) where the music-mathematical features, the intelligent music composition and the interactive music composition are embodied in an innovative system that is thoroughly described. Additionally, a main concern of the studies that comprise this thesis was the presentation of objective, detailed and unbiased results, achieved through exhaustive experimental processes, many of which were by themselves innovative. The latter comment intents to highlight the different approach that the research in this thesis follows, in comparison to the most common approaches concerning the presentation of experimental results for automatic music composition methods - which simply include small score or audio parts of automatically composed music. The first part of the thesis includes the Chapters 2 and 3, where the categorisation of music pieces in symbolic form is examined, as well as the identification and characterisation of music recordings. Aim of this part is on the hand to present the rich quality of information that can be extracted by several pitch class space-related features regarding human perception of music, while on the other hand to pinpoint the effectiveness of computational intelligence methods as tools to extract the aforementioned rich information. The first part’s contribution is primarily the presentation of novel methodologies that achieve effective categorisation of music pieces per composer or style, identify the content of drums recordings and characterise the content of recorded pieces by recognising locations of composition key changes. An additionally contribution of this part is the presentation and study of the principal chroma eigenspace. The second part encompasses Chapters 4, 5, 6 and 7, which discuss the contribution of this thesis in intelligent music composition. Specifically, the contribution of Chapter 4 includes a proposed categorisation of intelligent music composition methods based on their intended result, proposing their segregation to unsupervised, supervised and interactive intelligent music composition methodologies. Through this categorisation, an introduction to the subsequent chapters is achieved, which mainly discuss supervised intelligent music composition based on music-mathematical features for the generation of rhythmic sequences (Chapter 5), tonal sequences (Chapter 6), as well as integrated synthesis through the concept of horizontal orchestration replication and intelligent improviser accompaniment (Chapter 7). The results of the presented studies in this part constitute of exhausted research processes that examine different compositional aspects of the proposed methodologies, revealing their strengths and weaknesses over other methodologies presented in the literature. In the third part the interactive systems that were studied in the thesis are presented, not only by analysing the algorithmic development of the underlying methodologies, but mostly focussing on matters that pertain to the human perception and intelligent music composition. Specifically, in the beginning of Chapter 8 an innovative system is presented that evolves mathematical functions interactively (through user ratings), through genetic programming. Aim of this system is the generation and evolution of waveforms that sound more pleasant to the user, according to hers/his subjective criteria. This system allowed the proposition to obtain information about several audio features of the melodies in different evolutionary stages - from non evolved and low rated melodies to evolved and highly rated ones - in order to study whether these features incorporate indications about the aesthetic integrity of a melody. This system was also utilised towards the development of fitness-adaptive genetic operators, which, combined with the ``risk factor’’ parameter, gave the user additional control over the evolutionary process, alleviating user fatigue at a considerable extent. The third part, along with the research conducted in the context of this thesis, concludes with Chapter 9, where an interactive evolutionary intelligent music composition system is presented, that combines almost all research presented in the thesis up to that point. This chapter includes also several innovative research propositions in many levels: the core concept, the implementation and the experimental process. The core concept discusses the evolution of music-mathematical features that describe a melody, rather than evolving the melody per se (or the model that generates it). The implementation incorporated two levels of serial evolution: the upper level of feature evolution and the lower level of supervised intelligent music composition, with novel algorithms in both levels. Finally, the experimental process that was developed - in the context of which the utilisation of automatic raters that simulate human behaviour was proposed - allowed a completely subjective evaluation of the systems capabilities, regarding its convergence to the optimal melodies of the user’s subjective preference.

