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Víctor Hugo Soto Tellini Visiting Professor
No full textDal 1995 anno in cui la Dott.ssa Aida Jover, componente del gruppo di ricerca GI-1598 “Chimica Supramolecolare e Chimica Fisica dei Colloidi” dell'Università di
Santiago de Compostela in Lugo, diretto dal Prof. José Vázquez Tato, visitò il Dipartimento di Chimica dell'Università “La Sapienza”, presso il Gruppo “Soft Matter
Systems: Structure and Properties” diretto all'epoca dal Prof. E. Giglio e attualmente dal Profesor N. V. Pavel, sono state frequenti le occasioni in cui membri di un
gruppo si sono integrati temporaneamente nell'altro. Così, il Dott. Luciano Galantini ha trascorso tre periodi in Spagna, ciascuno di un mese, negli anni 2002-2004,
la dottoranda Mercedes Alvarez è stata nel periodo Ottobre-Dicembre 2004 a Roma e, di recente, il Professor Vázquez Tato ha visitato “La Sapienza”, impartendo
un Seminario nel Dipartimento di Chimica. Questo scambio di visite ha portato a quattro pubblicazioni [1-4] e un nuovo manoscritto è in fase di preparazione.
In questo contesto si colloca la proposta di visita del Professor Victor Hugo Soto Tellini, che sebbene sia Professore Titolare dell'Università del Costa Rica, sta
sviluppando il suo lavoro nel laboratorio del Prof. Vázquez Tato in Spagna dal 2000, e vi permarrà ancora per un periodo non inferiore ad un anno.
Uno dei principali argomenti di ricerca del gruppo romano riguarda la caratterizzazione strutturale degli aggregati micellari dei sali biliari. Questi sali costituiscono
un'importante classe di anfifili ionici biologici coinvolti in processi di aggregazione e solubilizzazione di grande interesse biomedico. In particolare essi danno luogo
alla formazione di aggregati micellari attraverso i quali sciolgono e trasportano nel sistema epato bilare, importanti composti scarsamente solubili in acqua come il
colesterolo, la bilirubina, i fosfolipidi e gli acidi grassi. La determinazione della struttura degli aggregati micellari dei sali biliari e della loro sensibilità a variabili
termodinamiche come la composizione e la temperatura, costituiscono un tema di ricerca di interesse considerevole. Questo argomento è stato dettagliatamente
studiato dal gruppo di questo ateneo negli ultimi anni e costituisce tuttora una delle sue principali linee di ricerca. Tale ricerca è basata essenzialmente sullo studio
delle fasi cristalline, delle fibre e delle soluzioni di sali biliari attraverso numerose tecniche sperimentali come la diffrazione di raggi-X su cristallo singolo e fibra, lo
scattering di raggi-x a basso angolo, lo scattering statico e dinamico della luce laser,l'extended x-ray absorption fine structure, il dicroismo circolare, la risonanza
magnetica nucleare classica e in gradiente di campo magnetico pulsato, la risonanza di spin elettronico, la potenziometria, la conduttometria e la spettroscopia
dielettrica.
Lo studio dei sali biliari ha costituito un importante argomento di ricerca anche per il gruppo del prof. Vazquez Tato. Di recente, nell'ambito di questa ricerca, il
gruppo si sta distinguendo per una notevole capacità per il disegno e la sintesi di nuovi derivati di sali biliari. Brevemente, possiamo dire che questi nuovi derivati
mostrano un incremento enorme delle proprietà dei sali biliari tradizionali. Così, misure di tensione superficiale, mostrano, ad esempio, che alcuni composti hanno
valori di concentrazione micellare critica bassissimi (2 mM) e strutture fino ad ora mai rilevate in sali biliari non modificati.
Il progetto che si intende sviluppare durante la visita del professor Soto Tellini sarà incentrato sulla caratterizzazione chimico fisica degli aggregati di questi
derivati. Essenzialmente saranno effettuate e interpretate misure di DLS e SAXS per la determinazione di numeri di aggregazione, raggi idrodinamici e geometria
degli aggregati nelle soluzioni acquose di questi derivati. Attraverso l'interpretazione integrata di queste tecniche si tenterà inoltre di caratterizzare le interazioni
interparticellari. I prodotti sintetizzati in Spagna saranno messi a disposizione dal Prof Soto Tellini. Essi presentano la formula generale dei sali biliari con
sostituenti di diversa grandezza e natura come gruppi alchilici, arilici o derivati di ciclodestrine al posto di alcuni ossidrili o idrogeni. Durante la sua visita il Prof.
