Sirvi Kuupäev , alustades "2017-07" järgi

Filtreeri tulemusi aasta või kuu järgi

Nüüd näidatakse 1 - 17 17

Universitas Tartuensis : UT : Tartu Ülikooli ajakiri 2017 nr 7
(Tartu : Tartu Ülikool, 2017-07) Siil, Virgo, peatoimetaja
Transcriptional mechanisms in thymic central tolerance
(2017-07-04) Haljasorg, Uku; Peterson, Pärt, juhendaja; Laan, Martti, juhendaja; Tartu Ülikool. Meditsiiniteaduste valdkond
Immuunsüsteemi üheks alustalaks on T-rakkude võime eristada haigustekitajatest pärinevaid („võõraid“) valke kehaomastest („omadest“) valkudest. Selle eristusvõime tagab immuuntolerantsuse mehhanism, mis jaguneb tolerantsust tekitava keskkonna põhjal kaheks: tsentraalseks ja perifeerseks tolerantsuseks. Tsentraalse T-rakulise tolerantsuse tekkepaigaks on südame ees asuv organ, tüümus ehk harknääre, kus arenevaid T-rakke „õpetatakse“ vältima immuunvastust „omale“. Selles protsessis on keskne roll tüümuse epiteelirakkudel ja neis rakkudes avalduvatel valgufaktoritel, nn transkriptsioonifaktoritel, mis reguleerivad teisi geene ja mille osalusel tehakse kahjutuks „oma“ valkudega reageerivad T-rakud. Üheks oluliseks transkriptsioonifaktoriks on Autoimmuunsuse Regulaator (Aire), mille mutatsiooni puhul T-rakud reageerivad „omale“ ning patsientidel tekivad mitmeid organeid mõjutavad autoimmuunsed haigused. Seega aitab tüümuses avalduvate transkriptsioonifaktorite uurimine paremini mõista immuunsüsteemi haigusi, kus „oma“ ja „võõra“ eristamine on häiritud, nagu autoimmuunhaigused ning iseeneslikud raseduse katkemised. Käesolev töö keskendus tüümuse epiteelis tsentraalse tolerantsuse ja seega immuunsüsteemi terviklikku toimimist mõjutavate geenide regulatsiooni uurimisele. Tuvastasime imetajate genoomis geenidevahelise piirkonna, ilma milleta ei ole Aire avaldumine tüümuses võimalik. Leidsime ka, et tiinuse ajal muutub tüümuses olevate epiteelirakkude arv ja geenide avaldumine sedavõrd, et väheneb võime meelitada tüümusesse T-rakkude eellasrakke ning suunata nende arengut. Käesoleva töö viimases osas leidsime, et lisaks Aire-le on tüümuse epiteelis teine transkriptsioonifaktor, Irf4, mis otseselt mõjutab tüümuses T-rakulist tolerantsust.
Pictorially simplified images as machine vision design tool: semiotics approach
(2017-07-04) Netchvolodov, Gleb; Torop, Peeter, juhendaja; Tartu Ülikool. Humanitaarteaduste ja kunstide valdkond
Käesolevas väitekirjas modelleeritakse redutseeritud arhitektuuriga graafiliste kujutiste (RPA – Reduced Pictorial Architecture) võimalikke kasutusviise keeruliste ja abstraktsete mõisteliste kategooriate representeerimisel. Tehisintellekti arendus on võimatu ilma masinnägemise kui arvutite peamise vastuvõtukanali uuringuteta ja semiootiline lähenemisnurk antud probleemile avab uusi võimalusi masinnägemise instrumentide väljatöötamisel. Tänapäeval on masinnägemise disaini uuringud ja arendustöö koondunud peamiselt neuro- ja biomehaanika ja teiste nö täppisteaduste valdkonda. Semiootika ja eelkõige visuaalsemiootika kaasamine võimaldab teoreetiliselt mõtestada ja praktiliselt teostada graafiliselt redutseeritud kujutiste disaini strateegiat, mis analüüsib väljendus- ja sisuplaani, formaalsete ja semantiliste elementide kombinatoorikat. RPA-d käsitletakse kui teatud märgitüüpi, milles teadete edastamise ja nende tõlgendamise mehhanism väljub kujutise sisese plastilise keele ja kitsa semantilise konteksti raamest.
