The master’s thesis focuses on a process contaminant 3-MCPD (3-chloropropane-1,2-diol), which is formed during food processing. The first part of the thesis summarizes scientific knowledge about its chemical and physical properties, toxicity, occurrence in food and methods of analysis. In the second part is monitored the content of 3-MCPD in barley, in standard and special types of malts and beer. Samples were derivatized with phenylboronic acid (PBA) and 3-MCPD derivatives were analyzed by gas chromatography with a mass detector. Deuterated 3-MCPD was used as an internal standard. The limit of quantification was 1 gkg-1 for barley and malt samples and 10 gkg-1 in case of beer. The barley samples contained concentration of 3-MCPD below LOQ. In samples of malt was found concentration

Los adhesivos de poliuretano se han empezado a usar en medicina. Además, en la actualidad debido al desarrollo de la química verde se busca la obtención de polímeros biodegradables, y hasta donde sabemos no existen precedentes del desarrollo de adhesivos de poliuretano biodegradables. Desde el desarrollo del primer poliuretano hasta nuestros días la mayoría de los polioles y extendedores de cadena utilizados para la obtención de poliuretanos derivan de subproductos del petróleo. Una alternativa a la utilización de subproductos del petróleo, una materia prima no renovable, son los derivados naturales, tales como la colofonia (componente principal de la resina de los pinos) y de aceites vegetales, ya que son abundantes y de origen natural, los cuales además podrían proporcionar biodegradabilidad a los adhesivos de poliuretano, obteniéndose poliuretanos ecológicos. Este trabajo se centra en la síntesis y caracterización de nuevos adhesivos de poliuretano obtenidos empleando un diol de un aceite natural (el aceite de tung) y colofonia, así como el estudio de su degradación térmica y en medios biológicos. La incorporación de colofonia como extendedor de cadena en la síntesis de adhesivos de poliuretano le afecta tanto a las propiedades de los poliuretanos termoplásticos como a los adhesivos de poliuretano. Debido a la existencia de un ácido carboxílico en la estructura de la colofonia, la reacción con los grupos isocianato finales del prepolímero de uretano es factible, produciéndose el anclaje de las moléculas de colofonia en el extendedor de cadena en el extremo de las cadenas del poliuretano, proporcionando hot tack a los adhesivos de poliuretano. La incorporación de solamente colofonia como extendedor de cadena produce la aparición de cristalización fría en el poliuretano. La estabilidad térmica de los poliuretanos disminuye al adicionar colofonia en el extendedor de cadena, disminuyendo la cantidad de segmentos blandos, generando la aparición de nuevos segmentos duros uretano-amida. Se produce una mayor separación de fases entre los segmentos duros y blandos. Además, la adición de colofonia disminuye la cristalinidad de los poliuretanos, tanto más cuanto mayor es su cantidad en el extendedor de cadena. La adición de colofonia produce un aumento de la pegajosidad, particularmente a temperaturas inferiores a 60ºC. Sin embargo, las fuerzas de pelado en T de uniones serraje/adhesivo de poliuretano/serraje son bajas debido al descenso de la cristalinidad y aumento del contenido de segmentos duros uretano-amida en los poliuretanos. Sin embargo, las fuerzas de cizalla de uniones aluminio/adhesivo de poliuretano/aluminio son altas. La degradación térmica produce una disminución del módulo elástico en los poliuretanos con colofonia en el extendedor de cadena, ya que su estructura segmentada cambia produciéndose la degradación preferiblemente en los segmentos duros. Las propiedades adhesivas también disminuyen tras la degradación térmica cuando los poliuretanos contienen colofonia en el extendedor de cadena. Por otra parte, la degradación de los poliuretanos en medios biológicos produce también un cambio en la estructura de los poliuretanos disminuyendo su estabilidad térmica, aunque es menos pronunciado que el producido por la degradación térmica. La adición de diol de aceite de tung en el poliol imparte cristalización fría y disminuye la cristalinidad de los poliuretanos, tanto más cuanto mayor es su cantidad en el poliol. Además, la estabilidad térmica de los poliuretanos disminuye al adicionar diol de aceite de tung en el poliol y cambia la estructura segmentada de los poliuretanos, favoreciendo la formación de nuevos segmentos duros, de manera que dominan las propiedades elásticas en todo el rango de temperaturas estudiado. Por otra parte, la pegajosidad de los poliuretanos disminuye al adicionar diol