Effect of Axial Ligand Length on Biological and Anticancer Properties of Axially Disubstituted Silicon Phthalocyanines

In this study, three new axially disubstituted silicon phthalocyanines ( SiPc1–3 ) and their quaternized phthalocyanine derivatives ( QSiPc1–3 ) were prepared and characterized. The biological properties (antioxidant, antimicrobial, antibiofilm, and microbial cell viability activities) of the water-soluble silicon phthalocyanines were examined, as well. A 1 % DMSO diluted with pure water was used as a solvent in biological activity studies. All the compounds exhibited high antioxidant activity. They displayed efficient antimicrobial and antimicrobial photodynamic therapeutic properties against various microorganisms, especially Gram (+) bacteria. Additionally, they demonstrated high antibiofilm activities against S. aureus and P. aeruginosa. In addition, 100 % bacterial reduction was obtained for all the studied phthalocyanines against E. coli viable cells. Besides, the DNA cleavage and binding features of compounds ( QSiPc1–3 ) were studied using pBR322 DNA and CT-DNA, respectively. Furthermore, the human topoisomerase I enzyme inhibition activities of compounds QSiPc1 – 3 were studied. Anticancer properties of the water-soluble compounds were investigated using cell proliferation MTT assay. They exhibited anticarcinogenic activity against the human colon cancer cell line (DLD-1). Compounds QSiPc1 and QSiPc3 displayed a high anticarcinogenic effect on the DLD-1 cell line. The obtained results indicated that all the studied compounds may be effective biological agents and anticancer drugs after further investigations.     

Structure-Activity Relationship of Methyl 4-Aminobenzoate Derivatives as Being Drug Candidate Targeting Glutathione Related Enzymes: in Vitro and in Silico Approaches

A thiol compound, glutathione, is essential for healthy cell defence against xenobiotics and oxidative stress. Glutathione reductase (GR) and glutathione S-transferase (GST) are two glutathione-related enzymes that function in the antioxidant and the detoxification systems. In this study, potential inhibitory effects of methyl 4-aminobenzoate derivatives on GR and GST were examined in vitro. GR and GST were isolated from human erythrocytes with 7.63 EU/mg protein and 5.66 EU/mg protein specific activity, respectively. It was found that compound 1 (methyl 4-amino-3-bromo-5-fluorobenzoate with K_i value of 0.325±0.012 μM) and compound 5 (methyl 4-amino-2-nitrobenzoate with K_i value of 92.41±22.26 μM) inhibited GR and GST stronger than other derivatives. Furthermore, a computer-aided method was used to predict the binding affinities of derivatives, ADME characteristics, and toxicities. Derivatives 4 (methyl 4-amino-2-bromobenzoate) and 6 (methyl 4-amino-2-chlorobenzoate) were estimated to have the lowest binding energies into GR and GST receptors, respectively according to results of in silico studies.     

HPLC-DAD Analysis and Versatile Bioactivities of Turkish Sunflower Honeys Using Chemometric Approaches

Sunflower honey (SH) is bright yellow, fragrant, pollen-flavoured, slightly herbaceous and has a unique taste. The present research aims to examine the enzyme inhibitory, antioxidant, anti-inflammatory, antimicrobial and anti-quorum sensing activities and phenolic compositions of 30 sunflower honeys (SHs) produced from several regions of Turkey with chemometric study. SAH from Samsun exhibited the best antioxidant activity in β-carotene linoleic acid (IC₅₀: 7.33±0.17 mg/mL) and CUPRAC (A_0.50: 4.94±0.13 mg/mL) assays, anti-urease activity (60.63±0.87 %) and anti-inflammatory activity against COX-1 (73.94±1.08 %) and COX-2 (44.96±0.85 %). SHs exhibited mild antimicrobial activity against the test microorganisms while they showed high quorum sensing inhibition zones measured in the range of 42–52 mm against the CV026 strain. The phenolic composition was determined by high performance liquid chromatography with diode array detection (HPLC-DAD) system and levulinic, gallic, p-hydroxybenzoic, vanillic and p-coumaric acids were identified in all studied SHs. The classification of SHs was performed the using PCA and HCA. This study revealed that phenolic compounds and biological properties are effective in classification of SHs according to their geographical origin. The results suggest that studied SHs could be valued as potential agents with versatile bioactivities in oxidative stress-related disease, microbial infections, inflammation, melanoma, and peptic ulcer.     

