Calcium phosphate cements are produced by the mixing of calcium phosphate powders in an aqueous solution resulting in a low-temperature synthesized hydroxyapatite. They have been used as bone substitutes and drug delivery systems. The present work examined the possibility of a machine-based modification to this process to derive a standardized preparation method of calcium phosphate cements that could be loaded with Pantoprazole. To examine the characteristics of these novel materials, the following analyses of hand- and machine-made cements, with and without Pantoprazole were undertaken: in vitro surface characterization, dissolution, hydroxyapatite conversion, Pantoprazole delivery, as well as in vivo reparative bone formation and particulate degradation. The in vitro surface characterization, dissolution at different pHs, and drug release analyses showed insignificant differences between hand- and machine-prepared cements. However, machine-made cements showed increased hydroxyapatite conversion, decreased dissolution at pH 7.4, and better in vivo outcomes than commercially available bone-substitute particulate biomaterials.

Los conjugados de lípidos y aminoácidos presentan excelentes propiedades tensioactivas, alta biodegradabilidad y baja toxicidad. De entre ellos, los derivados de arginina poseen un amplio espectro de actividad antimicrobiana.Con el objetivo de elucidar el modo de acción de los tensioactivos derivados de arginina, se ha investigado su interacción con modelos de membrana (liposomas y monocapas de fosfolípidos) y se ha evaluado los efectos que causan en Staphylococcus aureus y Escherichia coli. La eficacia antimicrobiana de los tensioactivos derivados de L-arginina previamente sintetizados en nuestro grupo de investigación se ha mejorado. Para ello, se ha preparado quimo-enzimáticamente una nueva familia de derivados de L-arginina, bis(fenilacetilargininas). Finalmente y con el propósito de preparar nuevos posibles agentes antimicrobianos, se ha sintetizado una familia de compuestos anfifílicos, derivados alquilados de D-fagomina, empleando fructosa-6-fosfato aldolasa (FSA) como biocatalizador. / Amino acid lipid conjugates possess excellent surface properties, high biodegradability and low toxicity. Among them, arginine-based surfactants show a broad antimicrobial activity.The mode of action of arginine-based surfactants was investigated. Thus, their interaction with membrane models (liposomes and phospholipid monolayers) and the effects caused on Staphylococcus aureus and Escherichia coli were studiedThe antimicrobial efficacy of the arginine-based surfactants synthesised previously in our research group was improved. To this end, novel bis(phenylacetylarginine) derivatives were prepared chemoenzymatically.Finally and with the aim of preparing novel antimicrobial agents, we prepared a new family of amphiphilic compounds, N-alkylated derivatives of D-fagomine, using fructose-6-phosphaste aldolase (FSA) as biocatalyst.

En vue d'application à l'éclairage ou dans les dispositifs de visualisation à plama, on a étudié la luminescence de l'ion Eu2+ dans les borates BaLnB9O16 (Ln = La, Ce, Gd, Y) et de l'ion Eu3+ dans les diverses phases des systèmes Gd2O3-P2O5 et Y2O3-P2O5. Des informations sur les structures des réseaux-hôtes lorsqu'elles étaient inconnues, ont pu être obtenues par diffraction X et spectroscopie Raman. Pour Ln = Y, Gd, les borates BaLnB9O16:Eu2+ présentent une émission dans le bleu stable...