Στόχος της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας είναι η περιγραφή και η σύγκριση της μορφολογικής διαδικασίας της σύνθεσης στις νεοελληνικές διαλέκτους όπως προκύπτει από την ανάλυση 2500 συνθέτων από τρεις διαφορετικές διαλέκτους, την Κρητική, την Ποντιακή και την Επτανησιακή. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μία σύντομη επισκόπηση των ορισμών που έχουν προταθεί για τη σύνθεση αναδεικνύοντας τους λόγους που καθιστούν δύσκολη τη διατύπωση ενός ορισμού που να ανταποκρίνεται διαγλωσσικά. Επίσης, παρουσιάζονται οι βασικές ιδιότητες που διέπουν τη σύνθεση της ελληνικής γλώσσας και τα βασικά χαρακτηριστικά που διαχωρίζουν τη σύνθεση από τις υπόλοιπες μορφολογικές διαδικασίες (π.χ. παραγωγή) αλλά και από τη σύνταξη κυρίως με βάση τις μελέτες της Ράλλη (2007) και Ralli (2013). Στο δεύτερο κεφάλαιο εξετάζονται τα κατηγοριακά σχήματα πάνω στα οποία δομούνται τα σύνθετα στις τρεις υπό εξέταση διαλέκτους και στη συνέχεια συγκρίνεται η παραγωγικότητά τους. Στο τρίτο κεφάλαιο τα σύνθετα ταξινομούνται με βάση τις γραμματικές σχέσεις των συστατικών τους. Στο τέταρτο κεφάλαιο μελετάται η σχέση μορφής και σημασίας και προτείνεται η διαίρεση των συνθέτων σε τρεις μεγάλες τάξεις: α) διαφανή, β) ημιδιαφανή και γ) αδιαφανή σύνθετα. Στο πέμπτο και έκτο κεφάλαιο εξετάζεται η σχέση της σύνθεσης με την παραγωγή και την κλίση αντίστοιχα μέσα από τα δεδομένα των τριών διαλέκτων. Τέλος, στο έβδομο κεφάλαιο μελετάται η συχνότητα εμφάνισης θεμάτων ξενικής προέλευσης ως συστατικά των συνθέτων στις τρεις αυτές διαλέκτους. / The aim of this master thesis is to describe and compare the morphological process of compounding in Modern Greek dialects based on the analysis of 2500 compounds. Data comes from three dialects, namely, Cretan, Pontic, and Heptanesian. The first chapter briefly presents some of the definitions which have been proposed for compounding highlighting the reasons that make the formulation of a definition that applies cross-linguistically a difficult task. It also presents the basic properties that govern the formation of Greek compounds and the main characteristics that distinguish compounding from the other morphological processes (e.g. derivation) and from syntactic operations based on the studies of Ralli (2007) and Ralli (2013). The second chapter presents the main patterns which are involved in the compounding process and compares their productivity cross-dialectally. In chapter three compounds are classified according to the grammatical relations between their components. The fourth chapter examines the relation between form and meaning and it suggests a division of compounds in three large classes: a) transparent, b) semi-transparent and c)opaque. The next two chapters examine the relation between compounding andderivation and inflection respectively. Finally, chapter seven examines whether stems of foreign origin appear frequently as components of compounds in these dialects.

