In my search of microbial source of novel enzymes, a marine actinomycetes, A1460, producing haloperoxidase was isolated from macroalgae from south sea, Korea and studied for physiological and biochemical properties. The haloperoxidation reaction was followed by the bromination of phenol red in the presence of hydrogen peroxide and potassium bromide. The haloperoxidase was partially purified from the cell extract with $35\sim75%$ ammonium sulfate precipitation, High-Q anion exchange chromatography, gel filtration chromatography, hydroxyapetite chromatography and hydrophobic interaction chromatography to a yield of 42% and purification fold of 70. This enzyme showed relatively high heat stability without losing 50% of activity after 1 hr incubation at $60^{\circ}C$. The highest activity was found at $45^{\circ}C$, and the optimal pH was about pH 7, but higher stability was observed at pH 8. Azide and cyanide ion showed strong inhibition at less than 1 $\mu M$ level suggesting that the enzyme was Fe ion dependent haloperoxidase.
During start up and shut down of a proton exchange membrane fuel cells (PEMFC), the performance and lifetime of PEMFC were reduced. In this study, effect of startup and shutdown were investigated in dead-end type PEMFC using oxygen as a cathode gas with polarization curve, impedance spectroscopy (EIS), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). Dummy load which eliminates residual hydrogen and oxygen during startup and shutdown operation should be applied to mitigated the degradation of PEMFC performance. At 50% relative humidity (RH) under the repetitive on/off cycling, the cell performance decayed faster than at 100% RH because of corrosion of the cathode carbon support. Water suppling into cell reduced the degradation rate of dead-end type PEMFC during start up and shut down cycling at 50% RH.
The crystal structures of sparteinium tetrachlorocuprate monohydrate $[(C_{15}H_{28}N_2)CuCl_4{\cdot}H_2O]$, 1 and sparteinium tetrabromocuprate monohydrate $[(C_{15}H_{28}N_2)CBr_4{\cdot}H_2O]$, 2, were determined. The structures of 1 [orthorhombic, $P2_12_12_1$, a = 8.3080(10) ${\AA}$, b = 14.6797(19) ${\AA}$ and c = 16.4731(17) ${\AA}$], and 2 [orthorhombic, $P2_12_12_1$, a = 8.4769(7) ${\AA}$, b = 15.166(3) ${\AA}$ and c = 16.679(3) ${\AA}$], are composed of a doubly protonated sparteinium cation, $[C_{15}H_{28}N_2]^{2+}$, a discrete $CuX_4^{2-}$ anion $(X=Cl^-\;or\;Br^-)$, and one water molecule. These monomeric compounds are stabilized through various types of hydrogen bonding interaction in their packing structures. Crystal 2 exhibits weak anti-ferromagnetism (J = -3.24 $cm^{-1}$) as opposed to the magnetically isolated paramagnetism observed for 1. The results of comparative magneto-structural investigations of 1 and 2 suggest that the pathway for the weak anti-ferromagnetic super-exchange in 2 might be through a Cu-Br${\cdots}$Br-Cu contact.
Cyclic AMP receptor-like protein (Clp), is known to be a global transcriptional regulator for the expression of virulence factors in Xanthomonas campestris pv. campestris (Xcc). Sequence analysis showed that Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) contains a gene that is strongly homologous to the Xcc clp. In order to determine the role of the Clp homolog in Xoo, a marker exchange mutant of $clp_{xoo4158}$ was generated. Virulence and virulence factors, such as the production of cellulase, xylanase, and extracellular polysaccharides (EPS) and swarming motility were significantly decreased in the $clp_{xoo4158}$ mutant. Moreover, the mutation caused the strain to be more sensitive to hydrogen peroxide and to over-produce siderophores. Complementation of the mutant restored the mutation-related phenotypes. Expression of $clp_{xoo4158}$, assessed by reverse-transcription realtime PCR and clp promoter activity, was significantly reduced in the rpfB, rpfF, rpfC, and rpfG mutants. These results suggest that the clp homolog, $clp_{xoo4158}$, is involved in the control of virulence and resistance against oxidative stress, and that expression of the gene is controlled by RpfC and RpfG through a diffusible signal factor (DSF) signal in Xanthomonas oryzae pv. oryzae KACC10859.
A challenge in the redox field is the elucidation of the molecular mechanisms, by which $H_2O_2$ mediates signal transduction in cells. This is relevant since redox pathways are disturbed in some pathologies. The transcription factor OxyR is the $H_2O_2$ sensor in bacteria, whereas Cys-based peroxidases are involved in the perception of this oxidant in eukaryotic cells. Three possible mechanisms may be involved in $H_2O_2$ signaling that are not mutually exclusive. In the simplest pathway, $H_2O_2$ signals through direct oxidation of the signaling protein, such as a phosphatase or a transcription factor. Although signaling proteins are frequently observed in the oxidized state in biological systems, in most cases their direct oxidation by $H_2O_2$ is too slow ($10^1M^{-1}s^{-1}$ range) to outcompete Cys-based peroxidases and glutathione. In some particular cellular compartments (such as vicinity of NADPH oxidases), it is possible that a signaling protein faces extremely high $H_2O_2$ concentrations, making the direct oxidation feasible. Alternatively, high $H_2O_2$ levels can hyperoxidize peroxiredoxins leading to local building up of $H_2O_2$ that then could oxidize a signaling protein (floodgate hypothesis). In a second model, $H_2O_2$ oxidizes Cys-based peroxidases that then through thiol-disulfide reshuffling would transmit the oxidized equivalents to the signaling protein. The third model of signaling is centered on the reducing substrate of Cys-based peroxidases that in most cases is thioredoxin. Is this model, peroxiredoxins would signal by modulating the thioredoxin redox status. More kinetic data is required to allow the identification of the complex network of thiol switches.