Processing and characterization of transparent electrode materials
(2017-07-04) Kondratiev, Vladimir I.; Romanov, Alexey E., juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Läbipaistvad elektrit juhtivad kiled on olulised komponendid moodsates optoelektroonikaseadmetes, nagu päikesepaneelid, valgusdioodid ja plasmapaneelid. Sellised kiled peavad olema hea elektrijuhtivusega aga säilitades samal ajal ka läbipaistvuse vajalikus optilises diapasoonis. Eksisteerib palju materjale, mis on kas head elektrijuhid või hea optilise läbipaistvusega, kuid ainult vähesed materjalid ilmutavad samaaegselt mõlemat omadust. Hetkel põhiline tööstuses kasutatav materjal on indium-tina-oksiid (ITO). Paraku ITO põhineb indiumil, mis on kallis element. Et alandada elektrit juhtivate läbipaistvate kilede hinda, on vaja välja töötada alternatiivsed materjalid. Nende valmistamine peab põhinema odavatel meetoditel, mis oleks samas sobilikud ka masstootmiseks. Üheks perspektiivseks materjaliks peetakse alumiiniumiga dopeeritud tsinkoksiidi (AZO). Käesolev töö keskendus võrdlemisi odava sool-geel meetodi väljatöötamisele AZO kilede valmistamiseks ning saadud kilede elektriliste ja optiliste omaduste uurimisele. Kuigi AZO kohta on ilmunud mitmeid teadusartikleid, ei ole seniajani avaldatud süstemaatilisi andmeid sool-geel sünteesi parameetrite ja saadud kilede omaduste kohta. Osaliselt tuleneb see sellest, et erinevad autorid kontrollivad sünteesi erinevaid parameetreid ja erinevates diapasoonides ning mitmed olulised eksperimenditingimused on jäetud põhjalikult kirjeldamata. See raskendab sünteesi kordamist. Seetõttu käesolevas töös kõik olemasolevad sool-geel valmistusmeetodid vaadati kriitilise pilguga üle ning tulemusena töötati välja ja viimistleti meetod, mis on ka hästi korratav. Uuriti põhjalikult sool-geel protseduuri kõiki etappe ja proovide kuumtöötlust erinevates keskkondades ning teostati saadud proovide füüsikalis-keemiliste omaduste analüüs. Kilesid valmistati sool-geel lahusest nii vurrkatmise kui ka elektroketruse tehnikatega, võttes eesmärgiks selliste kilede saamise, mis oleksid sobilikumad elektro-optilisteks rakendusteks. Ühtlasi uuriti saadud AZO kilede spetsiifilisi optilisi omadusi nagu fluorestsents ja valguse peegeldumine. Viimaks, demonstreerimaks kilede võimalikku rakendust ja sooritust elektrit juhtivate läbipaistvate pinnakatetena, testiti nende toimimist vedelkristallindikaatorites.
IgA Nephropathy study according to the Oxford Classification: IgA Nephropathy clinical-morphological correlations, disease progression and the effect of renoprotective therapy
(2017-07-05) Riispere, Živile; Rosenberg, Mai, juhendaja; Tartu Ülikool. Meditsiiniteaduste valdkond
Immuunoglobuliin A nefropaatia (IgAN) on kõige sagedasem glomerulonefriit maailmas. Diabeetilise nefropaatia kõrval on IgAN järgmine oluline nefroloogiavaldkonna probleem, kuna haigestuvad peamiselt noored inimesed ja aeglaselt progresseerudes tekib lõpp-staadiumi neerupuudulikkus ligikaudu pooltel patsientidel 25 aasta jooksul. Kuigi kahjustuse sihtmärk on neerud, pärineb esmane defekt süsteemsest aberrantsest O-seotud glükaanide glükosüleerimisest IgA1 ühenduspiirkonnas, mis põhjustab suurenenud galaktoosi-defitsiitset IgA1 taset vereseerumis. Efektiivne ja spetsiifiline ravi tänapäeval puudub. Uuringu eesmärgid: 1) leida erinevate glomerulopaatiate jaotuvus ja IgAN osakaal neerubiopsia materjalis; 2) analüüsida IgAN kliinilist leidu ja morfoloogiat vastavalt Oxfordi klassifikatsioonile; 3) hinnata kliiniliste ja morfoloogiliste andmete korrelatsioone ning soolisi erinevusi; 4) hinnata kliiniliste ja morfoloogiliste riskitegurite osatähtsust erinevat ravi saanutel. Retrospektiivsed kliinilis-morfoloogilised uuringud viidi läbi Tartu Ülikooli Kliinikumis. Aastatel 2001–2010 teostatud 547 adekvaatse neerubiopsia (340 mest, 238 naist; keskmine vanus 39.9 ± 17.9 aastat, nendest 5% lapsed) seas registreeriti 88 IgAN juhtu. Kliinilised ja laboratoorsed andmed koguti haiguslugudest. Uuringus leiti, et primaarsed glomerulopaatiad moodustasid peamise rühma (45,4%) kõikidest informatiivsetest neerubioptaatidest ja IgAN moodustas nendest põhiosa (35,5%). Võrreldes tulemusi 1991–1994 läbiviidud uuringuga täheldasime muutust mittepõletikuliste glomerulopaatiate esinemise suurenemise suunas. IgAN oli kõige sagedasem glomerulonefriit meie populatsioonis ja selle levimus ei ole muutunud. Asümptomaatiline mikrohematuuria ja asümptomaatiline mikrohematuuria proteinuuriaga olid peamised kliinilised sündroomid IgAN haigetel. Tüüpiline leid päsmakestes oli mesangiaalmaatriksi rohkenemine ja mesangiaalrakkude proliferatsioon. Mesangiaalne hüpertsellulaarsus, endokapillaaarne hüpertsellulaarsus, segmentaarne skleroos/adhesioon ja tuubulite atroofia/interstitsiaalne fibroos (MEST) korreleerusid kliiniliste andmetega ja MEST osade kõrgemad väärtused korreleerusid glomerulaarfiltratsiooniga (eGFR). Statistiliselt usutav korrelatsioon esines M1 ja eGFR-i vahel ainult meestel, kuid S1 korreleerus proteinuuriaga ja eGFR-iga nii naistel kui meestel. T1 korreleerus meestel eGFR-i ja proteinuuriaga ning E1 puhul leiti naistel korrelatsioon proteinuuriaga. Suurem eGFR taseme langus jälgimisperioodi lõpus oli patsientidel, kellel esinesid nii kliinilised kui morfoloogilised riskitegurid. Suurem eGFR taseme langus jälgimisperioodi jooksul oli meestel. IgAN progresseerumist ei olnud patsientidel ilma riskifaktoriteta ja ravita ning ka ilma riskifaktoriteta ja RASb raviga rühmades.