L'une des caractéristiques des cellules souches mésenchymateuses (MSC) est leur capacité à survivre en conditions hypoxiques et à contribuer au développement tumoral. Le transporteur du glucose-6-phosphate (G6PT) exerce, par ailleurs, un contrôle métabolique contribuant à la mobilisation et à la survie des MSC. Les effets d'un environnement faible en oxygène (1,2% O₂) sur l'expression de G6PT sont inconnus et pourraient expliquer en partie la contribution et le recrutement des MSC au centre d'un foyer tumoral hypoxique. Nous avons découvert que l'expression génique de G6PT ainsi que de la sous-unité catalytique G6PC-3 (β) du système glucose-6-phosphatase sont significativement exprimés, tandis que l'expression des isoformes G6PC-I (α) et G6PC-2 (IGRP) était indétectable. L'environnement hypoxique ainsi que l'hypoxie artificielle induite suite à un traitement au chlorure de cobalt (CoCl₂), induisent à la fois l'expression de G6PT, du facteur de croissance de l'endothélium vasculaire (VEGF), et du facteur inductible hypoxique-l α (HIF-1 α), mais pas de G6PC-3 (β). L'analyse de la séquence promotrice du gène de G6PT révèle la présence de sites potentiels de liaison pour HIF-1 α. Nous démontrons également, à l'aide d'ARN interférant (siRNA) dirigé contre le gène HIF-1 α, que l'induction de G6PT ainsi que de VEGF dans les MSC en conditions de cultures hypoxiques est antagonisée. Finalement, nous avons généré un modèle de MSC exprimant constitutivement HIF-1 α, et avons observé une augmentation significative des niveaux endogènes de l'expression de G6PT ainsi que de la mobilité cellulaire. De plus, nous avons démontré que l'inhibition de la fonction de G6PT par un dérivé de la mumbaïstatine (AD4-015) permettrait ainsi de cibler préférentiellement la mort des cellules possédant un niveau de G6PT élevé. Nos résultats démontrent un axe de régulation métabolique de G6PT dépendant de HIF-1 α. Cet axe contribuerait à la flexibilité métabolique caractérisant les MSC et leur permettrait de survivre dans des conditions telles l'ischémie ou le développement tumoral, caractérisées par l'hypoxie et la privation en nutriments. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Cellules souches mésenchymateuses, Facteur inductible hypoxique-1 α, Transporteur du glucose-6-phosphate, Migration des cellules souches, Tumeur cérébrale.

Avec l'augmentation de la consommation d'énergie, il faut mettre de l'avant tout type d'énergie renouvelable. Cependant, la grande majorité de l'énergie consommée provient des combustibles fossiles, créant une grande quantité de gaz à effet de serre. Les systèmes de stockage permettent d'emmagasiner de l'énergie renouvelable et de pouvoir l'utiliser à bon escient. Plusieurs systèmes ont été développés pour cette fin et l'un d'eux est l'accumulateur (batterie) au lithium. Les accumulateurs lithium-ion sont très présents dans la vie quotidienne, notamment utilisés pour les ordinateurs portables, les téléphones cellulaires, les caméras numériques et les voitures hybrides ou électriques. Les accumulateurs lithium-ion présentent plusieurs avantages incluant une densité d'énergie élevée et une grande sécurité favorisant son utilisation dans les appareils portatifs. Beaucoup de recherches sont effectuées concernant la technologie lithium-ion, dont les matériaux de cathode. De ce lot, le phosphate de fer lithié (LiFePO4) a attiré l'attention de la communauté scientifique et est considéré comme étant l'un des matériaux de la prochaine génération des batteries lithium-ion. Le coût abordable lié à ce composé combiné à la présence abondante de fer contribue à son essor. Le potentiel standard du LiFePO4, ~3,4 V vs. Li/Li+, est plus faible que les matériaux conventionnels comme l'oxyde de cobalt, LiCoO2, mais la présence du fer et la forte liaison phosphate-oxygène sont des facteurs permettant d'accroître les propriétés de sécurité. La particularité de ce composé est la présence de deux phases solides (olivine et hétérosite) lors d'une charge/décharge d'une batterie au lithium. Pour étudier les performances électrochimiques, la méthode utilisée au niveau industriel demeure le cyclage des batteries en mode galvanostatique. Ceci permet d'obtenir la capacité, le nombre d'ampères par gramme de produit par unité de temps. Cependant, le LiFePO4 comporte des limitations autant pour la diffusion des ions de lithium dans sa