Chemistry Commons^™

A Monoadduct Generating Ru(Ii) Complex Induces Ribosome Biogenesis Stress And Is A Molecular Mimic Of Phenanthriplatin, Richard Joseph Mitchell, Sarah M. Kriger, Alexander D. Fenton, Dmytro Havrylyuk, Ankit Pandeya, Yang Sun, Tami Smith, Jason E. Derouchey, David K. Heidary, Edith C. Glazer

Markey Cancer Center Faculty Publications

Ruthenium complexes are often investigated as potential replacements for platinum-based chemotherapeutics in hopes of identifying systems with improved tolerability in vivo and reduced susceptibility to cellular resistance mechanisms. Inspired by phenanthriplatin, a non-traditional platinum agent that contains only one labile ligand, monofunctional ruthenium polypyridyl agents have been developed, but until now, few demonstrated promising anticancer activity. Here we introduce a potent new scaffold, based on [Ru(tpy)(dip)Cl]Cl (tpy = 2,20:60,200-terpyridine and dip = 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) in pursuit of effective Ru(II )-based monofunctional agents. Notably, the extension of the terpyridine at the 40 position with an aromatic ring resulted in a molecule that …

Computational Investigation Of A Series Of Small Molecules As Potential Compounds For Lysyl Hydroxylase-2 (Lh2) Inhibition, Yazdan Maghsoud, Erik Antonio Vázquez-Montelongo, Xudong Yang, Chengwen Liu, Zhifeng Jing, Juhoon Lee, Matthew Harger, Ally K. Smith, Miguel Espinoza, Hou-Fu Guo, Jonathan M. Kurie, Kevin N. Dalby, Pengyu Ren, G. Andrés Cisneros

Markey Cancer Center Faculty Publications

The catalytic function of lysyl hydroxylase-2 (LH2), a member of the Fe(II)/αKG-dependent oxygenase superfamily, is to catalyze the hydroxylation of lysine to hydroxylysine in collagen, resulting in stable hydroxylysine aldehyde-derived collagen cross- links (HLCCs). Reports show that high amounts of LH2 lead to the accumulation of HLCCs, causing fibrosis and specific types of cancer metastasis. Some members of the Fe(II)/αKG-dependent family have also been reported to have intramolecular O2 tunnels, which aid in transporting one of the required cosubstrates into the active site. While LH2 can be a promising target to combat these diseases, efficacious inhibitors are still lacking. We …

Polycomb Deficiency Drives A Foxp2-High Aggressive State Targetable By Epigenetic Inhibitors, Fan Chen, Aria Byrd, Jinpeng Liu, Robert M. Flight, Tanner Ducote, Kassandra J. Naughton, Xiulong Song, Abigail R Edgin, Alexsandr Lukyanchuk, Danielle T. Dixon, Christian M. Gosser, Dave-Preston Esoe, Rani Jayswal, Stuart H. Orkin, Hunter N. B. Moseley, Chi Wang, Christine Fillmore Brainson

Markey Cancer Center Faculty Publications

Inhibitors of the Polycomb Repressive Complex 2 (PRC2) histone methyltransferase EZH2 are approved for certain cancers, but realizing their wider utility relies upon understanding PRC2 biology in each cancer system. Using a genetic model to delete Ezh2 in KRAS-driven lung adenocarcinomas, we observed that Ezh2 haplo-insufficient tumors were less lethal and lower grade than Ezh2 fully-insufficient tumors, which were poorly differentiated and metastatic. Using three-dimensional cultures and in vivo experiments, we determined that EZH2-deficient tumors were vulnerable to H3K27 demethylase or BET inhibitors. PRC2 loss/inhibition led to de-repression of FOXP2, a transcription factor that promotes migration and stemness, and FOXP2 …

Synthesis And Characterization Of Polymer Grafted Nanoparticles, Eric Gerald Ruzicka

Theses and Dissertations

This dissertation focuses on the design, synthesis, and characterization of well controlled interfaces on nanoparticle surfaces. Reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization was used to synthesize block copolymers and polymer grafted silica nanoparticles (PGNs) with precise control over molecular weight, graft density, and architectures.