Bifunctional inhibitors and photoluminescent probes for studies on protein complexes
(2017-07-06) Ivan, Taavi; Uri, Asko, juhendaja; Viht, Kaido, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Inimraku elutegevus on reguleeritud keeruliste protsesside kaudu. Ühed kõige olulisemad informatsiooni edasikandvad muutused on valkudevahelised interaktsioonid ja valkude fosforüülimine. Valkude fosforüülimist teostavad proteiinkinaasid, mis katalüüsivad fosforüülrühma ülekannet nukleotiidilt (milleks on enamasti ATP) sihtvalgule. Kõrvalekaldeid proteiinkinaaside normaalsest aktiivsuses on seostatud komplekssete ja sageli raskesti ravitavate haigustega, näiteks erinevad neurodegeneratiivsed haigused (Parkinson, Alzheimer), südame- ja veresoonkonnahaigused, diabeet ning vähkkasvajad. Seetõttu on ravimitööstuse kõrgendatud tähelepanu suunatud proteiinkinaaside aktiivsuse reguleerimisele inhibiitoritega. Tänaseks päevaks on kasutusloa saanud enam kui 30 proteiinkinaaside inhibiitorit, mis on märkimisväärselt aidanud parandada vähktõbe põdevate inimesete elukvaliteeti ja elulemust. Käesoleva töö raames töötati välja ja iseloomustati mitmekülgseid ja tundlikke meetodeid, mis võimaldasid iseloomustada mitmete proteiinkinaaside aktiivsust biokeemilistes katsetes, inhibiitorite sidumise tugevust proteiinkinaasidele, proteiinkinaas:inhibiitor kompleksi lagunemise kiirust ja jälgida reaalajas proteiinkinaasi aktiivsust imetajarakkudes. Eriliseks teeb meetodid nendes rakendatud orgaaniline sond ARC-Lum, millel on unikaalsed optilised omadused. Esiteks, proovi ergastamisel kiirgub valgust vaid juhul, kui ARC-Lum sond on kompleksis proteiinkinaasiga. Teiseks, kiirgunud valgusel on pikk eluiga, mis võimaldab vähendada mittespetsiifilise signaali mõjusid. ARC-Lum sondi rakendamisel arendati uudse struktuuriga bifunktsionaalsed ARC-tüüpi inhibiitorid, mis saavutasid senikirjeldatud inhibiitoritest kõrgeima afiinsuse proteiinkinaasi PKAc suhtes (Kd < 10 pM). Võrreldes ravimina kasutatavate inhibiitoritega inhibeerivad uued ained proteiinkinaase oluliselt (kuni tuhat korda) madalamatel kontsentratsioonidel. Arendatud inhibiitorite võimekust demonstreeriti väga tugeva valkudevahelise interaktsiooni lõhkumisel ja pakuti välja uudne lahendus sihtida tugevaid valkudevahelisi interaktsioone bifunktsionaalsete inhibiitoritega
Development of MALDI-FT-ICR-MS methodology for the analysis of resinous materials
(2017-07-06) Teearu, Anu; Vahur, Signe, juhendaja; Leito, Ivo, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Käesolev doktoritöö käsitleb looduslike vaiguliste materjalide analüüsimiseks sobiliku MALDI-FT-ICR-MS metoodika arendust. Tänu ulatuslikule levikule ja headele omadustele on looduslikud vaigud olnud kasutusel kümneid tuhandeid aastaid ning nende rakendusala on väga lai: neid on kasutatud liimainetena, hüdroisolatsiooni materjalidena, valuvaigistitena jne. Üks tähtsamaid looduslike vaikude rakendusalasid seoses kultuuri- ja kunstiväärtustega (maalid, polükroomsed objektid ja mööbel) on lakkide valmistamine. Keemilisest aspektist on vaigud keerulised segud lähedase koostisega komponentidest, ning aja jooksul muutub vaiguliste materjalide koostis tänu lagunemis- ja oksüdatsiooniprotsessidele veelgi komplekssemaks. See seab vaikude analüüsimeetodile kõrged nõudmised. Samas on oluline omada informatsiooni kunsti- ja kultuuriväärtuste valmistamiseks kasutatud materjalide, sh vaikude kohta: see võib anda teavet objekti päritolu ja ajaloo kohta (oluline konservaatoritele/restauraatoritele, kunstiajaloolastele ja arheoloogidele). Käesoleva uurimistöö raames töötati välja MALDI-FT-ICR-MS metoodika vaiguliste materjalide analüüsimiseks, mis võimaldab korraga koguda suurel hulgal hea m/z-täpsusega informatsiooni vaiguliste materjalide kohta. Metoodika arendus hõlmas järgnevaid etappe: (1) DHB testimine maatriksaine ja sisekalibrandina vaiguliste materjalide analüüsil, (2) uue negatiivses ioonrežiimis sobiliku maatriksaine, 2-aminoakridiini, kasutusele võtmine, (3) uute sisekalibrantide (15 fosfaseeni-põhist katiooni ja 4 sulfo-ühendi aniooni) testimine, eesmärgiga koguda väga hea m/z-täpsusega massispektromeetrilisi andmeid, (4) proovi ettevalmistuse modifitseerimist ja (5) erinevatele vaigulistele proovidele sobivate MALDI-FT-ICR-MS parameetrite komplektide koostamist. Välja töötatud MALDI-FT-ICR-MS metoodika võimekuse hindamiseks rakendati seda kolme erinevat tüüpi ja erinevast ajastust pärit vaigulise proovi analüüsimisel.