Soto Tellini terrà, inoltre, alcuni seminari sulla modificazione chimica di derivati di steroidi. Tali seminari sono da considerarsi di estremo interesse sia per scopi
didattici sia per l'attività scientifica di ricercatori impegnati nella preparazione di anfifili di interesse biomedico come quelli finalizzati al trasporto e rilascio di
farmaci. Questo argomento estremamente attuale è sviluppato da molti gruppi all'interno dell'intero ateneo.
Referimenti
1. D'Archivio, A. A.; Galantini, L.; Giglio, E.; Jover, A. Langmuir 1998, 14(17), 4776-4781.
2. Tellini, V. H. S.; Jover, A.; Galantini, L.; Meijide, F.; Tato, J. V. Acta Crystallographica, Section B: Structural Science 2004, B60(2), 204-210.
3. Tellini, Victor Hugo Soto; Jover, Aida; Garcia, Jorge Carrazana; Galantini, Luciano; Meijide, Francisco; Tato, Jose Vazquez.
Journal of the American Chemical Society 2006, 128(17), 5728-5734.
4. Tellini, Victor Hugo Soto; Jover, Aida; Galantini, Luciano; Pavel Nicolae Viorel; Meijide, Francisco; Tato, Jose Vazquez.
A New Lamellar Structure Formed by an Adamantyl Derivative of Cholic Acid
Journal of Physical Chemistry B, (2006)Dip. Chimic
EXAFS and molecular dynamics studies of ionic solutions
Full text linkThis paper focuses on recent advances in the X-ray absorption spectroscopy (XAS) analysis of ionic solutions. The asymmetry of radial distribution functions g(r) associated with the solvent molecules surrounding the ions has to be taken into account to perform a reliable structural analysis. Molecular dynamics (MD) simulations provide reliable g(r)'s which can be used as starting models in the XAS data analysis. The combined MD-XAS investigation reduces meaningfully the indetermination of the structural parameters, especially for coordination numbers and Debye-Waller factors. Double-electron excitation channels can be present in the XAS spectra of ionic solutions and they have to be accounted for in the background extraction. The ability of the XAS technique to probe three-body correlation functions in ionic solutions with the aid of MD g(r1, r2, θ) has been shown. The analysis of the low-k region of the spectra allows the detection of a weak but significant hydrogen structural signal. The XAS technique is especially well suited to determine the detailed shape of the nearest-neighbor peak in the atom-atom pair correlation functions of disordered systems. The information that they contain about the short-range atom-atom pairwise interactions can be very helpful for specifying and properly modifying model potentials used in MD simulations
Double-electron excitation channels at the Ca2+K-edge of hydrated calcium ion
No full textTo investigate the effect of multielectron transitions on the EXAFS data analysis at the Ca K-edge, we collected spectra of Ca2+ in aqueous solution. The anomalous peaks detected in the experimental data have been assigned to the simultaneous excitations of the [1s3p] and [1s3s] electrons. An accurate determination of the hydration geometry of the Ca2+ ion has been performed. The hydrogen atoms have also been included in the EXAFS data analysis, and a Ca−H distance of 3.10 Å has been obtained. The influence of multielectron excitations on the quantitative extraction of the structural parameters from the EXAFS spectrum has been investigated. Omission of double-electron excitation edges from the atomic background significantly worsens the quality of the EXAFS fits and results in unreliable values of the Ca−O coordination number and Debye−Waller factor. A proper determination of the coordination geometry of calcium compounds can be obtained only if multiexcitations effects are accounted for
Comment on "Two-Dimensional NMR study on the structures of micelles of sodium taurocholate"
No full textA polemic. The paper "Two-Dimensional NMR Study on the Structures of Micelles of Sodium Taurocholate" by N. Funasaki et al. (2004) demands some remarks that, in the authors opinion, throw doubts on the conclusions of this article. The authors do not want to pursue this polemic, even because they believe that these remarks are sufficient to promote a reinterpretation of the NMR and GFC data, at least. On the other hand, the conclusions are unwarranted and the optimistic sentence (see the Abstr. and also p 442) "Thus, a novel NMR method in surfactant chem. has provided the first step to resolve the 20-years debate about the structures of dimers and micelles of TC." is unfounded in their opinion
About the albumin structure in solution: cigar Expanded form versus heart Normal shape