In the first chapter, polymer molecular weights were determined through diffusion ordered spectroscopy NMR (DOSY NMR) as an alternative to size exclusion chromatography (SEC). Polymer standards of known molecular weight were analyzed through DOSY to obtain their respective diffusion coefficients. A calibration curve was generated correlating diffusion coefficients with polymer molecular weights. The reliability of the …

Histidine Enhances The Anticancer Effect Of Gemcitabine Against Pancreatic Cancer Via Disruption Of Amino Acid Homeostasis And Oxidant—Antioxidant Balance, Narendra Kumar, Satyanarayana Rachagani, Gopalakrishnan Natarajan, Alexandra Crook, Thiyagarajan Gopal, Vinothkumar Rajamanickam, Jyoti B. Kaushal, Sirpu N. Nagabhishek, Robert Powers, Surinder K. Batra, Viswanathan Saraswathi

Robert Powers Publications

Simple Summary: Amino acid metabolism is aberrantly altered in pancreatic cancer (PC). Evidence suggests that circulating histidine (His) levels are low in PC. However, the role of His in modulating the progression of PC remains unknown. We determined the role of His in altering the therapeutic effectiveness of gemcitabine (Gem) against PC. We provide evidence that the expression of histidine ammonia lyase (HAL), an enzyme involved in His catabolism, is greatly increased in mouse and human pancreatic tumors. We show that combining His with Gem led to enhanced cytotoxic effects against aggressive PC cell lines. Our metabolomics analysis revealed that …

Multiplatform Untargeted Metabolomics, Micah J. Jeppesen, Robert Powers

Robert Powers Publications

Metabolomics samples like human urine or serum contain upwards of a few thousand metabolites, but individual analytical techniques can only characterize a few hundred metabolites at best. The uncertainty in metabolite identification commonly encountered in untargeted metabolomics adds to this low coverage problem. A multiplatform (multiple analytical techniques) approach can improve upon the number of metabolites reliably detected and correctly assigned. This can be further improved by applying synergistic sample preparation along with the use of combinatorial or sequential non-destructive and destructive techniques. Similarly, peak detection and metabolite identification strategies that employ multiple probabilistic approaches have led to better annotation …

Exploring The Complementarity Of Measures Of Instructional Practices, Lu Shi, Robert M. Erdmann, Anthony Pellegrini, Victoria Johnson, Binh Le, Trina Popple, Zachary Nelson, Molly Undersander Gaston, Marilyne Stains

Department of Chemistry: Faculty Publications

The assessment of instructional quality has been and continues to be a desirable, yet difficult endeavor in higher education. The development of new teaching evaluation frameworks along with instruments to measure various aspects of teaching practices holds promise. The challenge rests in the implementation of these frameworks and measures in authentic settings. Part of this challenge is for instructors, researchers, and administrators to parse through and select a meaningful set of tools from the plethora of existing instruments. In this study, we aim to start clarifying the landscape of measures of instructional practice by exploring the complementarity of two existing …

ศักยภาพของตัวทำละลายผสมสามชนิด Amp-Pz-Mdea สำหรับการดักจับคาร์บอนหลังการเผาไหม้, โศภิตา อันประเสริฐ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ศึกษาสมรรถนะของตัวทำละลายผสม AMP-PZ-MDEA นำไปเปรียบเทียบกับตัวทำละลายดั้งเดิม 30 wt.% MEA ในเชิงพฤติกรรมการตกตะกอนเพื่อหาค่าความจุการดูดซึมคาร์บอนไดออกไซด์สูงสุดที่ไม่ทำให้ตัวทำละลายผสมตกตะกอน ความหนาแน่น ความหนืด ความจุการดูดซึมคาร์บอนไดออกไซด์ สัมประสิทธิ์การถ่ายโอนมวลรวม ประสิทธิภาพการกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ อัตราการคืนสภาพเริ่มต้น และภาระทางความร้อนในการคืนภาพ จากผลการศึกษาการตกตะกอนพบว่าการเพิ่มความเข้มข้นของ AMP PZ และ MDEA ทำให้มีความจุสูงสุดก่อนตกตะกอนลดลง เมื่อศึกษาความหนาแน่นและความหนืดในช่วงอุณหภูมิ โดยความหนาแน่นมีค่าใกล้เคียงกับ 30 wt.% MEA ในส่วนของความหนืดพบว่าค่าความหนืดที่สูงที่สุดยังอยู่ในช่วงที่สามารถนำไปใช้งานได้ การศึกษาความจุการดูดซึมพบว่า อัตราส่วนความเข้มข้น 5/10/5 AMP-PZ-MDEA มีความจุการดูดซึมคาร์บอนไดออกไซด์สูงสุดสูงกว่าตัวทำละลายดั้งเดิม 30 wt.% MEA 38.46 % การศึกษา KGav และประสิทธิภาพการกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ พบว่า 5/30/5 AMP-PZ-MDEA มีสมรรถนะดังกล่าวสูงที่สุด ซึ่ง KGav สูงกว่า 30 wt.% MEA 2.42 เท่า และประสิทธิภาพการกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์สูงกว่า 30 wt.% MEA 14.08 % การศึกษา อัตราการคืนสภาพเริ่มต้น พบว่า 10/5/5 AMP-PZ-MDEA สูงกว่าตัวทำละลายดั้งเดิม 30 wt.% MEA 7.28 เท่า และมีภาระทางความร้อนในการคืนสภาพต่ำกว่า 30 wt.% MEA 48.40 % จากการการประเมินศักยภาพของตัวทำละลายของตัวทำละลายผสมในเชิงเชิงสัมพัทธ์ของตัวทำละลายผสม (SP) พบว่า 5/30/5 AMP−PZ−MDEA เหมาะสมที่สุดและวิธีการหาค่าที่เหมาะสม แบบหลายฟังก์ชั่นจุดประสงค์ (Optimization) พบว่า ทั้ง 4 อัตราส่วน สามารถรำไปใช้งานได้ในความต้องการที่แตกต่างกัน