de aceite de tung en el poliol, las fuerzas de pelado en T son bajas y las fuerzas de cizalla son altas, disminuyendo gradualmente al incrementar el contenido de diol de aceite de tung en el poliol. La adición de diol de aceite de tung en el extendedor de cadena disminuye la estabilidad térmica de los poliuretanos debido a que disminuye la cantidad de segmentos blandos en los poliuretanos y se crean nuevos segmentos duros. Por otra parte, la temperatura y entalpía de fusión de los poliuretanos disminuyen al adicionar diol de aceite de tung en el extendedor de cadena, tanto más cuanto mayor es su cantidad en el extendedor de cadena. Además, la cristalinidad de los poliuretanos disminuye y el módulo elástico aumenta al adicionar diol de aceite de tung en el extendedor de cadena, tanto más cuanto mayor es su cantidad, debido a la creación de una estructura menos reticulada, produciéndose una mayor separación de fases, lo que da lugar a una disminución de la temperatura de transición vítrea. Por último, la pegajosidad de los poliuretanos disminuye drásticamente con la adición de diol de aceite de tung en el extendedor de cadena, y las fuerzas de pelado en T y de cizalla aumentan. La adición de diol de aceite de tung como parte del extendedor de cadena facilita la degradación térmica de los poliuretanos de forma más efectiva que al introducirlo como parte del poliol. Además, la degradación térmica cambia la estructura segmentada de los poliuretanos obtenidos con diol de aceite de tung de forma diferente dependiendo de si se incorpora como parte del poliol o como parte del extendedor de cadena durante la síntesis de los poliuretanos. La degradación térmica de los poliuretanos se produce preferentemente en los segmentos duros y las propiedades adhesivas disminuyen drásticamente tras la degradación térmica. / Este trabajo de tesis doctoral se enmarca en el proyecto europeo del séptimo programa Marco Disc Regeneration No. NMP3-LA-2008-213904, así como los proyectos MAT2010-19904 del Ministerio de Economía y Competitividad y ACOMP/2011/254 de la Generalidad Valenciana.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / L'objectif de ce projet est d'approfondir la connaissance du site actif de la Esélectine en synthétisant un inhibiteur rigide dont le design a été élaboré à partir de la modélisation moléculaire. La littérature rapporte, depuis quelques années, un grand nombre de composés imitant le ligand naturel (SLex) de la E-sélectine. Les conclusions qui découlent de cette large bibliographie sont que deux pharmacophores sont essentiels à la liaison entre le Slex et la E-sélectine : le diol gauche en position 2 et 3 de la partie fucose et le groupement carboxyle chargé négativement de la partie acide neuraminique. C'est en utilisant le modèle de l'interaction entre SLex et la Esélectine développé par Kogan18que le design d'un inhibiteur de la E-sélectine a été réalisé. Tout d'abord, la distance qui sépare les groupes hydroxyles du groupe carboxylate a été déterminée. A partir de cette mesure un espaceur a été imaginé. Celui-ci doit remplir deux contraintes : il doit tout d'abord maintenir les deux groupes fonctionnels, essentiels à l'interaction entre SLex et la E-sélectine, à la bonne distance et ensuite il doit les retenir dans la bonne orientation afin de maximiser leurs interactions avec les acides aminés appropriés de la protéine. D'après les études de modélisation effectuées dans notre laboratoire, le squelette perhydrophénantrène remplit très bien ces exigences. La synthèse de l'inhibiteur projeté débute donc par la préparation du squelette perhydrophénantrène qui est accessible par la méthode de Deslongchamps. Le tricycle CAC de Deslongchamps est préparé par une réaction de Diels-Alder intramoléculaire sur un macrocycle à 14 membres. Celui-ci est préparé par couplage d'un diène avec un diénophile grâce à des connecteurs malonate. Les connecteurs malonate du tricycle CAC sont alors transformés en diène correspondant via une élimination de séléniures. Le diène résultant est ensuite oxydé à la dicétone correspondante et cette dernière est monoréduite pour donner l'hydroxycétone attendue. Malheureusement, par manque de temps et d'intermédiaires avancés, le travail s'est arrêté à ce point. La stratégie élaborée pour terminer la synthèse prévoyait l'introduction d'une chaîne oxy-acétique via une alkylation de la fonction alcool suivie de l'énolisation sous contrôle cinétique de la cétone et oxydation par le réactif de Davis pour donner l'ot-hydroxeétone correspondante. Finalement, une réduction de celle-ci avec NaBH4 devrait conduire au diol désiré.

No description available.