Characterization of amino acid derivatization reagents for LC-MS analysis
(2017-07-06) Oldekop, Maarja-Liisa; Rebane, Riin, juhendaja; Herodes, Koit, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Aminohapped on valkude „ehituskivideks“, neil on oluline roll ainevahetuses ja seega ka haiguste diagnoosimisel ja toiduainetes. Seetõttu on olulised ka aminohapete madalad sisaldused, näiteks kaasasündinud ainevahetushäirete tuvastamisel vastsündinute verest. Madala sisaldusega ainete uurimiseks keerulistes proovides (nt aminohapped toiduainetes või veres) kasutatakse tänapäeval vedelikkromatograafia-massispektromeetria (LC-MS) meetodit, mis lahutab segud komponentideks (LC) ja tuvastab need (MS). LC-MS analüüsiks peavad analüüsitavad ained kromatograafiliselt lahutuma ja efektiivselt ioniseeruma. Selle saavutamiseks on mõnel juhul, sh aminohapete analüüsil, vaja ained keemiliselt muundada sobivasse vormi, mida nimetatakse derivatiseerimiseks. LC-MS analüüsi olulisimaks nõrkuseks on proovi muude komponentide poolt põhjustatud ebamäärasus analüüsitulemustes, mida nimetatakse maatriksiefektiks. Derivatiseerimisega LC-MS analüüsil esinevaid maatriksiefekte on vähe uuritud. Käesolevas töös uuriti maatriksiefekte, mis esinevad derivatiseeritud aminohapete LC-MS analüüsil. Selleks kasutati kolme meetodit, nelja juba kasutusel olevat ja kahte Tartu Ülikoolis väljatöötatud derivatiseerivat reagenti ning ühe rakendusena määrati 22 aminohappe sisaldused kaheksas kodumaises taimeekstraktis. Leiti, et erinevate derivatiseerivate reagentide korral on maatriksiefektid erinevad. Maatriksiefekte põhjustasid üldjuhul proovide teised komponendid, kuid mõnel juhul ka derivatiseerimisel kasutatud abistavad ained. Leiti, et tavalisest erineva MS ioonallika (APCI) ja detekteerimisrežiimi (negatiivsete ioonide ESI) kasutamine aminohapete derivaatide analüüsimiseks võimaldab märkimisväärselt vähendada maatriksiefekte. Töö tulemused võimaldavad konkreetse analüütilise probleemi lahendamiseks valida sobiva derivatiseeriva reagendi koos vastava detekteerimisrežiimiga. Samuti aitavad töö tulemused kaasa uudsete derivatiseerivate reagentide arendamisele ja disainile
Kinetic aspects of interaction between dopamine transporter and N-substituted nortropane derivatives
(2017-07-07) Kukk, Siim; Järv, Jaak, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Ravimiarenduse eesmärgiks on üha efektiivsemate ravimite loomine ning selle protsessi üheks tunnustatud suunaks on sihtmärkvalguga üha tugevamini seostuvate molekulide otsing, sest ravimi toimet seostatakse eelkõige selle kompleksi püsivusega. Üks võimalus seondumisefektiivsuse suurendamiseks on aeglaselt laguneva kompleksi tekitamine ravimaine ja sihtmärkvalgu vahel. See aeglaselt lagunev kompleks võimaldab ravimainel olla pikemalt seostunud ning mida stabiilsem see kompleks on, seda suurem on efekt. Tulemusena saab kasutada väiksemaid ravimi kontsentratsioone samaväärse raviefekti saavutamiseks. Aeglasemalt lagunevate komplekside tuvastamiseks tuleb analüüsida ühendite seondumise kiirust valgule ning seda tehakse läbi kineetilise analüüsi, mis tähendab et uuritakse ainete seondumise kiirust sihtmärkvalguga. Sõltuvalt struktuurist võivad ühendid omada erinevaid sidumistaskute täitmise kiiruseid. Käesolevas töös analüüsiti N-asendatud nortropaani derivaatide, mis on teada-tuntud psühhostimulantide analoogid, ja dopamiini transportvalgu seondumisefektiivsust ning kineetilisi parameetreid. Dopamiini transportvalk vastutab virgatsaine, dopamiini, reguleerimise eest meie ajus, on osaline mitmete neurodegeneratiivsete haiguste korral ning on sihtmärgiks paljudele narkootikumidele ja ravimitele. Mõned nortropaani derivaadid on võimelised moodustama aeglaselt laguneva kompleksi, samas kui mõnevõrra modifitseeritud ühendid ei ole. Dissertatsioonis määrati ühendite bioaktiivsused ning tuvastati aeglast kompleksi moodustavad ühendid. Aeglase kompleksi moodustumise tundlikkust uuritavate ühendite suhtes saab määrata ka teiste ravim-valk süsteemide korral. Selline lähenemine võimaldab suurendada ravimainete efektiivsusi läbi stabiilsemate komplekside moodustamiste.