structure que du transport de charge pour la réaction. Il est nécessaire d'ajouter un matériau conducteur, par exemple du carbone, pour s'assurer de la conductivité électronique lors de la préparation d'une électrode composite. La diminution de la taille des particules améliore la conductivité ionique en diminuant la distance à parcourir lors de la diffusion de Li+ dans la structure. Les performances électrochimiques du matériau actif dépendent aussi de la composition et de la structure de l'électrode composite de la batterie électrochimique. Dans le cadre de ce projet, une nouvelle méthode analytique a été développée pour déterminer la capacité de charge du composé LiFePO4, à la demande de l'industrie. Cette méthode nécessite l'utilisation d'un système électrochimique à trois électrodes d'électrolyse totale. L'oxydation de l'olivine LiFePO4 vers la phase hétérosite FePO4 s'effectue dans une solution organique (carbonate de propylène et LiPF6) avec la présence d'un médiateur redox, le 10-méthylphénothiazine (MPT). Le médiateur redox qui a été préalablement oxydé, possède un potentiel pouvant oxyder les particules de LiFePO4 en suspension et assure le transport de charge à l'électrode de travail. La quantité de charges injectée dans la solution est directement liée à la capacité de charge du matériau. Cette méthode permet donc l'analyse rapide pour obtenir la capacité de charge du LiFePO4, et pouvant être utilisée de façon routinière dans le milieu de l'industrie. Pour démontrer l'efficacité et la stabilité de la cellule électrochimique, une série d'analyses ont été effectuées, prouvant la reproductibilité de la méthode avec un écart-type relatif de 6.8%. Avec le même système électrochimique, au moins dix analyses d'un même échantillon peuvent être évaluées, sans observer une diminution de l'efficacité du signal. La versatilité de la technique a été démontrée par un emploi de divers échantillons. Les échantillons utilisés possèdent des valeurs de capacités différentes, des tailles de particule variées et avec/sans revêtement de carbone. Tous ces échantillons ont pu être analysés par cette méthode, ce qui n'est pas le cas pour la méthode standard employant les batteries électrochimiques. L'aptitude de cette technique à pouvoir être utilisée pour des particules sans revêtement de carbone est très avantageuse pour les analyses en industries. Les nanoparticules peuvent aussi être analysées par cette méthode, ce qui est difficile lors d'une préparation d'une électrode composite. Il faut souvent rajouter du carbone pour s'assurer de la connectivité entre les particules. Les valeurs émanant de la méthode développée ont été comparées avec la technique conventionnelle utilisée autant en industrie qu'en recherche, soit le cyclage galvanostatique de batteries au lithium. Les résultats obtenus par la méthode utilisant un médiateur redox démontrent une valeur de capacité supérieure à ceux observés par les batteries électrochimiques. Cela concorde avec les attentes, puisque le médiateur redox en solution recouvre et réagit complètement avec les particules de LiFePO4 et permet la délithiation complète, ce qui n'est pas observé pour les batteries où la capacité dépend de la structure et de la composition de l'électrode. La caractérisation effectuée par diffraction des rayons X et spectroscopie infrarouge à réflexion totale atténuée sur la poudre récoltée à la fin de l'électrolyse a été effectuée et démontre seulement la présence de la phase hétérosite à la fin de l'électrolyse, confirmant l'oxydation complète du produit de départ. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Batterie lithium-ion, Cathode, LiFePO4, 10-méthylphénothiazine, Électrolyse totale, Capacité de charge