No full textA structural comparison between the Normal and the Expanded isomers of the human serum albumin has been carried out by using small angle X-ray scattering (SAXS) and light scattering (LS) techniques. Geometrical bodies, recovered structures (GA_STRUCT code) and rigid body modeling (CRYSOL and BUNCH software) were used to obtain low-resolution 3D structures from one-dimensional scattering patterns. These restored shapes were also exploited to perform a correlation between SAXS and LS data. By attempting a detailed description of globular and unfolded protein structures in solution, we tried to propose a suitable approach to follow the path of folding/unfolding processes and to isolate and characterize possible partially folded intermediate states
Human Serum Albumin Unfolding: A Small-Angle X-ray Scattering and Light Scattering Study
No full textWe report a study on the unfolding behavior of the most abundant protein contained in plasma, the fatted and defatted human serum albumin, in denaturing conditions induced by guanidine hydrochloride. Low-resolution three-dimensional structures are reconstructed from the one-dimensional (1D) small-angle X-ray scattering patterns, and they are correlated with the parameters obtained from static and dynamic light scattering experiments. The unfolding process is pointed out by both ab initio and rigid body fitting methods which highlight a stepwise evolution of the protein structure toward open conformations. The superpositions of the 3D structures provided independently by the two methods show very good agreements. The hydrodynamic radii estimated for the protein best fitting conformations are in satisfactory agreement with the experimental ones. The results show that the unfolding process is consistent with previous spectroscopic studies which suggest a multistep unfolding pathway. In particular, a scheme in which domains III and II are opened in sequence and the presence of two intermediates are evidenced is presented
EXAFS - A NEW APPROACH TO THE STRUCTURE OF MICELLAR AGGREGATES
No full textA helical model was previously proposed for sodium (NaDC) and rubidium (RbDC) deoxycholate micellar aggregates in
aqueous solutions. SAXS, NMR, ESR, and CD meehurements verified the helical model. Here we report an EXAFS study
by the spherical wave formalism on the coordination of the Rb' ions in the crystal, macromolecular fiber, and micellar aqueous
solution of RbDC together with measurements carried out on rubidium oxalate (crystal and aqueous solution). The results
show that the Rb" ions of the micellar aggregates have the same (or very similar) peculiar coordination as that inside the
helices of the crystal and macromolecular fiber. Moreover, their coordination remarkably differs from that observed in the
aqueous solutions of rubidium oxalate, where the situation would be similar to that of a classical micelle. Thus, the helical
model is unquestionably confirmed
Possible models for the polyethylene hexagonal phase
No full textHigh-pressure high-temp. crystd. polyethylene [9002-88-4] has a 2-atom helical conformation with internal rotation angles near 180, which satisfy the known parameters and packing requirements of the hexagonal phase without invoking disordered models
Development and validation of an integrated computational approach for the study of ionic species in solution by means of effective two-body potentials. The case of Zn2+, Ni2+, and Co2+ in aqueous solutions
No full textIn this paper we have developed an effective computational procedure for the structural and dynamical investigation of ions in aqueous solutions. Quantum mechanical potential energy surfaces for the interaction of a transition metal ion with a water molecule have been calculated taking into account the effect of bulk solvent by the polarizable continuum model (PCM), The effective ion-water interactions have been fitted by suitable analytical potentials, and have been utilized in molecular dynamics (MD) simulations to obtain structural and dynamical properties of the ionic aqueous solutions, This procedure has been successfully applied to the Co2+-H2O open-shell system and, for the first time, Co-oxygen and Co-hydrogen pair potential functions have been determined and employed in MD simulations. The reliability of the whole procedure has been assessed by applying it also to the Zn2+, and Ni2+ aqueous solutions, and the structural and dynamical properties of the three systems have been calculated by means of MD simulations and have been found to be in very good agreement with experimental results, The structural parameters of the first solvation shells issuing from the MD simulations provide an effective complement to extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) experiments
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