การเพิ่มพูนความสามารถในการลดคาร์บอนไดออกไซด์ของโครงข่ายโลหะ-อินทรีย์ภายใต้รังสีมองเห็นได้, รังสิมันตุ์ จันทนโอ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้นำเสนอการเพิ่มพูนความสามารถในการลดคาร์บอนไดออกไซด์ของวัสดุโครงข่ายโลหะ-อินทรีย์ (Metal-Organic Frameworks, MOFs) ภายใต้รังสีมองเห็นได้โดยเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอน (Hydrocarbon Compounds) โดยวัสดุที่ใช้คือ UiO-66 (Universitetet i Oslo) เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยแสง (Photocatalyst) ซึ่งประกอบด้วยเซอร์โคเนียม (Zr) เป็นแกนโลหะ เเละกรดเทเรฟทาลิก (Terephthalic acid) เป็นลิแกนด์ (ligand) เนื่องจาก UiO-66 มีการดูดซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เเละดูดกลืนรังสีมองเห็น (Visible light) ต่ำจึงได้มีการปรับปรุง 3 กลยุทธ์คือ 1. เปลี่ยนชนิดลิแกนด์เป็น เอมีน 2-อะมิโนเทเรฟทาลิก (2-Aminoterephthalic acid, H2ATA) 2. ดัดแปลงโครงสร้างด้วยกรด (acid modification) เเละ 3. รีดิวซ์แกรฟีนออกไซด์/UiO-66(Zr) คอมโพสิต โดย 3 กลยุทธ์ช่วยเพิ่มความสามารถในการเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอน การดูดกลืนรังสีช่วงมองเห็นได้ เเละการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ โดยในงานวิจัยมีการทดลองวัสดุ 4 รูปแบบคือ NH2-UiO-66(Zr), NH2-UiO-66(Zr) Acid modification, NH2-UiO-66(Zr)/rGO และ NH2-UiO-66(Zr) Acid modification/rGO โดยในการทดสอบการลดคาร์บอนไดออกไซด์ภายใต้รังสีมองเห็นได้พบว่าได้เปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนคือฟอร์เมต (formate) โดยได้ปริมาณดังนี้ 69.5, 60.1, 78.9, เเละ 63.9 µmol g-1 h-1 ตามลำดับ โดยพบว่า NH2-UiO-66(Zr)/rGO ได้ผลิตภัณฑ์สูงที่สุดที่ 78.9 µmol g-1 h-1

โปรตีนเข้มข้นจากโครงไก่: การเตรียมและการใช้ในผลิตภัณฑ์นักเก็ต, ชนากานต์ มณฑาทิพย์กุล