Η κλινδαμυκίνη αποτελεί μέλος της οικογενείας των MLS αντιβιοτικών, με ευρύτατες εφαρμογές στην Ιατρική. Προσδεδενόμενη στο κέντρο της πεπτιδυλοτρανσφεράσης, δρα ως αναστολέας της πρωτεϊνικής σύνθεσης. Η ακριβής θέση δράσης της δεν έχει πλήρως διασαφηνισθεί. Διάφορες μελέτες έχουν δείξει πως δρα στην Α θέση, ενώ άλλες στην Ρ θέση της μεγάλης ριβοσωματικής υπομονάδας. Στην παρούσα εργασία γίνεται λεπτομερής κινητική ανάλυση της αναστολής του σχηματισμού του πεπτιδικού δεσμού από την κλινδαμυκίνη σε ιοντικό περιβάλλον που πλησιάζει το φυσιολογικό του κυττάρου (4,5 mM Mg2+, 150 mM NH4+). Συγκεκριμένα, η δράση της κλινδαμυκίνης μελετήθηκε σε ένα σύστημα ελεύθερο-κυττάρων του εντεροβακτηρίου Escherichia coli, όπου ένας πεπτιδικός δεσμός σχηματίζεται μεταξύ πουρομυκίνης και AcPhe-tRNA, προσδεδενόμενου στην Ρ-θέση ριβοσωμάτων προγραμματισμένων με poly(U). Η πουρομυκίνη δρα ως ανάλογο του 3΄ άκρου ενός αμινοακυλο-tRNA ενώ το τριμερές AcPhe-tRNA∙ poly(U)∙ ριβόσωμα, σύμπλοκο C, ως ανάλογο του εναρκτήριου μεταφραστικού συμπλόκου. Η κινητική ανάλυση αποκάλυψε ότι η κλινδαμυκίνη συμπεριφέρεται ως αναστολέας βραδείας δεσμεύσεως. Μετά από μια παροδική αλληλεπίδραση με την Α-θέση, εγκαθίσταται κοντά στην Ρ-θέση του ριβοσώματος με αποτέλεσμα να επηρεάζει την ταχύτητα σχηματισμού του πεπτιδικού δεσμού. Στην συνέχεια μελετήθηκε η επίδραση των πολυαμινών στην αλληλεπίδραση της κλινδαμυκίνης με το σύμπλοκο C. Τα αποτελέσματα έδειξαν πως η σπερμίνη παρεμποδίζει την επίδραση της κλινδαμυκίνης στην Ρ-θέση, όμως επηρεάζει ευνοϊκά και σε μεγαλύτερο βαθμό, την αρχική δέσμευση του φαρμάκου στην Α-θέση ελαττώνοντας το εντροπικό κόστος. Η επίδραση αυτή δεν μεταβλήθηκε όταν αντί της σπερμίνης χρησιμοποιήθηκαν ριβοσώματα επισημασμένα μ’ένα φωτοδραστικό ανάλογο της σπερμίνης, την Ν1-αζιδοβενζαμιδινο-σπερμίνη, ή όταν στο διάλυμα επώασης προστέθηκε μείγμα σπερμίνης και σπερμιδίνης. Πειράματα σταυρο-σύνδεσης έδειξαν ότι η σπερμίνη προσδένεται πλησίον της θέσης δέσμευσης της κλινδαμυκίνης. Η παρατήρηση αυτή οδήγησε στην υπόθεση, ότι οι πολυαμίνες δεσμευόμενες πλησίον της θέσης πρόσδεσης της κλινδαμυκίνης επηρεάζουν την αλληλεπίδραση του αντιβιοτικού με το ριβόσωμα, επάγοντας αλλαγές διαμόρφωσης στο ριβοσωμικό σύμπλοκο. Η υπόθεση αυτή βρίσκεται σε συμφωνία με πειράματα χημικής προστασίας, που έδειξαν, ότι οι πολυαμίνες επηρεάζουν σημαντικά την τριτοταγή δομή του ριβοσώματος. Από άποψη φαρμακευτικών εφαρμογών η παρούσα μελέτη εισηγείται ότι, κάθε φορά που ένα αντιβιοτικό, με μοριακό στόχο το ριβόσωμα, είναι προς σχεδιασμό, η επίδραση του ιοντικού περιβάλλοντος πρέπει να λαμβάνεται σοβαρά υπόψη. / Clindamycin is a representative antibiotic of the MLS family, widely used in clinical practice. It inhibits protein synthesis by binding to the peptidyltransferase center of the ribosome. Clindamycin’s exact site of action is not known. Several studies have shown that it is an inhibitor of the A-site. However, there are also stydies that suggest that clindamycin acts at the P-site of the large ribosomal subunit. In this study, we re-examined the mechanism by which the antibiotic inhibits the formation of peptide bond in an ionic environment that resembles in vivo conditions (4.5 mM Mg2+, 150 mM NH4+). Clindamycin was investigated in a cell-free system derived from Escherichia coli, in which a peptide bond is formed between puromycin and AcPhe-tRNA bound at the P-site of poly (U) –programmed ribosomes. Puromycin can be considered as an analogue of the 3’-end of aminoacyl-tRNA, while the ternary complex AcPhe-tRNA∙poly(U)∙ ribosome (complex C) as an analogue of the initiation translation complex. Kinetics revealed that clindamycin behaves as a slow – binding inhibitor. After a transient interaction with the A-site of ribosomes, it slowly accommodates near the P-site so that peptide bond is still formed but with a lower velocity. Next, we investigated the influence of polyamines to the interaction of clindamycin with complex C. It was found that spermine hinders the accommodation of clindamycin to the P-site, but exerts a beneficial, more pronounced, effect on the potency of the drug by lowering the entropic cost of clindamycin binding to the A-site. Polyamine effect was not substantially altered when ribosomes labeled with a photoreactive analogue of spermine, N1-azidobenzamidino-spermine, were used or when a mixture of spermine and spermidine was added in the incubation mixture, instead of spermine alone. Cross-linking experiments have demonstrated that spermine binds to the vicinity of the antibiotic binding pocket. This observation temped us to suppose that polyamines bound adjacently to the binding site of clindamycin modulate the interaction of this drug with the ribosome by inducing conformational changes in the elongating ribosomal complex. Such a hypothesis is in agreement with chemical protection data revealing that polyamines influence significantly the tertiary structure of ribosomes. From the stand point of pharmaceutical applications, the present work postulates that when a drug is designed to target to the ribosome, the influence of the ionic environment should be taken into account.

- / -

- / -

- / -