La presente tesis doctoral (i.e., “New developments in calcium phosphate bone cements: approaching spinal applications”) aporta nuevos conocimientos en el campo de los cementos óseos de fosfato de calcio (CPBCs) en relación a su aplicación clínica en el campo de la cirugía vertebral mínimamente invasiva. La hipótesis central de esta investigación fue formulada en los siguientes términos: “Los cementos apatíticos pueden ser (si se optimizan) una alternativa mejor (debido a sus propiedades de fraguado, endurecimiento y bioactividad) a los actuales cementos poliméricos utilizados en vertebroplastia y cifoplastia”. En este sentido, la presente tesis doctoral ha investigado nuevas soluciones para obtener cementos apatíticos con: (a) mejores propiedades mecánicas (Cap. 2); (b) capacidad para desarrollar macroporosidad abierta e interconectada (Cap. 3); (c) mejor estabilidad y reactividad química (Cap. 4 & 5); (d) óptimas propiedades de biocompatibilidad y osteogénicas (Cap. 6, 7 & 8); y (e) mejores propiedades de inyectabilidad (Cap. 7). Además, en esta tesis se ha investigado la aplicación de los ultrasonidos a la monitorización del fraguado inicial de cementos de base cerámica con el objetivo de relacionar la evolución de las propiedades acústicas con las características de inyectabilidad de estos cementos (Cap. 9 &10). El Capítulo 2 muestra que las propiedades mecánicas, de trabajabilidad y de fluidez de los cementos apatiticos pueden mejorarse con la adición de superplastificantes en la fase líquida de los cementos. Los resultados muestran que estos aditivos pueden mejorar la inyectabilidad inicial de los cementos sin afectar a su resistencia mecánica final. El Capítulo 3 muestra que la adición de cristales de sulfato de calcio dihidratado (CSD) a la fase en polvo de un cemento de base alfa-fosfato tricálcico (α-TCP) puede modular la formación de macroporosidad durante su fraguado. Las propiedades resultantes del fraguado de estos nuevos cementos bifásicos son debidas a la disolución del α-TCP y a la precipitación de una matriz de cristales entrecruzados de hidroxiapatita deficiente en calcio (CDHA) que contiene porosidad homogéneamente distribuida gracias a la disolución pasiva de la fase de CSD. Estos cementos bifásicos mostraron resistencias mecánicas adecuadas para la aplicación en hueso trabecular. El Capítulo 4 trata sobre la problemática del proceso de fabricación de la fase reactiva principal de los cementos apatíticos, i.e. del α-TCP (α- Ca3(PO4)2). Los resultados muestran que si la relación calcio-fosforo (Ca/P) de la mezcla reactiva inicial se desvía de la relación estequiométrica Ca/P=1.50 entonces los cementos resultantes poseen malas propiedades de fraguado y de endurecimiento. Estas desviaciones ocurren fácilmente durante el proceso de sinterización del α-TCP cuando los reactivos de mezcla utilizados varían su pureza de un lote a otro. En estos casos el α- TCP obtenido produce cementos no-reactivos, i.e. que no fraguan ni endurecen. El Capítulo 5 plantea nuevas soluciones para controlar y mejorar la reactividad química del α-TCP. En este sentido, se han estudiado nuevas soluciones sólidas sinterizadas del tipo (3.CaO-1.P2O5)1-x(FeO)x con el objetivo de reemplazar al reactivo α-TCP en las actuales formulaciones de CPBCs. Los resultados muestran que la modificación del α-TCP con hierro permite recuperar la reactividad química de cementos no-reactivos de base α-TCP con una mejora adicional de las propiedades de fraguado y reológicas de los cementos resultantes. El Capítulo 6 centra su atención sobre la citocompatibilidad de las nuevas formulaciones de cementos (investigadas en los Caps. 3-5). Los resultados mostraron que los nuevos cementos de fosfato de calcio modificados con hierro (IM-CPCs) poseen características apropiadas de citocompatibilidad ya que la adhesión y la viabilidad celular no fueron afectadas con el tiempo de cultivo por la concentración de hierro. El Capítulo 7 hace referencia a nuevas aproximaciones para mejorar la inyectabilidad de los cementos óseos de base α-TCP. Los resultados demostraron que la adición de nanopartículas de óxido de hierro en la fase en polvo de un cemento de base α-TCP mejora la inyectabilidad inicial y también la resistencia máxima a compresión del cemento sin afectar a sus reacciones físico-químicas de fraguado ni a su citocompatibilidad. El Capítulo 8 se centra sobre el carácter de citocompatibilidad, biocompatibilidad y osteogénico de los nuevos cementos bifásicos porosos/modificados con hierro (estudiados en los Caps. 3-7). Los resultados demostraron que los cementos bifásicos formulados a base de CSD y α-TCP modificado con hierro poseen la habilidad de favorecer la colonización celular in vitro y proporcionan aposición ósea firme in vivo. Se concluye que estas nuevas formulaciones tienen características de cito- y biocompatibilidad de interés como biomaterial para la sustitución/reconstrucción del tejido óseo esponjoso en aplicaciones de cirugía vertebral tales como la vertebroplastia o la cifoplastia. En