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาภาวะที่เหมาะสมสำหรับการสกัดโปรตีนจากโครงไก่ เพื่อเตรียมโปรตีนเข้มข้นและนำมาศึกษาสมบัติทางเคมีกายภาพและสมบัติเชิงหน้าที่ของโปรตีนเข้มข้นจากโครงไก่และศึกษาผลของการเติมโปรตีนเข้มข้นต่อคุณภาพและเนื้อสัมผัสของผลิตภัณฑ์นักเก็ตไก่ ผลการศึกษาการสกัดโปรตีนด้วยสารละลายด่างที่ค่าความเป็นกรด-ด่าง 8.5 - 11.5 และระยะเวลาในการสกัด 30 - 300 นาที ด้วยวิธีพื้นผิวตอบสนองและการออกแบบการทดลองแบบส่วนผสมกลางพบว่าสมการการทำนายผลตอบสนองประสิทธิภาพในการผลิตโปรตีนเข้มข้นมีความเหมาะสมในการอธิบายความสัมพันธ์และทำนายค่าของตัวแปรอิสระให้มีความสัมพันธ์กับผลตอบสนองที่ต้องการ โดยค่าสัมประสิทธิ์การถดถอย (Regression coefficient) ของตัวแปรอิสระมีความสัมพันธ์กับประสิทธิภาพในการผลิตโปรตีนเข้มข้นในระบบฐานแห้ง (Dry basis) รวมถึงค่าสัมประสิทธิ์การตัดสินใจมีค่ามากกว่า 0.80 และมีค่า Root Mean Square Error (RMSE) ต่ำหมายความว่าค่าความแตกต่างเฉลี่ยกำลังสองระหว่างค่าที่ได้จากการทำนายกับค่าที่ได้จากการทดลองมีค่าต่ำ เมื่อพิจารณาค่า Adjusted r–Squared พบว่ามีค่าใกล้เคียงกับค่าสัมประสิทธิ์การตัดสินใจ การทำนายภาวะการสกัดโปรตีนจากโครงไก่จากการกำหนดเกณฑ์ของค่าประสิทธิภาพในการผลิตโปรตีนเข้มข้นสูงที่สุดพบว่าภาวะค่าความเป็นกรด-ด่างเท่ากับ 10.15 และระยะเวลาในการสกัดเท่ากับ 185 นาที เป็นภาวะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการสกัดโปรตีนจากโครงไก่ โดยค่าผลตอบสนองที่ได้จากการทำนายจากสมการมีความแตกต่างจากค่าที่ได้จากการทดลองเท่ากับ 12.67% เมื่อนำโปรตีนเข้มข้นที่ผลิตในภาวะที่เหมาะสมที่สุดมาทดสอบความสามารถในการอุ้มน้ำและค่าความสามารถในการเกิดอิมัลชันพบว่ายังมีความสามารถในการอุ้มน้ำต่ำกว่าเนื้อไก่ส่วนขาและส่วนอก (p < 0.05) จึงนำโปรตีนเข้มข้นมาพัฒนาสมบัติเชิงหน้าที่พบว่าการพัฒนาโปรตีนเข้มข้นด้วยกระบวนการปรับปรุงด้วยเกลือ ฟอสเฟตและความดันและการปรับปรุงด้วยเกลือ ฟอสเฟตและส่วนผสม (โปรตีนถั่วเหลืองไอโซเลท แป้งข้าวสาลี แป้งมันสำปะหลัง) และความดันส่งผลให้โปรตีนเข้มข้นมีความสามารถในการเกิดอิมัลชันและความสามารถในการคงตัวของอิมัลชันสูงกว่าโปรตีนเข้มข้นจากโครงไก่ที่ไม่ผ่านการปรับปรุงอยู่ในช่วงระหว่าง 6.03 - 12.27% และ 4.93 - 6.83% ตามลำดับ รวมถึงมีความสามารถในการละลายที่ดีกว่าเนื้อไก่ในช่วง pH เท่ากับ 6 - 7 เมื่อนำโปรตีนเข้มข้นเติมลงในผลิตภัณฑ์นักเก็ตไก่จะเห็นได้ว่าการเติมโปรตีนเข้มข้นที่สัดส่วนเท่ากับ 12.50% ส่งผลทำให้นักเก็ตไก่มีค่า Hardness, Gumminess และ Chewiness สูงกว่าสูตรปกติระหว่าง 3899.44 - 4324.59, 2676.22 - 3243.04 และ 2363.65 - 3011.87 g-force ในขณะที่ปริมาณโปรตีนและค่าสีของตัวอย่างนักเก็ตไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ (p ≥ 0.05) เมื่อเทียบกับสูตรควบคุม นอกจากนี้การใช้โปรตีนเข้มข้นมีส่งผลให้ประสิทธิภาพในการผลิตสูงกว่าสูตรปกติ โดยประสิทธิภาพในการผลิตของสูตรเติมโปรตีนเข้มข้นปรับปรุงด้วยเกลือ ฟอสเฟตและส่วนผสม (โปรตีนถั่วเหลืองไอโซเลท แป้งข้าวสาลี แป้งมันสำปะหลัง) และความดันมีค่าสูงที่สุดเท่ากับ 136.43% แต่อย่างไรก็ตามเมื่อพิจารณาจากต้นทุนในระดับ Commercial production scale พบว่าการเติมโปรตีนเข้มข้นด้วยกระบวนการปรับปรุงด้วยเกลือ ฟอสเฟตและความดันมีต้นทุนการผลิตต่ำที่สุด รวมถึงมีปริมาณโปรตีนและคุณภาพด้านสีไม่แตกต่างจากสูตรปกติ จึงเลือกโปรตีนเข้มข้นด้วยกระบวนการปรับปรุงด้วยเกลือ ฟอสเฟตและความดันเป็นกระบวนการปรับปรุงที่ดีที่สุด โดยในระยะเวลา 1 เดือนจะสามารถผลิตนักเก็ตไก่จากโปรตีนเข้มข้นได้ทั้งหมด 1250 กิโลกรัมและสามารถลดต้นทุนการผลิตได้ที่ 175 บาทต่อเดือน