The acquisition of cellulose chain by a processive cellobiohydrolase
(2017-07-07) Kont, Riin; Väljamäe, Priit, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Taimsesse biomassi talletatud taastuvat süsinikuvaru on võimalik kasutada biokütuste ja keemiatööstuse toorainena. Kõige suuremal hulgal esindatud polüsahhariid taime rakukestas on tselluloos. Tselluloosiahelad koosnevad omavahel järjestikku liitunud glükoosjääkidest ja tänu ahelate korrapärasele paigutusele esineb tselluloos rakukestas peamiselt kristallilisel kujul. Tööstuslikuks kasutamiseks on esmalt vaja kristalle moodustavad ahelstruktuurid lagundada. Looduses toodavad mikroorganismid selleks erinevaid ensüüme nagu tselluloosi hüdrolüüsi eest vastutavaid tsellulaase. Tselluloosi efektiivseks hüdrolüüsiks leidub tsellulaaside hulgas erineva toimemehhanismiga ensüüme. Kõige rohkem on protsessiivseid tsellulaase. Need ensüümid viivad tselluloosile seostudes läbi mitmeid katalüüsiakte järjest. Tselluloosi lagundajana tuntud mudelorgansim – pehmemädanik seen Trichoderma reesei – toodab kõige rohkem protsessivset tsellulaasi TrCel7A. Minu töö põhifookuses oli TrCel7A katalüütilise tsükli molekulaarsete mehhanismide väljaselgitamine. Töö põhitulemus on TrCel7A aktiivtsentris paikneva aminohappejäägi Trp38 rolli väljaselgitamine ensüümi protsessiivses tsüklis. Näitasime, et Trp38 on oluline tselluloosiahela seondumiseks ensüümi aktiivtsentri tunnelisse. Lisaks kiirendab Trp38 puudumine ensüümi lahkumist tselluloosilt, mistõttu väheneb ka ensüümi protsessiivsus. Veel uurisime, miks vabaneb TrCel7A protsessivses hüdrolüüsis esimese produktina ülekaalukalt glükoos. Leidsime, et see fenomen on vähemalt osaliselt seletatav glükoosijäägi anomeeri spetsiifilise seondumisega ühes seondumiskohas TrCel7A aktiivtsentris. Pakume välja hüpoteesi, et see anomeeri spetsiifiline interaktsioon võib olla oluline ensüümi protsessiivsuse tagamisel. Kokkuvõttes loodan oma uurimistööga anda panuse tselluloosi lagundamise mõistmisele ja seeläbi biomassi rafineerimistehnoloogiate arendamisele
Design and modelling in early drug development in targeting HIV-1 reverse transcriptase and Malaria
(2017-07-10) Viira, Birgit; Maran, Uko, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Käesolev uurimus keskendub kahele ohtlikule infektsioonhaigusele: inimese immuunpuudulikkuse viirus tüüp 1 (HIV-1) ja malaaria. Uue ravimi väljatöötamine algusest lõppuni on aega nõudev ning kulukas protsess, mis jaotatakse viieks etapiks: baas uurimistöö, põhi sihtmärgi ja baas ühendi(te) leidmine, eelkliiniline arendus, kliiniline arendus ja vajalike dokumentide esitamine ravimiametisse. Antud väitekirjas keskendutakse kahele esimesele etappidele, mida tuntakse ka varajase ravimiarenduse faasina. HIV-1 uurimisel oli kaks põhisuunda. Esmalt tuginedes eelnevalt tehtud virtuaalsõelumise tulemustele teostati uudsete s-triasiini derivaatide avastamine, disainimine, ja süntees, mille tulemused valideeriti eksperimentaalselt ning analüüsiti valk-ligand interaktsioonimudelite abil. Kõige tõhusam HIV-1 mitte-nukleosiidne pöördtranskriptaasi inhibiitor oli madala molekulmassiga, heade ligandi efektiivsust näitavate parameetritega, ja madala toksilisusega, võimaldades edasist modifitseerimist ja arendamist. Tehtud aktiivse keemilise struktuuri avastus motiveeris HIV-1 inhibiitorite keemilise struktuuriruumi laiemat uurimist, et kindlaks teha kas uudsed s-triasiinid moodustavad ka unikaalsed keemiliste ühendite grupi HIV-1 mitte-nukleosiidsete pöördtranskriptaasi inhibiitorite maastikul. Selle läbiviimiseks koostati, korrastati ja kureeriti ChEMBL-i andmebaasist saadud andmetest fokusseeritud andmeseeriad HIV-1 mitte-nukleosiidne ja nukelosiidsete pöördtranskriptaasi inhibiitorite jaoks, kuhu lisati ka avastatud s-triasiini derivaadid. Andmeseeriate struktuuride analüüs hierarhilise klassifitseerimise meetodil grupeeris ühendid keemiliste struktuuritüüpide (nn. vanematüüp) järgi. Selgus, et avastatud s-triasiinid moodustasid eraldiseisva struktuuritüübi grupi. Leitud struktuuritüüpe analüüsiti, lisades juurde ka vastavad mõõdetud seondumise afiinsuse tasakaalukonstandid (Ki). Selle analüüsi käigus toodi välja struktuurifragmendid, mis omavad olulist rolli afiinsuse ning stabiilsuse seisukohast. Lisaks võimaldasid struktuurselt mitmekesised ja unikaalsed HIV-1 mitte-nukleosiidne ja nukelosiidsete pöördtranskriptaasi inhibiitorite andmeseeriad esmakordselt arendada kirjeldavaid kvantitatiivsete struktuur-aktiivsus sõltuvuste prognoosmudeleid, mida on võimalik kasutada järgnevas uurimustöös uute aktiivsete keemiliste ühendite avastamisel. Selleks et leida uudseid malaaria ravimikanditaate koostati ja kureeriti süsteemselt andmebaas eksperimentaalsete anti-Plasmodium andmetega kasutades nii asutusesisesed, kui ka ChEMBL-i andmebaasis olevad andmed. Saadud andmete ulatusliku kureerimise, filtreerimise ning ühendamise tulemusena saadi kolmkümmend modelleeritavat andmeseeriat, millele koostati klassifitseerimise mudelid, eesmärgiga eristada aktiivsed ja mitteaktiivsed ühendid. Nendest seitsmeteistkümnele andmeseeriale saadi ennustusvõimelised nn. üksmeele (inglise keeles consensus) mudelid. Loodud mudelitega teostati ennustusi asutusesiseselt olemasolevatele curcuminoidide seerjale ning nende analoogidele, millest parima ennustusvõimega ühenditele teostati eksperimentaalne valideerimine in vitro katsetega, kus aktiivseks osutusid seitseteist ühendit, mida saab edasistes uuringutes täpsemini uurida. Samuti tehti kindaks, et arvutuslikult tuvastatud mitteaktiivsed ühendid jäid mitteaktiivseks ka eksperimentaalse valideerimise käigus, mis näitas süsteemselt kureeritud ja koostatud andmeseeriate ning prognoosmudelite jätkusuutlikust.
Electrochemical reduction of oxygen on platinum- and palladium-based nanocatalysts
(2017-07-10) Jukk, Kristel; Tammeveski, Kaido, juhendaja; Kongi, Nadežda, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Doktoritöö eesmärk oli uurida hapniku redutseerumisreaktsiooni Pt- ja Pd-põhistel katalüsaatoritel happelises ja leeliselises keskkonnas. Katalüsaatormaterjalide valmistamiseks kasutati erinevaid meetodeid. Magnetrontolmustamisel seondati Pt ja Pd nanoosakesed mitmeseinalistele süsiniknanotorudele. Metalli-soola keemilisel redutseerumisel valmistati Pt või Pd nanoosakesed ja seoti lämmastikuga dopeeritud grafeeni nanoliistakutele (NG), Pt nanokuubid suurepinnalisele süsinikkandjale ja valmistati ka etteantud kujuga PdPt sulamite nanoosakesi. Pinnamorfoloogia ja koostise analüüsiks kasutati erinevaid füüsikalisi analüüsimeetodeid (skaneerivat ja läbistuselektronmikroskoopiat, röntgenfotoelektronspektroskoopiat, röntgendifraktsiooni, energiadispersiivset röntgenspektroskoopiat ja termogravimeetriat). Elektrokeemiliseks iseloomustamiseks kasutati tsüklilist voltamperomeetriat, CO elektrooksüdatsiooni ja pöörleva ketaselektroodi meetodit. Magnetrontolmustamine on lihtne meetod kindla metallikogusega ühtlaste kilede saamiseks süsinikkandjale ning töös saadud tulemused näitasid, et sellel meetodil valmistatud komposiitidel oli kõrge elektrokatalüütiline aktiivsus. Suurepärast O2 redutseerumise aktiivsust näitasid ka NG-le seondatud Pt ja Pd nanoosakesed. Kõrge aktiivsus on põhjendatav metalli ja NG omavahelise sünergilise mõjuga. Lämmastiku sidumine grafeeni struktuuri aitab kaasa väiksemate metalliosakeste tekkele ja nende ühtlasemale jaotusele ning parandab süsinikmaterjali elektrijuhtivust. Järgnevalt uuriti Pt sisalduse mõju O2 redutseerumisele Vulcan XC-72R süsinikule kantud Pt nanokuupidel. Pöörleva ketaselektroodi mõõtmiste tulemustest selgus, et eriaktiivsus ja massaktiivsus ei sõltunud Pt kogusest Pt/C nanomaterjalides. Viimasena uuriti O2 redutseerumist erineva koostisega PdPt sulamite nanokuupidel. Happelises keskkonnas oli sulamitest kõrgeima eriaktiivsusega Pd36Pt64, mis oli sarnane Pd ja Pt nanokuupidel saadud eriaktiivsusele. Leeliselises lahuses oli Pd72Pt28 eriaktiivsus kaks korda suurem kui monometallilistel nanokuupidel. Kõik uuritud materjalid näitasid O2 redutseerumisel kõrget elektrokatalüütilist aktiivsust ning stabiilsust. Hapniku redutseerumine toimus kõikidel elektroodidel neljaelektronilise protsessina, mille kiirust limiteerivaks staadiumiks oli esimese elektroni ülekanne hapniku molekulile.