el Capítulo 9 y en el Capítulo 10 se aproximan los ultrasonidos como una técnica fiable para caracterizar las propiedades iniciales de fraguado de materiales de tipo cemento. Esta técnica no-destructiva permite monitorizar el fraguado del cemento en su totalidad. Los resultados obtenidos relacionan las propiedades acústicas y de material con factores experimentales del proceso de fabricación y con características reológicas. Se concluye que la monitorización ultrasónica del fraguado de cementos óseos puede contribuir a establecer protocolos prácticos adecuados para su inyección mediante técnicas de cirugía mínimamente invasivas en cirugía vertebral. Finalmente, el Capítulo 11 presenta un resumen de los resultados más relevantes de esta investigación. / This thesis is aimed at contributing to close the gap between the research conducted on the field of calcium phosphate bone cements (CPBCs) and their specific spinal clinical use. The main working hypothesis was formulated as follows: “Apatitic cements could be (after further optimization) an alternative or better option (due to its natural setting, hardening and bioactive properties) to the present use of polymeric cements in vertebroplasty and kyphoplasty”. In this regard, this thesis has approached new solutions to obtain apatitic bone cements (ABCs) with: (a) improved mechanical properties (Chapter 2); (b) the ability to develop open-interconnected macroporosity (Chapter 3); (c) improved chemical reactivity and stability (Chapter 4 & 5); (d) suitable biocompatible and osteogenic properties (Chapter 6, 7 & 8); and (e) improved injectability properties (Chapter 7). Moreover, this thesis has also approached ultrasound in order to monitor the early setting stages of ceramic based bone cements to link acoustic and material properties with some intrinsic cement-injectability features (Chapter 9 & 10). Chapter 2 showed that workability, flowing and mechanical properties of ABCs can be improved by adding superplasticizers to the liquid cement phase. The results indicated that superplasticizers can be used to improve the injectability and the strength of apatitic bone cements. Chapter 3 showed that calcium sulfate dihydrate (CSD) crystals can be added into the cement powder phase to modulate the macroporosity of the cement during its setting. This was proved with an alpha-tricalcium phosphate (α-TCP) bone cement. The setting properties of the new biphasic cements resulted from the progressive dissolution-precipitation of α-TCP into calcium-deficient hydroxyapatite (CDHA) crystals and the passive dissolution of the CSD phase, which render porosity homogeneously distributed into an entangled matrix of CDHA crystals. The biphasic cements showed suitable strength for trabecular bone applications. Chapter 4 focused the manufacturing process of α-TCP (α-Ca3(PO4)2), the main cement reactant of most commercial ABCs. It has been shown that if calcium-to-phosphorous (Ca/P) ratio deviated from Ca/P=1.50, the resulting cements had worse setting and hardening properties. These deviations can result from sintering if reactives are not pure from batch to batch; in this case the α-TCP shows no-cement reactivity at all. Chapter 5 approached new solutions to control and improve the chemical reactivity of the α-TCP phase. In this sense, new solid solutions like (3.CaO-1.P2O5)1-x(FeO)x were investigated to replace the α-TCP of the present CPBCs. The results showed that iron modification of α-TCP recovered the chemical reactivity of unreactive α-TCP cements with even better setting and rheological end-cement properties. Chapter 6 focused the attention into the cytocompatibility of the new cement formulations (investigated previously; chapters 3-5). It is showed that the new iron-modified calcium phosphate cements (IM-CPCs) have cytocompatible features (i.e. cells’ adhesion and viability were not affected with culturing time by the iron concentration dose). Chapter 7 concerned a new approach to improve the injectability of α-TCP based bone cements. It has been shown that the addition of iron oxide nanoparticles into the powder phase of α-TCP based cement improved both, the initial injectability and maximum compressive strength of the cement without affecting their physico-chemical setting reactions and their cytocompatibility. Chapter 8 pointed to the cytocompatibility, the biocompatibility