Thesis (PhD (Science) (Viticulture and Oenology. Wine Biotechnology))--University of Stellenbosch, 2010. / ENGLISH ABSTRACT: The production of glycerol by Saccharomyces cerevisiae under anaerobic conditions is essential for maintaining the intracellular redox balance thereby allowing continuous energy generation through conversion of sugars into ethanol. In addition, glycerol can act as an osmolyte and is synthesized to maintain turgor pressure under hyperosmotic conditions. The production of ethanol from sugars can be a redox-neutral process, where the NAD+ (nicotinamide adenine dinucleotide) that is consumed during the glycolytic conversion of glyceraldehyde-3-phosphate to pyruvate is later regenerated by the reduction of acetaldehyde to ethanol. However, in particular the redirection of metabolic flux of pyruvate to biomass formation leads to excess NADH formation. The intracellular redox balance in these conditions is then primarily maintained through formation of glycerol which is control by two main enzymes, namely Gpd1p and Gpd2p. Deletion of the genes coding for these two proteins leads to accumulation of NADH and renders the cells incapable of maintaining their fermentative ability and growth under anaerobic conditions. The goal of this study was to investigate the growth, fermentative ability and metabolite synthesis of various gpd1Δgpd2Δ double mutant (DM) strains in which the redox balancing potential was partially restored through expression of native or heterologous genes. Strains were constructed by introducing alternative NADH oxidizing pathways or manipulating existing pathways to favour the oxidation of excess NADH. More specifically, the modifications included (i) sorbitol formation; (ii) establishing a pathway for propane-1,2-diol formation; and (iii) increasing ethanol formation. Apart from genetically manipulating the gpd1Δgpd2Δ double mutant, the addition of pyruvate during growth was also investigated. The experiments were carried out under oxygen limited conditions in a high sugar medium and the fermented product was analyzed for total sugar consumed, biomass and primary and secondary metabolites formed by the different strains. The relationships between sugar consumption, growth and metabolite production by different strains were investigated by comparing the data generated from the different strains by using multivariate data analysis tools. Analysis of the pathways involved in the production of primary (acids, ethanol and other metabolites) and secondary metabolites (aroma compounds) were also carried out in order to establish flux modification in comparison to the wild type (WT) strain. The results revealed that these manipulations improved the fermentative capacity of the gpd1Δgpd2Δ double mutant, suggesting a partial recovery of NAD+ regeneration ability, albeit not to the extent of the WT strain. As expected a significant correlation was found between sugar consumption and ethanol and biomass formation. Ethanol yields but not final concentrations were increased by the genetic manipulations. Sorbitol by DM(srlD) and DM(SOR1) strains and propane-1,2-diol by DM(gldA, GRE3, mgsA) strain were formed in significant amounts although at lower molar yields than glycerol. Furthermore, by genetic manipulation the yield of secondary metabolites (isobutanol, isoamyl alcohol, 2-phenyl ethanol and isobutyric acid) was increased whereas the ethyl acetate concentration and yield decreased. The results indicate that aroma compound properties of wine yeasts could be favourably changed by manipulating the glycerol synthesizing pathway. The addition of pyruvate during the growth of gpd1Δgpd2Δ double mutant contributes to excess NADH re-oxidation through additional ethanol formation. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Die produksie van gliserol deur Saccharomyces cerevisiae onder anaërobiese toestande is noodsaaklik vir die onderhouding van die intrasellulêre redoksbalans en maak dus ononderbroke energie-ontwikkeling tydens die omsetting van suikers in etanol moontlik. Daarbenewens kan gliserol as ‘n osmoliet optree en word dit gesintetiseer om turgordruk onder hiperosmotiese toestande te onderhou. Die produksie van etanol uit suikers kan ‘n redoksneutrale proses wees, waar die NAD+ (nikotinamiedadenien-dinukleotied) wat tydens die glikolitiese omskakeling van gliseraldehied-3-fosfaat na piruvaat verbruik word, later deur die reduksie van asetaldehied na etanol regenereer word. Die nasending van die metaboliese vloeiing van piruvaat na biomassavorming lei egter na ‘n oormaat NADH-vorming. Onder hierdie toestande word die intrasellulêre redoksbalans dan hoofsaaklik deur die vorming van gliserol onderhou. Laasgenoemde word veral deur twee ensieme beheer, naamlik Gpd1p en Gpd2p. Die delesie van die gene wat vir hierdie twee proteïene enkodeer, lei tot ‘n akkumulasie van NADH en veroorsaak dat die selle nie hulle