Analysis Of Multi-Drug Resistant Mycobacterium Tuberculosis Using Split Deoxyribozymes, Abryana Fergus

Electronic Theses and Dissertations, 2020-2023

Globally, tuberculosis, a disease caused by the species of Mycobacterium tuberculosis (Mtb) complex, stands as a leading cause of death from a single infectious agent. Even though antituberculous drugs are available, treatment is challenging due to antibiotic resistance associated with point mutations in the bacterial genome. Resistance to the first-line antibiotics – rifampin and isoniazid – results in multidrug-resistant tuberculosis (MDR) requiring a more complicated treatment regimen. Timely and accurate identification of drug-resistant TB cases can help prescribe the most effective treatment and prevent the spread of infection. This research aims to develop an assay to discern multi-drug resistant forms …

A Developmental Investigation Of Separation And Analysis Of Molecular Mass 302 Da Polyaromatic Hydrocarbons Using High Performance Liquid Chromatography And Chiral Stationary Phase, James Janesko

Electronic Theses and Dissertations, 2020-2023

High molecular weight – polycyclic aromatic hydrocarbons (HMW-PAH) are often found where air, water, and soil are subject to higher levels of industrial pollutants. These molecules are environmentally concerning due to their carcinogenic, mutagenic, and tumorigenic propensities. Furthermore, the isomers in this family are challenging to separate due to similar retention parameters, spectroscopic fingerprints, and mass spectral patterns. The primary purpose of this dissertation is to expand on the methodology for separation and analysis of the molecular mass 302 Da six-ring isomers using High Performance Liquid Chromatography. Retention behaviors of 21 commercially available isomers in synthetic mixture were collected via …

The Future Of Alternative Energy? Simulating Methyl Stearate Pyrolysis Via Molecular Dynamic Processes, Sarah J. Adeoye

Graduate Theses/Dissertations

The process of extracting and refining crude oil is both expensive and environmentally hazardous. The synthesis of biodiesel sourced from vegetable oils is a renewable process and less hazardous to the environment. Therefore, we seek to understand the pyrolysis procedure at an atomic level in hopes of optimizing future fuel viability. Herein, I analyze methyl stearate (a component of biodiesel) using an in-house database of ab initio trajectories, each simulating 1.0 ps (with 1.0 fs resolution). These jobs were observed for significant bond-breaking/forming events, the type of fragments produced, and the exact position and time for each event. Statistical analysis …

Transport And Plugging Performance Evaluation Of A Novel Re-Crosslinkable Microgel Used For Conformance Control In Mature Oilfields With Super-Permeable Channels, Adel Alotibi, T. Song, Baojun Bai, Thomas P. Schuman

Geosciences and Geological and Petroleum Engineering Faculty Research & Creative Works

Preformed particle gels (PPG) have been widely applied in oilfields to control excessive water production. However, PPG has limited success in treating opening features because the particles can be flushed readily during post-water flooding. We have developed a novel micro-sized Re-crosslinkable PPG (micro-RPPG) to solve the problem. The microgel can re-crosslink to form a bulk gel, avoiding being washed out easily. This paper evaluates the novel microgels' transport and plugging performance through super-permeable channels. Micro-RPPG was synthesized and evaluated for this study. Its storage moduli after fully swelling are approximately 82 Pa. The microgel characterization, self-healing process, transportation behavior, and …

Functionalizing Metal-Organic Super-Containers (Moscs) For Selective Anion Recognition, Hanying Li