and the osteogenic character of new biphasic porous/iron-modified cements (investigated previously; chapters 3-7). The results showed that biphasic cements made of CSD and iron-modified α-TCP had the ability to support cellular colonization in vitro and lead firm bone binding in vivo. It is concluded that these new formulations has cyto- and biocompatible features of interest as further cancellous bone replacement biomaterial for spinal surgery applications such as vertebroplasty or kyphoplasty. Chapter 9 & 10 approached ultrasound as more reliable characterisation technique of the early setting properties of bone cement-like materials than the Gillmore needles standard. This non-destructive technique allowed monitoring the whole setting period of experimental calcium sulphate and calcium phosphate bone cements. The results linked acoustic and material properties with the experimental factors studied and with cement flowing features. It is expected that, after further optimization, ultrasound monitoring should help, in combination with recent approaches that measure certain injectability characteristic for calcium-based bone cements (CBC’s), to set up good practice protocols for CBC’s injection during minimally invasive surgery. Finally, Chapter 11 presents a summary of the major findings of this thesis.

This essay discuss if Bronze Age cult houses were present at Gotland during the Bronze Age. Bronze Age cult houses are a well know phenomenon on mainland Sweden but because of inventory problems no Bronze Age cult houses have been found on Gotland. The main reason for the inventory problems are the Iron Age house foundations that are present in a large number on Gotland, the cult houses and the Iron Age houses have some design details that makes them difficult to separate from each other. In this essay a number of criteria are presented to help separate cult houses from the Iron Age house foundations. Three criteria’s regarding cult houses on Gotland is also presented in this essay. Two house foundations that PhD student Joakim Wehlin, University of Gothenburg and Gotland University, found in Vallstena parish, Gotland, are presented in this essay. This two house foundations have design details that separate them from Iron Age houses and their location in the landscape suggest that they are not typical Iron Age houses. During the investigation of the Vallstena houses a phosphate mapping, a inventory of the houses and their surroundings and a mapping of the houses and their surroundings were performed to help determined the function of the houses.

RNA backbone is biologically important with many roles in reactions and interactions, but has historically been a challenge in structural determination. It has many atoms and torsions to place, and often there is less data on it than one might wish. This problem leads to both random and systematic error, producing noise in an already high-dimensional and complex distribution to further complicate data-driven analysis. With the advent of the ribosomal subunit structures published in 2000, large RNA structures at good resolution, it became possible to apply the Richardson laboratory's quality-filtering, visualization, and analysis techniques to RNA and develop new tools for RNA as well. A first set of 42 RNA backbone rotamers was identified, developed, and published in 2003; it has since been thoroughly overhauled in conjunction with the backbone group of the RNA Ontology Consortium to combine the strengths of different approaches, incorporate new data, and produce a consensus set of 46 conformers. Meanwhile, extensive work has taken place on developing validation and remodeling tools to correct and improve existing structures as well as to assist in initial fitting. The use of base-phosphate perpendicular distances to identify sugar pucker has proven very useful in both hand-refitting and the semi-automated process of using RNABC (RNA Backbone Correction), a program developed in conjunction with Dr. Jack Snoeyink's laboratory. The guanine riboswitch structure ur0039/1U8D, by Dr. Rob Batey's laboratory, has been collaboratively refit and rerefined as a successful test case of the utility of these tools and techniques. Their testing and development will continue, and they are expected to help to improve RNA structure determination in both ease and quality. / Dissertation