gistingsvermoë en groei onder anaërobiese toestande kan onderhou nie. Die doelwit van hierdie studie was om die groei, gistingsvermoë en metabolietsintese van verskeie gpd1Δgpd2Δ dubbelmutant (DM) rasse te ondersoek waarin die redoksbalanseringspotensiaal gedeeltelik herstel is deur die uitdrukking van inheemse of heteroloë gene. Rasse is gekonstrueer deur alternatiewe NADH-oksiderende weë in te voer of deur bestaande weë te manipuleer om die oksidasie van oormaat NADH te bevoordeel. Meer spesifiek het die modifikasies die volgende ingesluit: (i) sorbitolvorming; (ii) die vestiging van ‘n weg vir propaan-1,2-diol-vorming; en (iii) die verhoging van etanolvorming. Buiten die genetiese manipulering van die gpd1Δgpd2Δ dubbelmutant, is die byvoeging van piruvaat tydens groei ook ondersoek. Die eksperimente is onder suurstofbeperkte toestande in ‘n hoë-suiker medium uitgevoer en die gegiste produk is ondersoek vir totale suikerverbruik, biomassa en primêre en sekondêre metaboliete wat deur die verskillende rasse gevorm is. Die verhoudings tussen suikerverbruik, groei en metabolietproduksie deur die verskillende rasse is ondersoek deur die data wat deur die verskillende rasse gegeneer is deur middel van meerveranderlike data-analise te vergelyk. Analise van die weë wat in die produksie van primêre (sure, etanol en ander metaboliete) en sekondêre metaboliete (aromaverbindings) betrokke is, is ook uitgevoer om die verandering in vloei te bepaal in vergelyking met die wildetipe (WT) ras. Die resultate het gewys dat hierdie manipulasies die gistingsvermoë van die gpd1Δgpd2Δ-dubbelmutant verbeter het, wat ‘n gedeeltelike herstel van NAD+- regenerasievermoë voorstel, hoewel nie tot dieselfde mate as in die WT-ras nie. Soos verwag, is ‘n beduidende korrelasie tussen suikerverbruik en etanol- en biomassavorming gevind. Etanolopbrengs is deur genetiese manipulasies verhoog, maar nie die finale konsentrasies van etanol nie. Sorbitol is in beduidende hoeveelhede deur die DM(srlD) en DM(SOR1)-rasse gevorm en propaan-1,2-diol deur die DM(gldA, GRE3, mgsA) -rasse, hoewel teen laer molare opbrengste as gliserol. Verder is die opbrengs van sekondêre metaboliete (isobutanol, iso-amielalkohol, 2-fenieletanol en isobottersuur) deur genetiese manipulasie verhoog, terwyl die etielasetaatkonsentrasie en -opbreng verlaag is. Die resultate dui aan dat die aromaverbindingseienskappe van wyngiste voordelig verander kan word deur die gliserolsintetiseringsweg te manipuleer. Die byvoeging van piruvaat tydens die groei van die gpd1Δgpd2Δ-dubbelmutant dra by tot uitermate NADH-reoksidasie tydens die bykomende vorming van etanol.

Dioxygenase-cytochrome P450 (DOX-CYP) fusion enzymes are present in diverse human and plant pathogenic fungi. They oxygenate fatty acids to lipid mediators which have regula­tory functions in fungal development and toxin production. These enzymes catalyze the for­mation of fatty acid hy­droperoxides which are subsequently converted by the P450 activities or reduced to the corresponding alcohols. The N-terminal DOX domains show catalytic and structural homology to mammalian cyclooxygenases, which belong to the most thoroughly studied human enzymes. 7,8-Linoleate diol synthase (LDS) of the plant pathogenic fungus Gaeumannomyces graminis was the first characterized member of the DOX-CYP fusion enzyme family. It catalyzes the conversion of linoleic acid to 8R-hydroperoxylinoleic acid (HPODE) and subse­quently to 7S,8S-dihy­droxylinoleic acid by its DOX and P450 domains, respectively. By now, several enzymes with homology to 7,8-LDS have been identified in im­portant fungi, e.g., psi fac­tor-producing oxygenase (ppo)A, ppoB, and ppoC, of Aspergillus nidulans and A. fumigatus. By cloning and recombinant expression, ppoA of A. fumigatus was identi­fied as 5,8-LDS. Partial expression of the 8R-DOX domains of 5,8-LDS of A. fumigatus and 7,8-LDS of G. graminis yielded active protein which demonstrates that the DOX activities of LDS are independent of their P450 domains. The latter domains were shown to contain a conserved motif with catalytically important amide residues. As judged by site-directed mutagene­sis studies, 5,8- and 7,8-LDS seem to facilitate heterolytic cleavage of the oxygen-oxygen bond of 8R-HPODE by aid of a glutamine and an asparagine residue, respectively. Cloning and expression of putative DOX-CYP fusion proteins of A. terreus and Fusarium oxysporum led to the discovery of novel enzyme activities, e.g., linoleate 9S-DOX and two allene oxide synthases (AOS), specific for 9R- and 9S-HPODE, respectively. The fungal AOS are present in the P450 domains of two DOX-CYP fusion enzymes and show higher se­quence homology to LDS than to plant AOS and constitute therefore a novel class of AOS. In summary, this thesis describes the discovery of novel fatty acid oxy­genases of human and plant pathogenic fungi and the characterization of their reaction mechanisms.