Dissertations and Theses

Anions are ubiquitous in Nature and play critical roles in both chemistry and biology. Biologically important molecules like enzymes, DNA, and ATP (adenosine triphosphate) are either anionic or contain negatively charged regions. Inorganic anions such as Cl- and HCO3- play essential roles in various physiological, environmental, and technological processes. Compared to cations, anions have larger ionic radii and more diffuse charge distribution, resulting in weaker electrostatic interactions. Developing synthetic receptors for controlled anion recognition is vital but poses significant challenges. Recent decades have shown remarkable progress in anion recognition, yielding diverse synthetic receptors with promising binding abilities. However, traditional approaches …

Electronic Structure And Molecular Geometries Of Metal Complexes With Dft And Multireference Method, Rina Bhowmick

Dissertations and Theses

Metal complexes are ubiquitous for their diverse applications including catalysis, sensing, medicine, and environmental applications. For effective use of metal complexes, understanding their electronic structure is essential. In most cases, molecules can be represented as a single electron configuration. However, in some cases, especially transition metal and actinide complexes, multireference electronic structures are observed. This is because the valence d (and f) orbitals in metals are often nearly degenerate, leading to close-lying energy states and the subsequently more frequent presence of multiconfigurational electronic structures. The traditional approach to modeling these systems is to use density functional theory to optimize the …

Molecular Biofilm Inhibitors On Noble Metal Surfaces, Mahamadu Tiah Mahama

Dissertations and Theses

Biofilms are the state microorganisms on surfaces which negatively impact many of processes taking place on them. For example, most microbial infections are attributed to biofilm forma- tion, with bacteria in biofilms exhibiting an antibiotic resistance several orders of magnitude than planktonic bacteria. Therefore, developing antibiofilm agents and understanding their mechanism of inhibition is essential. Citrate functionalized gold nanoparticles are well known for their an- tibiofilm properties. Recently, hybrid bisphosphonate polyoxovanadate gold nanoparticles showed a great potential to inhibit both gram-negative and gram-positive bacteria biofilm formation. How- ever, it is unknown how this species interacts with the metal surface, its …

Structural And Functional Modulation Of Metal-Organic Supercontainers (Moscs) And Their Applications In Supramolecular Catalysis, Shrijana Dc

Dissertations and Theses

Metal-organic supercontainers (MOSCs), a breakthrough development in our laboratory since 2012, have emerged as promising enzyme mimics, showcasing their prowess in encapsulating guest molecules and catalyzing confined chemical reactions. The intrigue surrounding MOSCs stems from their extraordinary traits, encompassing multiple binding domains, high stability, large surface area, tunable pore size, and structural modularity. Primarily comprising sulfonylcalix[4]arenes, divalent metal ions, and carboxylate linkers, MOSCs' quintessential architecture comprises both endo- and exo- nano-cavities, amenable to guest interaction, with geometry and functionality manipulation achievable through precise precursor selection. Nonetheless, early MOSC models exhibit limited reactivity, often necessitating more potent nucleophiles or electrophiles. This …

Discovery Of Acetyl Coa Synthetase And Sars-Cov-2 Protease Inhibitors, Taiwo Elijah Esan

Graduate Research Theses & Dissertations

There is an urgent need for new antifungal drugs. Acetyl CoA synthetases (ACSs) are Acyl-CoA/NRPS/Luciferase (ANL) superfamily enzymes that couple acetate with CoA to generate acetyl CoA, a key component of central carbon metabolism in eukaryotes and prokaryotes. Normal mammalian cells are not dependent on ACSs, while tumor cells, fungi, and parasites rely on acetate as a precursor for acetyl CoA. Consequently, ACSs have emerged as a potential drug target. This body of work focuses on the inhibition of the Acetyl CoA synthetase enzyme in fungal species. This work has involved designing and synthesizing compounds that are potential fungal ACS1 …

Materials And Interfaces Of Electrochemical Energy Storage And Conversion, Siyuan Gao

Graduate Research Theses & Dissertations

Batteries with higher energy density and safe properties are demanded in modern society. This dissertation comprehensively studies the materials and interfaces of electrochemical energy storage and conversion for lithium-sulfur (Li-S) batteries as well as aqueous zinc-manganese dioxide (Zn-MnO2) batteries to fundamentally meet the renewable energy demands.This dissertation is divided into 2 sections. The first section (chapter 2-4) describes the electrodes and electrolyte modification for Li-S batteries. Specifically, chapter 2 describes sulfur cathodes’ modification by utilization of Fe3O4 and Nitrogen(N)-doped carbon cloth as sulfur host. Results show that synergistic effects of Fe3O4 and N-carbon bring strong adsorption toward lithium polysulfide and …