Ilmarekordite sadu
(Postimees, 2017-07-10) Kallis, A.
Mechanical properties of atomic layer deposited thin films and nanocomposites
(2017-07-10) Jõgiaas, Taivo; Kukli, Kaupo, juhendaja; Tamm, Aile, juhendaja; Hussainova, Irina, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Käesolevas töös kasutati aatomkihtsadestamist koos teiste töövõtetega nano¬struk¬tuursete komposiitide valmistamiseks. Töö käigus valmistati kolme eri¬nevat tüüpi komposiite: kiud- või pulbertäitega ning laminaatsed komposiidid. Saadud materjalidel mõõdeti instrumentaalse nanoindenteerimisega elastsus¬moodulid ja kõvadused. Mõõtmistulemusi analüüsiti kasutades erinevaid teo¬reetilisi mudeleid. Katsed näitasid, et tõenäoliselt on kõige lihtsam valmistada laminaat¬struk¬tuuriga komposiite, mille korral ettevalmistused olid lihtsamad ja lisatöövõtteid kompaktse näidise saamiseks ei olnud vaja kasutada. Ülejäänud tüüpi struk¬tuuride korral on tõenäoliselt vaja lisauuringuid ja optimeerimist parimate tule¬muste saavutamiseks. Elastsusmoodulite mõõtmine näitas, et aatomkihtsadestatud kiled ei ole väga jäigad. Näiteks oli amorfse Al2O3 moodul umbes 3 korda väiksem korundi-tüüpi Al2O3-st (≈110 GPa vs ≈340 GPa). HfO2, Ta2O5, ZrO2 moodulid olid samuti väiksemad makroskoopiliste objektidega võrreldes. Komposiitsetel laminaatidel jäid elastsusmoodulid puhaste oksiidide moo¬dulite väärtuste vahepeale, välja arvatud ZrO2-Ta2O5 nanolaminaatide korral, milledel olid elastsumoodulid suuremad võrreldes puhaste koostisoksiididega. Nähtuse täpsed põhjused on veel välja selgitamata. Kõvaduse poolest olid puhtad Al2O3 ja HfO2 peaaegu 2 korda kõvemad klaasist alusest (vastavalt 11–12 GPa ja 6,7 GPa). Tsirkoonium- ja tantaaloksiid olid klaasile lähedase kõvadusega (≈7 GPa). Tulemustest saab järeldada, et ALD kiled on suhteliselt kõvad materjalid ja neid saaks sobitada erinevate materjalide elastsusmoodulitega kasutades erine¬vaid komposiitseid kooslusi. Viimane võib olla kasulik näiteks juhul, kui soovi¬takse kasutada ALD kilesid metallide või sulamite kaitsmiseks (nt korrosiooni¬kaitse). Samuti võimaldaks ALD kilede kasutamine muuta materjalide pindade mehaanilisi omadusi, mis võib olla vajalik näiteks mikro- või nanoelektor¬mehaaniliste seadmete (NEMS/MEMS) korral.
Tribomechanical properties of individual 1D nanostructures: experimental measurements supported by finite element method simulations
(2017-07-10) Antsov, Mikk; Vlassov, Sergei, juhendaja; Dorogin, Leonid, juhendaja; Lõhmus, Rünno, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Väitekirja raames uuriti mitmeid olulisi küsimusi, mis käsitlevad 1D nanostruktuuride mehaanilisi ja triboloogilisi omadusi ja käitumist. Põhitegevused ja uudsed aspektid on esitatud allpool. 1DNS elemente manipuleeriti tasasel pinnal ja analüüsiti vastavaid triboloogilisi protsesse. Alljärgnevalt tuvastati: • Tasasel pinnal asetsev elastselt painutatud nanotraat on väga oluline nanotriboloogilistes mõõtmistes, kuna võimaldab nanotraadi profiilist lähtuvalt leida alusega seotud triboloogilised väärtused ilma välist jõusensorit kasutamata. Meetodi täpsuse parandamiseks töötati välja uudne analüütiline meetod, mis võtab arvesse staatilise hõõrde jaotuse tasasel pinnal asetseva elastselt painutatud nanotraadil. Erinevalt varasematest meetoditest pakub uus mudel realistlikuma jõuspektri ja arvesteb ääretingimusi. Meetodit rakendati edukalt staatilise hõõrdumise arvutamiseks ZnO nanotraatide korral, mis olid ränialusel AFM-i teravikuga manipuleerimisega suvalisse kujusse painutatud. • Uus FEM mudel töötati välja sellise konfiguratsiooni jaoks, kus osa nanotraadist toetub lamedale substraadile, samal ajal kui teine osa on vabalt üle serva. Üleulatuva vaba otsa painutatakse alusele fikseeritud osa nihkumiseni. Registreerides paindprofiili vahetult enne fikseeritud osa nihkumist, saame sisendi fikseeritud osa mõjutatava jõu arvutamiseks. Vanemate