7,8-Linoleate diol synthase (7,8-LDS) of the take-all pathogen of wheat, Gaeumannomyces graminis, converts linoleic acid to 8R-hydroperoxyoctadecadienoic acid (8-HPODE) by 8-dioxygenase activity (8-DOX), and further isomerizes the hydroperoxide to 7S,8S-dihydroxyoctadecadienoic acid (7,8-DiHODE) by hydroperoxide isomerase activity. Sequence alignment showed homology to prostaglandin H synthase (PGHS), and both enzymes share structural and catalytic properties. The 8-DOX of 7,8-LDS was successfully expressed in Pichia pastoris and in insect cells (Sf21). Site-directed mutagenesis confirmed His379 as the proximal heme ligand and Tyr376 as a residue, which forms a tyrosyl radical and initiates catalysis. Furthermore, mutagenesis suggested His203 could be the proposed distal histidine, and Tyr329 of catalytic relevance for substrate positioning at the active site. Aspergilli are ubiquitous environmental fungi. Some species, in particular Aspergillus fumigatus, are responsible for invasive aspergillosis, which is a life-threatening disease for immunocompromised patients. A. fumigatus and A. nidulans metabolized linoleic acid to 8R-HPODE, 10R-hydroperoxyoctadecadienoic acid (10R-HPODE), 5S,8R-dihydroxyoctadecadienoic acid, and 8R,11S-dihydroxyoctadecadienoic acid. When the genomes of certain Aspergilli strains were published, several species showed at least three homologous genes (ppoA, ppoB, ppoC- psi producing oxygenases) to 7,8-LDS and PGHS. Gene deletion identified PpoA as an enzyme with 8-DOX and 5,8-hydroperoxide isomerase activities, designated 5,8-LDS in homology to 7,8-LDS. In the same way, PpoC was identified as a 10-dioxygenase (10-DOX), which converts linoleic acid to 10R-HPODE. 10-DOX differs from LDS, since it dioxygenates linoleic acid at C-10, after hydrogen abstraction at C-8 and double bond migration. 10-DOX was cloned and expressed in insect cells. Leu384 and Val388 were found to be critical for dioxygenation at C-10. Mutation to the homologous residues of 5,8- and 7,8-LDS (Leu384Val, Val388Leu) increased oxygen insertion at C-8. LDS and 10-DOX are fusion proteins with a dioxygenase and a hydroperoxide isomerase (cytochrome P450) domain with a cysteine heme ligand. The P450 domain of 10-DOX lacked the crucial cysteine heme ligand and was without hydroperoxide isomerase activity. LDSs and 10-DOX are newly characterized heme containing fungal dioxygenases, with homology to PGHS of vertebrates. Their metabolites regulate reproduction, development, and act as signal molecules with the host after pathogen attack.

Le travail de cette thèse consiste à mettre au point des gels stimulables à partir d'un polymère hydrosoluble simple : la polyallylamine. Nous avons choisi d'utiliser la réaction réversible entre les acides boroniques et les diols pour former les points de réticulation (esters boroniques). La formation de ces esters boroniques a été étudiée pour deux systèmes modèles composés d'acide 4-carboxyphénylboronique et de cyclopentanediol ou de glucose. La fonctionnalisation de la polyallylamine est effectuée selon deux méthodes : les fonctions phénylboroniques par une réaction d'amidification via un agent de couplage carbodiimide. Les fonctions diol par une réaction d'ouverture du cycle de la gluconolactone. Cette deuxième réaction de greffage peut être réversible à pH élevé. Les mélanges de ces deux polymères permettent la formation de gels réversibles sur une large gamme de pH (pH>6). Cette efficacité de gélification, même à pH neutre, est attribuée à l'effet stabilisateur qu'exercent les fonctions amines du polymère sur les esters boroniques. Il a été également montré que les polymères greffés gluconamide peuvent facilement former des gels en présence de borax. La réaction entre une polyamine et la gluconolactone s'avère être une méthode simple et efficace pour conférer à ce type de polymère un pouvoir viscosifiant important lorsqu'il est combiné avec des dérivés portant des fonctionnalités acides boriques ou boroniques.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2003. / Bibliogr. Publié aussi en version électronique.

No description available.