Authigenic Iron Is A Significant Component Of Oceanic Labile Particulate Iron Inventories, Laura E. Sofen, Olga A. Antipova, Kristen N. Buck, Salvatore Caprara, Lauren Chacho, Rodney J. Johnson, Gabriella Kim, Peter Morton, Daniel C. Ohnemus, Sara Rauschenberg, Peter N. Sedwick, Alessandro Tagliabue, Benjamin S. Twining

OES Faculty Publications

Particulate phases transport trace metals (TM) and thereby exert a major control on TM distribution in the ocean. Particulate TMs can be classified by their origin as lithogenic (crustal material), biogenic (cellular), or authigenic (formed in situ), but distinguishing these fractions analytically in field samples is a challenge often addressed using operational definitions and assumptions. These different phases require accurate characterization because they have distinct roles in the biogeochemical iron cycle. Particles collected from the upper 2,000 m of the northwest subtropical Atlantic Ocean over four seasonal cruises throughout 2019 were digested with a chemical leach to operationally distinguish labile …

Switch-On Luminescent Sensing Of Unlabelled Bacterial Lectin By Terbium(Iii) Glycoconjugate Systems, Karolina Wojtczak, Eva Zahorska, Ian J. Murphy, Finnja Koppel, Gordon Cooke, Alexander Titz, Joseph P. Byrne

Articles

Interactions of lectins with glycoconjugate-terbium(III) self-assembly complexes lead to sensing through enhanced lanthanide luminescence. This glycan-directed sensing paradigm detects an unlabelled lectin (LecA) associated with pathogen P. aeruginosa in solution, without any bactericidal activity. Further development of these probes could have potential as a diagnostic tool.

Potential Interactions Between Diatoms And Bacteria Are Shaped By Trace Element Gradients In The Southern Ocean, Alexa R. Sterling, Laura Z. Holland, Randelle M. Bundy, Shannon M. Burns, Kristen N. Buck, P. Dreux Chappell, Bethany D. Jenkins

OES Faculty Publications

The growth of diatoms in the Southern Ocean, especially the region surrounding the West Antarctic Peninsula, is frequently constrained by low dissolved iron and other trace metal concentrations. This challenge may be overcome by mutualisms between diatoms and co-occurring associated bacteria, in which diatoms produce organic carbon as a substrate for bacterial growth, and bacteria produce siderophores, metal-binding ligands that can supply diatoms with metals upon uptake as well as other useful secondary compounds for diatom growth like vitamins. To examine the relationships between diatoms and bacteria in the plankton (diatom) size class (> 3 mu m), we sampled both …

Atmospheric Input And Seasonal Inventory Of Dissolved Iron In The Sargasso Sea: Implications For Iron Dynamics In Surface Waters Of The Subtropical Ocean, Peter N. Sedwick, Bettina M. Sohst, K. N. Buck, S. Caprara, R. J. Johnson, D. C. Ohnemus, L. E. Sofen, A. Tagliabue, B. S. Twining, Tara E. Williams

OES Faculty Publications

Constraining the role of dust deposition in regulating the concentration of the essential micronutrient iron in surface ocean waters requires knowledge of the flux of seawater-soluble iron in aerosols and the replacement time of dissolved iron (DFe) in the euphotic zone. Here we estimate these quantities using seasonally resolved DFe data from the Bermuda Atlantic Time-series Study region and weekly-scale measurements of iron in aerosols and rain from Bermuda during 2019. In response to seasonal changes in vertical mixing, primary production and dust deposition, surface DFe concentrations vary from ∼0.2 nM in early spring to >1 nM in late summer, …

Global Oceanic Diazotroph Database Version 2 And Elevated Estimate Of Global N2 Fixation, Zhibo Shao, Yangchun Xu, Hua Wang, Weicheng Luo, Lice Wang, Yuhong Huang, Nona Sheila R. Agawin, Ayaz Ahmed, Mar Benavides, Mikkel Bentzon-Tilia, Ilana Berman-Frank, Hugo Berthelot, Isabelle C. Biegala, Mariana B. Bif, Antonio Bode, Sophie Bonnet, Deborah A. Bronk, Mark V. Brown, Lisa Campbell, Ya-Wei Luo