Synthesis of Schiff Bases and Secondary Amines with Indane Skeleton; Evaluation of Their Antioxidant,Antibiotic, and Antifungal Activities

In this study, Schiff bases were synthesized by utilizing the reaction of 4- and 5-aminoindane with substituted benzaldehydes. After the reduction of isolated Schiff bases with NaBH₄, the corresponding secondary amine derivatives were obtained. The structures of all synthesized molecules were confirmed by ¹H-NMR, ¹³C-NMR, FT-IR, and ESI-MS. Antioxidant activities of all synthesized molecules were investigated by DPPH method, and IC₅₀ values were calculated. In addition, antibacterial activities of targets were investigated by the well diffusion method, and then MIC99 values were calculated. While only four of the sixteen synthesized molecules showed a high level of antioxidant activity, all of the molecules exhibited biological activity against Gram-positive and Gram-negative bacteria to varying degrees. In addition, all the synthesized molecules showed high antifungal activity. In antioxidant capacity studies, the IC₅₀ values of 2-(((2,3-dihydro-1H-inden-5-yl)amino)methyl)-6-methoxyphenol ( 4 d ) and 2-(((2,3-dihydro-1H-inden-4-yl)amino)methyl)-6-methoxyphenol ( 7 d ) were determined to be 18.1 μg and 35.1 μg, respectively, and these values are much stronger than BHT (butylated hydroxytoluene) and BHA (butylated hydroxyanisole) used as positive controls. The fact that targets have the same core structure with different substituents has revealed a good structure-activity relationship.     

Oxide-Based Solid-State Batteries: A Perspective on Composite Cathode Architecture

The garnet-type phase Li₇La₃Zr₂O₁₂ (LLZO) attracts significant attention as an oxide solid electrolyte to enable safe and robust solid-state batteries (SSBs) with potentially high energy density. However, while significant progress has been made in demonstrating compatibility with Li metal, integrating LLZO into composite cathodes remains a challenge. The current perspective focuses on the critical issues that need to be addressed to achieve the ultimate goal of an all-solid-state LLZO-based battery that delivers safety, durability, and pack-level performance characteristics that are unobtainable with state-of-the-art Li-ion batteries. This perspective complements existing reviews of solid/solid interfaces with more emphasis on understanding numerous homo- and heteroionic interfaces in a pure oxide-based SSB and the various phenomena that accompany the evolution of the chemical, electrochemical, structural, morphological, and mechanical properties of those interfaces during processing and operation. Finally, the insights gained from a comprehensive literature survey of LLZO–cathode interfaces are used to guide efforts for the development of LLZO-based SSBs.     

Morphological parameters affecting false lumen thrombosis following type B aortic dissection: a systematic study based on simulations of idealized models

Type B aortic dissection (TBAD) carries a high risk of complications, particularly with a partially thrombosed or patent false lumen (FL). Therefore, uncovering the risk factors leading to FL thrombosis is crucial to identify high-risk patients. Although studies have shown that morphological parameters of the dissected aorta are related to FL thrombosis, often conflicting results have been reported. We show that recent models of thrombus evolution in combination with sensitivity analysis methods can provide valuable insights into how combinations of morphological parameters affect the prospect of FL thrombosis. Based on clinical data, an idealized geometry of a TBAD is generated and parameterized. After implementing the thrombus model in computational fluid dynamics simulations, a global sensitivity analysis for selected morphological parameters is performed. We then introduce dimensionless morphological parameters to scale the results to individual patients. The sensitivity analysis demonstrates that the most sensitive parameters influencing FL thrombosis are the FL diameter and the size and location of intimal tears. A higher risk of partial thrombosis is observed when the FL diameter is larger than the true lumen diameter. Reducing the ratio of the distal to proximal tear size increases the risk of FL patency. In summary, these parameters play a dominant role in classifying morphologies into patent, partially thrombosed, and fully thrombosed FL. In this study, we point out the predictive role of morphological parameters for FL thrombosis in TBAD and show that the results are in good agreement with available clinical studies.

     

Impact of the Error Structure on the Design and Analysis of Enzyme Kinetic Models

The statistical analysis of enzyme kinetic reactions usually involves models of the response functions which are well defined on the basis of Michaelis–Menten type equations. The error structure, however, is often without good reason assumed as additive Gaussian noise. This simple assumption may lead to undesired properties of the analysis, particularly when simulations are involved and consequently negative simulated reaction rates may occur. In this study, we investigate the effect of assuming multiplicative log normal errors instead. While there is typically little impact on the estimates, the experimental designs and their efficiencies are decisively affected, particularly when it comes to model discrimination problems.