mudelite puhul võeti eelduseks staatilise hõõrdejõu ühtlast jaotust fikseeritud osale. Uue mudeli puhul näidati staatilise hõõrdumise ületamist väga lokaliseeritud protsessina, mis sarnaneb pragude tekkimisega. Näidati, et olemasolevad mudelid on staatilisest hõõrdumise rolli tunduvalt alahinnatud, samas kui uus mudel pakub reaalsusega paremat kooskõla. • Töötati välja dünaamiline FEM-mudel lamedal aluspinnal asetsevast mõlemast otsast sulanud Ag nanotraadi kirjeldamiseks. Näidati, et nanotraadis tekitatud mehaanilised pinged on tingitud asjaolust, et sulanud otsad moodustavad ümarad elemendid, mille tulemusena on võimalik ületada nanotraadi ja ränialuse vahelist adhesiooni. Selle tulemusena saavutatakse konfiguratsioon, kus ainult saadud nanoosakeste otsaelmemendid puutuvad kokku pinnaga, samas kui keskosa on pinna kohal. Selline “hantlisarnane” struktuur ja konfiguratsioon on tribologiliste mõõtmiste jaoks äärmiselt atraktiivne, kuna seda saab hõlpsasti manipuleerida väikese kontaktiala tõttu ja samal ajal säilivad kõik 1D geomeetria eelised. Lisaks uuriti alljärgnevid 1DNS mehaanilisi omadusi: • Karakteriseeriti paksude seintega torukujuliste 1DNS elastseid omadusi kasutades nii eksperimentaalseid kui ka teoreetili meetodeid. o SiO2 nanotorude elastset moodulit mõõdeti kolme erineva meetodi abil, kasutades konsooltala painutamist, nanoindetatsiooni ja kolme punkti paindekatseid. Tuvastati, et kolme punkti paindekatse on kõige täpsem meetod paksuseinaliste torukujuliste 1DNS elastusmooduli mõõtmiseks
Miks veel suve pole?
(Eesti Ekspress, 2017-07-19) Kallis, A.
Stable isotope and fluid inclusion evidence of multistage fluidal activity in Baltic paleobasin: Silurian carbonate sequence in Kalana, Estonia
(2017-07-24) Gaškov, Mikk; Kirsimäe, Kalle, juhendaja; Jõeleht, Argo, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Eesti ja laiemalt Balti paleobasseini alal pole viimase umbes poole miljardi aasta jooksul toimunud selliseid vulkaanilisi või tektoonilisi sündmusi, mis võiksid kivimeid oluliselt kuumutada. Sellest hoolimata esineb maapinnalähedastes settekivimites mitmeid nähtusi, mis viitavad mõjutustele kõrgema temperatuuri poolt. Nähtusi nagu dolomiidistumine, polümetalse maagistumise ilmingud, kivimite diageneetilised gradiendid ja sekundaarne magnetiseeritus saab seletada kuumade lahuste ehk fluidide liikumise mõjuga. Käesoleva doktoritöö eesmärgiks oli uurida hüdrotermaalsete fluidide iseloomu ja nende põhjustatud mineralisatsiooni Balti paleobasseinis Kalana karjääris avatud Siluri karbonaatsete kivimite põhjal. Vaatluse alla jäi kaks võimalikku hüdrotermaalsete fluididega seotud sündmust: 1) kaltsiidi-sfaleriidi soonte teke ning 2) barüüti ja erilise isotoopkoostisega kaltsiiti sisaldavate koopalaadsete moodustiste areng. Sfaleriit (ZnS) on soontesse kristalliseerunud kahes etapis. Fluidisuletiste mikrotermomeetria annab esimese põlvkonna tekketemperatuuriks umbes 200°C, teisel 70-100°C. Tegemist oli kõrge soolsusega (u. 26%) CaCl2-se lahusega. Vaadeldud mineralisatsioon seostub tänapäeva Norras-Rootsis asuvate Kaledoniidide mäestiku tekkimisega u. 400 miljonit aastat tagasi ning on oma olemuselt nn Mississippi Valley tüüpi. Barüüti (BaSO4) esineb vaheldumisi kaltsiidi (CaCO3) ja püriidiga (FeS2) lõhede ja koopalaadsete struktuuride seintel. Selle kaltsiidi teeb eriliseks tema isotoopkoostis, mis viitab süsiniku päritolule bio- või termogeensest metaanist, mida on bakterite poolt anaeroobselt oksüdeeritud. Sellise protsessi toimumist koobastes pole teadaolevalt varem kirjeldatud. Barüüt on tekkinud kahe fluidi segunemisel, millest baariumi sisaldav tõusis sügavamalt Maa sisemusest. Sulfaatioon pärineb kas mereveest või mattunud orgaanika lagunemisel tekkinud H2S-i oksüdeerumisest mikroobide poolt. Barüüt ja kaltsiit on arvatavasti tekkinud madalatemperatuurilise (u. 70°C) fluidi liikumisest põhjustatud protsesside tagajärjel