<p>Apoptosis is a form of programmed cellular "suicide" which is activated in response to a variety of pro-death stimuli. Apoptotic cell death is orderly and energy-dependent, and cellular constituents are packaged into membrane-bound vesicles for consumption by phagocytes. Toxic intracellular signals are never exposed to neighboring cells or to the extracellular environment, and a host inflammatory response does not occur. Apoptosis is executed by the coordinated activation of caspase family proteins. Caspase-2 is an apical protease in this family, and promotes cell death after receipt of cues from intracellular stressor signals. Caspase-2 helps to initiate apoptosis by responding to cellular death stimuli and signaling for downstream cytochrome c release and executioner caspase activation.</p><p> Several years ago our lab determined that Xenopus laevis oocyte death is partly controlled by the activation of caspase-2. In the setting of oocyte or egg extract nutrient depletion, caspase-2 was observed to be activated upstream of mitochondrial cytochrome c. In fact, caspase-2 is suppressed in response to the nutrient status of the oocyte: nutrient-replete oocytes with healthy pentose phosphate pathway flux and abundant NADPH production are able to inhibit caspase-2 via S135 phosphorylation catalyzed by calcium/calmodulin-dependent protein kinase II. Phosphorylation of caspase-2 at S135 is critical in preventing oocyte cell death, and a caspase-2 mutant unable to be phosphorylated loses its ability to respond to suppressive NADPH signals. </p><p> In this dissertation we examine the converse mechanism of metabolically-regulated caspase-2 activation in the Xenopus egg extract. We now show that caspase-2 phosphorylated at S135 binds the interactor 14-3-3 zeta, thus preventing caspase-2 dephosphorylation. Moreover, we determined that S135 dephosphorylation is catalyzed by protein phosphatase-1, which directly binds caspase-2. Although caspase-2 dephosphorylation is responsive to metabolism, neither PP1 activity nor binding is metabolically regulated. Rather, release of 14-3-3 zeta from caspase-2 is the point of metabolic control and allows for caspase-2 dephosphorylation. Accordingly, a caspase-2 mutant unable to bind 14-3-3 zeta is highly susceptible to activation. Although this mechanism was initially established in Xenopus, we now demonstrate similar control of murine caspase-2 by phosphorylation and 14-3-3 binding in mouse eggs. </p><p> In the second part of this dissertation we examine the paradigm of caspase-2 metabolic regulation in a mammalian somatic cell context. We observed that mammalian caspase-2 is a metabolically-regulated phosphoprotein in somatic cells, and that the site of regulation is caspase-2 S164. Phosphorylation at S164 appears to inhibit mammalian caspase-2 by preventing its induced proximity oligomerization, thus also preventing procaspase-2 autocatalytic processing. We further identify some of the molecular machinery involved in S164 phosphorylation and demonstrate conservation with the validated Xenopus regulators. Interestingly, we extend the findings of caspase-2 phosphorylation to a study of ovarian cancer, and show that caspase-2 S164 phosphorylation might be involved in determining cancer cell chemosensitivity. We further provide evidence that chemosensitivity can be modulated by the cellular metabolic status in a caspase-2-dependent manner. Thus, we have identified a novel phosphorylation site on mammalian caspase-2 in somatic cells, and are working further to understand the implications of caspase-2 signaling in the context of cancer cell responsiveness to chemotherapeutic treatments.</p> / Dissertation

This thesis investigates the high frequency discharging characteristics of the lithium iron phosphate battery. The investigation focuses on effects of the high-frequency current on the dischargeable capacity of the battery. Included are the current profiles of triangle, saw-tooth, and trapezoidal waves, which are produced from commonly used DC-DC converters. Experimental results show that the current with the higher frequency has less dischargeable capacity. On the other hand, the converter current resonating into and out from the battery results the additional losses. The possible reasons that affect the discharged capacities are explained by the equivalent circuit of the battery.