     

Zur Photosynthese synchron kultivierterChlorella pyrenoidosa

Zusammenfassung Die in der Zellentwicklung vonChlorella pyrenoidosa auftretenden Schwankungen im CO₂-Gaswechsel zeigen bei sofortiger Messung der photosynthetischen Leistung an Algensedimenten eine Differenz zwischen dem Maximum in der Lichtphase und dem Minimum in der Dunkelphase im Verhältnis von 61. Diese Differenz vergrößert sich bei wiederholter Messung der Photosynthese am gleichen Sediment durch den bei Jungzellen in der ersten Hälfte der Entwicklungsperiode erfolgten starken Photosyntheseanstieg um ein Vielfaches, da die niedrige Photosyntheseleistung der Autosporenmutterzellen in diesem Entwicklungszustand unverändert bleibt.Die beschriebene Methodik ermöglicht es, den Entwicklungszustand der Jungzellen längere Zeit festzuhalten und somit die Abhängigkeit der Photosyntheseschwankungen vom Entwicklungszustand der Algen aufzuzeigen. Diese Schwankungen der Starklichtphotosynthese werden im Zusammenhang mit den beobachteten Fluorescenzänderungen diskutiert.Mit 3 Textabbildungen     

Vergleichende Beobachtungen des stomatären Verhaltens verschiedener Pflanzen in Trockenrasen und Laubwäldern am Alpenostrand

Zusammenfassung Innerhalb der drei unterschiedenen Vegetationseinheiten: Trockenrasen+Felssteppen, Trockenwälder und mesophiler Laubwald wurden die Arten mit Hilfe der Infiltrationsflüssigkeiten Paraffinöl, Alkohol und Xylol auf ihr stomatäres Verhalten während der ganzen Vegetationsperiode untersucht und in die drei Verhaltenstypen starke, schwache und wechselnde Schließtendenz eingeordnet. Um standörtliche Unterschiede herauszuarbeiten, wurde aus den an einem bestimmten Wuchsort während einer bestimmten Zeit an möglichst vielen verschiedenen Pflanzen gewonnenen Infiltrationswerten jeweils ein Infiltrations-Mittelwert gebildet und außerdem, sofern Tages- und Nachtwerte von demselben Wuchsort vorlagen, auch ein Quotient aus (womöglich) höchstem Infiltrations-Mittelwert des Tages durch (womöglich) tiefsten Infiltrations-Mittelwert der Nacht (Q _T Q _N ) gebildet, um damit die Intensität der Spaltenbewegung an verschiedenen Standorten zu erfassen. Es ergab sich im allgemeinen bei trockenem Wetter und an trockenen Standorten ein intensiveres Spaltenspiel mit stärkerer nächtlicher Schließtendenz als bei feuchterem Wetter bzw. an feuchteren Standorten. Ausnahmen werden auf S. 598 erörtert.Was die standörtliche Verteilung der stomatären Verhaltenstypen betrifft, so überwiegen in der untersuchten Vegetation des behandelten Gebietes überall die Arten mit wechselnder Schließtendenz, während solche mit schwacher nächtlicher Schließtendenz im Trockenrasen überhaupt fehlen und auch im Wald nur eine sehr geringe Rolle spielen, im Gegensatz zu feuchteren Gebieten bzw. Standorten. Die Arten mit starker nächtlicher Schließtendenz sind im Trockenrasen verhältnismäßig am häufigsten.     

Saline soils under dryland agriculture in southeastern Saskatchewan (Canada) and possibilities for their improvement

Summary Soil salinization in some areas of southeastern Saskatchewan was discussed from the standpoint of its occurrence in relation to climatic conditions, soil type, topography, and land use.Accumulations of salts resulted from temporary water tables and the capillary movement of water upwards and its subsequent evaporation. Maximum concentrations of salts occurred on the soil surface or in deeper soil layers, depending on the location of the profile with respect to the topographical contour. Salt leaching on the slope was reduced because of water run-off, but was high in the depression due to water accumulation.A comparison between grassland and cultivated land showed a favourable influence of grass on the reduction of surface salinization. These favourable effects may be related to the influence of the vegetational cover on water run-off and water evaporation. It was concluded, that the increase in cultivated land over the years at the expense of grassland and also the summer fallowing practice are contributing factors towards the spreading of soil salinization.Analytical data from saturated extracts are discussed from the viewpoint of concentration and composition. All test locations showed a preponderance of Mg- and SO₄-ions in the salinized samples. SSP values did not exceed 30 per cent. The influence of varying concentrations of these salts on the yields of three cereal crops was tested. The sequence of salt tolerance of barley, wheat, and oats in decreasing order was identical with results reported elsewhere from irrigated plots. Absolute salt concentrations effecting a 50 per cent yield decrease, however, were considerably lower. This was attributed to differences in the environment.