OES Faculty Publications

Marine diazotrophs convert dinitrogen (N₂) gas into bioavailable nitrogen (N), supporting life in the global ocean. In 2012, the first version of the global oceanic diazotroph database (version 1) was published. Here, we present an updated version of the database (version 2), significantly increasing the number of in situ diazotrophic measurements from 13 565 to 55 286. Data points for N₂ fixation rates, diazotrophic cell abundance, and nifH gene copy abundance have increased by 184 %, 86 %, and 809 %, respectively. Version 2 includes two new data sheets for the nifH gene copy abundance of non-cyanobacterial …

Computational Studies Of The Effects Of Substitutions On Silatranes And Ring Strain Energies, As Well As Determination Of Aromaticity And Complexation In Polypnictogen Analogues Of The Cyclooctatetraenyl Dianion, Alexander Stuart Pixler

Graduate Research Theses & Dissertations

The work in this dissertation computationally examines four areas involving variations on archetype molecules and how they affect reactivity and physical properties. Studies in Chapters 2 and 3 assess substituent effects on cyclic systems, while those in Chapters 4 and 5 explore both partial and complete substitution of ring component atoms as well as the chemical implications of the substitution.The effect of substituents on molecular reactivity is a critical concept that affects every branch of chemistry. Previous work within our group showed that 1-hydridosilatrane was an effective and selective reducing agent for a variety of compounds. Fully 3,3,7,7,10,10-substituted silatranes have …

The Discovery And Characterization Of Novel Potent 5-Substituted 3, 3’, 4’, 7-Tetramethoxyflavonoid Dna Triplex Specific Binding Ligands, Vanessa Marie Rangel

University of the Pacific Theses and Dissertations

Chemotherapy works by killing fast dividing cells. Unfortunately, these drugs are not specific to cancer tissue and can damage normal cells. Chemotherapy is like taking poison and hoping it kills the cancer cells before it kills you. As an alternative, many researchers have investigated the use of antigene therapy to selectively target cancer causing genes to avoid off target effects. Although promising, the theory is limited by the stability of the triplex structure. Here, we report the discovery of potent triplex binding ligands derived from the natural product quercetin. Chemical derivatives of 5-substituted 3, 3’, 4’, 7-tetramethoxyquercetin derivatives were characterized …

Strengthening The Interpretation Of Glass And Paint Evidence Through The Study Of Random Frequency Of Occurrence And Analytical Information, Lauryn C. Alexander

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

Glass and paint particles are frequently discovered at crime scenes as valuable trace evidence. Often, these fragments are transferred from a crime scene to a victim or person-of-interest, and can subsequently be evaluated, analyzed, and classified according to their physical and optical measurements, and chemical properties, each of which can provide important information to the analyst to assist in the determining if a recovered particle is distinguishable or indistinguishable from a known source. Moreover, these minute materials can provide information about how the events took place, leading to the reconstruction of crime scenes and the identification of valuable clues for …

Enantioselective Dearomatization Facilitated By Non-Covalent Interactions Of N-Heterocyclic Carbene Catalysts And Pyridinium Salts, Jack A. Patterson

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

Dihydropyridines are a practical organic scaffold commonly used for their pharmaceutical properties. Nucleophilic dearomatization of pyridines has proven to be a useful method in obtaining dihydropyridines. By using N-heterocyclic carbene (NHC) organocatalysts, dihydropyridines can be synthesized with high regioselectivity of the 1,4 regioisomer over the 1,2- regioisomer but often with low enantioselectivity. By incorporating non-covalent interaction contact points, we hypothesize that enantioselectivity can be enhanced. By synthesizing numerous NHCs, each proposed to exhibit a different type of non-covalent interaction (i.e., hydrogen bonding or ion pairing), an understanding of the secondary interactions within this reaction system can be studied and …

Analysis Of ‘Touch’ Dna Recovered From Metal Substrates: An Investigation Into Cfdna-Metal Interactions And The Efficacy Of Different Collection Techniques On Dna Yield, Jessica E. Thornton

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

While several improvements have been made in recent years to optimize the recovery of ‘touch’ DNA, relatively little research has been conducted to understand the relationship between ‘touch’ DNA and the binding affinity of that DNA to metal surfaces, specifically those with a significant copper presence. Furthermore, characterization of cell-free DNA (cfDNA) and its contribution to ‘touch’ samples and those cfDNA-metal interactions from objects commonly identified at crime scenes (cartridge casings, knives, doorknobs) have been lacking. Research has identified the tendency of copper ions to intercalate with DNA helices, resulting in sample degradation among other damaging conformational changes; however, while …