The crystal structure of a benzene sorption complex of fully dehydrated Cd2+-exchanged zeolite X, Cd46Si100Al92O384·43C6H6 (a=24.880(6) Å), has been determined by single-crystal X-ray diffraction techniques in the cubic space group Fd3 at 21 ℃. The crystal was prepared by ion exchange in a flowing stream of 0.05 M aqueous Cd(NO3)2 for 3 d, followed by dehydration at 400 ℃ and 2 x 10-6 Torr for 2 d, followed by exposure to about 92 Torr of benzene vapor at 22 ℃. The structure was determined in this atmosphere and refined to the final error indices R1=0.054 and Rw=0.066 with 561 reflections for which I > 3σ(I). In this structure, Cd2+ ions are found at four crystallographic sites: eleven Cd2+ ions are at site 1, at the centers of the double six-oxygen rings; six Cd2+ ions lie at site I', in the sodalite cavity opposite to the double six-oxygen rings; and the remaining 29 Cd2+ ions are found at two nonequivalent threefold axes of unit cell, sites Ⅱ' (in the sodalite cavity ) and site Ⅱ (in the supercage) with occupancies of 2 and 27 ions, respectively. Each of these Cd2+ ions coordinates to three framework oxylkens, either at 2.173(13) or 2.224(10) Å, respectively, and extends 0.37 Å into the sodalite unit or 0.60 Å into the supercage from the plane of the three oxygens to which it is bound. The benzene molecules are found at two distinct sites within the supercages. Twenty-seven benzenes lie on threefold axes in the large cavities where they interact facially with the latter 27 site-Ⅱ Cd2+ ions (Cd2+-benzene center=2.72 Å; occupancy=27 molecules/32 sites). The remaining sixteen benzene molecules are found in 12ring planes; occupancy=16 molecules/16 sites. Each hydrogen of these sixteen benzenes is ca. 2.8/3.0 Å from three 12-ring oxygens where each is stabilized by multiple weak electrostatic and van der Waals interactions with framework oxygens.
In order to improve the durability of a proton exchange membrane fuel cells (PEMFC), it is essential to improve the durability of the polymer membrane. In order to improve the durability of the membrane, an e-PTFE support and a radical scavenger are added. In this study, the chemical durability of the reinforced membrane with ePTFE support and the non-reinforced membrane was compared by Fenton reaction. In the Fenton experiment of the polymer membrane without the addition of a radical scavenger, the absorption rate of hydrogen peroxide solution and iron ions through the cross section of the specimen cut into small pieces was higher in the reinforced membrane, so that the fluorine outflow concentration was higher. According to the type and amount of radical scavenger added, the fluorine outflow concentration of the reinforced membrane has a large difference of more than 3 times, indicating that the effect of the radical scavenger was stronger than that of the support.
Even though the carbon paste electrode bound with mineral oil is useful for research about the characteristics of enzymes, it remains far from practical uses because the lack of mechanical hardness limits its practical use. When the rubber liquefied in toluene was used as a binder of carbon powder in lab, it is confirmed that the mechanical robustness of the electrode is guaranteed. In order to confirm whether it shows quantitative electrochemical behaviors or not, its kinetic parameters, e.g. the symmetry factor (${\alpha}=0.28$), the exchange current density ($i_0=4.06{\mu}A/cm^2$), the capacity of the double layer ($C_d=2.11{\times}10^{-3}F$), the Michaelis constant ($K_M=2.45{\times}10^{-3}M$), and the time constant (${\tau}_B=0.077sec$) were investigated. Our experimental observations prove that the chloroprene rubber is a promising binder for the practical use of a carbon paste electrode.
A PEMFC single cell with the active area of $25cm^2$ was used to verify the effect of water management in the anode. Water management is one of the most critical operating variables. In this paper the effect of operating condition change, such as anode humidification and temperature, was investigated under constant current density of $200mA/cm^2$ where possible anode flooding operating area. Also experiments to observe the effect of the anode and cathode stoichiometry change and flow field design on the water management were performed. The water management was effected by the stoichimetry change. The temperature and humidification change also affected the fuel cell performance.
International Journal of Computer Science & Network Security
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v.22
no.3
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pp.37-44
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2022
Plug-in Hybrid electric vehicles (PHEV) show great potential to reduce gas emission, improve fuel efficiency and offer more driving range flexibility. Moreover, PHEV help to preserve the eco-system, climate changes and reduce the high demand for fossil fuels. To address this; some basic components and energy resources have been used, such as batteries and proton exchange membrane (PEM) fuel cells (FCs). However, the FC remains unsatisfactory in terms of power density and response. In light of the above, an electric storage system (ESS) seems to be a promising solution to resolve this issue, especially when it comes to the transient phase. In addition to the FC, a storage system made-up of an ultra-battery UB is proposed within this paper. The association of the FC and the UB lead to the so-called Fuel Cell Battery Electric Vehicle (FCBEV). The energy consumption model of a FCBEV has been built considering the power losses of the fuel cell, electric motor, the state of charge (SOC) of the battery, and brakes. To do so, the implementing a reinforcement-learning energy management strategy (EMS) has been carried out and the fuel cell efficiency has been optimized while minimizing the hydrogen fuel consummation per 100km. Within this paper the adopted approach over numerous driving cycles of the FCBEV has shown promising results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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