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Zusammenfassung Der Einfluß von Klima, Boden, Topographie und Art der landwirtschaftlichen Nutzung auf die Entstehung von Salzböden im südöstlichen Teil von Saskatchewan (Canada) wurden an Hand von Beobachtungen, Messungen und Analysenmaterial besprochen. Die Untersuchungen erstreckten sich auf ein Gebiet staunasser Geschiebelehmböden mit schwachwelligem Relief. Das Klima des Untersuchungsraumes ist kontinental, kühl-semiarid, mit durchschnittlichen Jahresniederschlägen von 300–500 mm. Die wasserlöslichen Bodensalze des Sättigungsextraktes bestehen hauptsächlich aus Mg-, Ca- und SO₄- und zum geringeren Teil aus Na-Ionen. Die Versalzung ist auf kapillaren Wasseranstieg von temporären und stark schwankenden Grundwasserspiegeln und starke Verdunstung des Wassers oberhalb des Kapillarsaumes zurückzuführen. Profilreihen von der Senke zum Hang lassen einen Bereich der Salzauslaugung in den Senken und einen Bereich der Salzanreicherung in mittlerer und höherer Hanglage erkennen. Maximale Konzentrationen kommen an der Bodenoberfläche oder auch — bei höherer Hanglage — in tieferen Horizonten zur Ausbildung, was durch die verschiedenen Tiefenlagen der herrschenden Kapillarsäume bedingt ist. Oberflächen- und oberflächennahe Bodenversalzungen wirken sich in hohen Ertragsausfällen aus und gefährden damit die Wirtschaftlichkeit mancher landwirtschaftlicher Betriebe. Eine zunehmende Tendenz in der Bodenversalzung, insbesondere im letzten Jahrzehnt, ist von zahlreichen Farmern beobachtet worden.Ein Vergleich zwischen Grünland und Ackerland zeigt, daß unter der ständigen Grasdecke die Oberflächenversalzung geringer ist. Hier treten nicht nur Unterschiede in der Salzkonzentration auf, sondern auch eine Veränderung in der qualitativen Zusammensetzung der wasserlöslichen Salze. Vor allem sei die geringere Konzentration an wasserlöslichem Mg und Na in den Böden unter Gras erwähnt, da diese Kationen von Bedeutung für die Art und Stabilität der Bodenstruktur sind. Physikalische Untersuchungen zeigten eine bessere Wasserdurchlässigkeit der grasbestandenen Flächen, was für die Auslaugung von angereicherten Salzen in der durchwurzelten Bodenschicht von Wichtigkeit ist. Außerdem wird der Oberflächenabfluß von Niederschlagswasser durch eine ständige Vegetationsdecke verringert, wodurch eine flächenmäßig gleichmäßigere Versickerung von Niederschlagswasser im hügeligen Gelände möglich ist. Auf Grund dieser Resultate und der sich in Bezug auf den Grundwasserstand in versalzungsgefährdetem Gebiet ungünstig auswirkenden Brache, wird gefolgert, daß die Zunahme von Ackerland auf Kosten von Grünland und die im zwei- oder dreijährigen Turnus sich wiederholende Brache in ursächlichem Zusammenhang mit der Zunahme der Versalzung stehen.Der Einfluß von verschieden hohen Salzkonzentrationen auf die Erträge von Weizen, Hafer und Gerste wurden mit Resultaten vom U.S. Salinity Laboratory, Riverside verglichen. Hierbei zeigte sich, daß die Reihenfolge der abnehmenden Salztoleranz, nämlich Gerste, Weizen, Hafer, mit derjenigen von Riverside übereinstimmt. Bei einem Vergleich der absoluten Werte der Salzkonzentrationen die einen 50-% igen Ertragsabfall bewirken, lagen die Zahlen für Saskatchewan (dryland) jedoch unter denjenigen von Kalifornien (irrigation). Die Gründe hierfür liegen einmal in der Verschiedenheit der Versuchstechnik und zum anderen darin, daß die durchschnittlichen Gesamtsaugdrücke, die die Pflanzen zur Wasseraufnahme zu überwinden haben, in bewässerten Böden geringer sind als in Böden des semiariden Klimas ohne Bewässerung. Wahrscheinlich ist damit eine Verschiebung des Verhältnisses vom Ertrag zum Versalzungsgrad verbunden. Die Möglichkeit einer Beeinflussung des Pflanzenwuchses durch die z.T. hohen Mg-Ge-halte in den Böden, also eines spezifischen Ionen-Effektes, wurde an Hand von anderen Arbeiten besprochen.

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Part of a dissertation for the Dr. agr. degree at the Justus Liebig-Universität Giessen, 1962