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Electron paramagnetic resonance spectroscopy is a versatile tool for probing structural information about systems with unpaired electrons, in particular, biological systems with metal centres or chemically attached spin labels. This work uses a variety of electron paramagnetic resonance techniques to investigate the ability to measure distances between two spins (radical and metal), as well as characterise the local environment. Distance measurements are used to probe the mechanism of translocation across a membrane, where a change in distance is observed upon ATP cycling, indicating channel movement of the SecYEG:SecA complex. Furthermore, to expand the scope of distance measurements for more complex, cysteine-rich systems, spin labelling regimes are developed and optimised on the test protein myoglobin. Specifically, next generation maleimide spin labels are demonstrated to label and selectively cleave. Myoglobin is further exploited to successfully introduce the unnatural amino acid, dehydroalanine, for selective and orthogonal labelling. The development of the labelling and measurement strategy for the gadolinium-based spin label, [Gd.sTPATCN]-SL, is also shown, where the narrow central transition of the label allows a long phase memory time and increased DEER modulation depth, to give increased measurement sensitivity. In addition, gadolinium(III) distances are used to characterise the binding site of a peptide system for the application of magnetic resonance imaging. The optimisation of measuring inter-gadolinium(III) distances between 2-5 nm at both Q- and W-band is also demonstrated in the corresponding peptide ruler series. The additional benefit of the peptide to act as a metal ruler is further investigated using copper(II), where hyperfine spectroscopy is utilised to successfully confirm the nature of the binding site as all oxygen binding.

Ce projet de recherche avait pour objectif d’étudier l’impact de la distance spatiale sur le recours aux états mentaux du protagoniste chez les enfants âgés de cinq ans. Nous avons demandé à des enfants âgés de 5 ans (n = 32) de justifier les émotions d’un protagoniste dans des scénarios vraisemblables où étaient mis en scène deux types de personnages imaginaires (endossés et ambigus). Dans une première condition, les personnages imaginaires étaient illustrés près du protagoniste (condition Proche) et dans une seconde condition, ils étaient situés loin du protagoniste (condition Loin). Les enfants devaient d’abord attribuer une émotion au protagoniste (joie ou peur), indiquer son intensité, puis l’expliquer. Les résultats suggèrent que les enfants formulent plus d’explications liées au personnage imaginaire qu’au protagoniste, que le recours aux états mentaux est favorisé lorsque le personnage imaginaire est situé loin du protagoniste, que dans la condition Proche, les explications réfèrent aux actions du personnage imaginaire alors que dans la condition Loin, elles réfèrent au désir du protagoniste, à sa perception et à son émotion. De plus, il y a plus d’explications lorsque la seconde condition est présentée, mais ces explications sont conditionnées par la première condition présentée. Dans la condition Proche, il y a plus d’explications lorsque les personnages ambigus sont présentés en premier que lorsque les personnages endossés sont présentés en premier. Les résultats ont aussi montré que l’intensité de l’émotion suscitée par les personnages endossés est plus élevée lorsqu’ils sont présentés en second que lorsqu’ils sont présentés en premier. Nous discutons par la suite des facteurs qui influencent le recours aux états mentaux et de la classification des explications causales des émotions. _____________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : distance spatiale, explications causales, émotions, personnages imaginaires

La paralysie cérébrale (PC) est l’atteinte motrice la plus répandue chez l’enfant. Elle entraîne des troubles du mouvement et de la posture, et peut mener à des troubles complexes et hétérogènes de la marche. Plusieurs patrons de marche ont été identifiés à partir de la cinématique de la marche chez l’enfant ayant une PC. Comme ces patrons exigent un travail musculaire différent, la capacité à parcourir une longue distance de marche pourrait être influencée par la cinématique, la force et l’endurance musculaires des enfants. De plus, lors d’une marche prolongée, certains patrons de marche pourraient être sujets à une plus grande détérioration en lien avec l’apparition de fatigue musculaire. Une meilleure compréhension des facteurs influençant la performance lors d’un exercice de marche permettrait des interventions thérapeutiques plus spécifiques pour améliorer les capacités de marche. L’objectif principal de cette thèse était d’évaluer les changements de la cinématique lors d’un exercice de marche représentatif des déplacements quotidiens, et de mettre en évidence les paramètres associés à la distance parcourue et aux changements cinématiques. Il était attendu que la démarche, la force et la fatigue musculaire influencent grandement la distance parcourue et les changements de la cinématique. La force musculaire a été mesurée à l’aide d’un dynamomètre portable. La fatigue musculaire a été évaluée à partir de la fréquence médiane du spectre de fréquences provenant des mesures d’électromyographie durant un exercice de marche continu de 6 minutes réalisé à vitesse confortable. Les paramètres spatio-temporels et la cinématique des membres inférieurs durant la première et la dernière minute de l’exercice ont été obtenus à partir d’un système de caméras opto-électroniques. Les résultats de la présente thèse suggèrent que la distance parcourue durant un exercice de 6 minutes par des enfants ayant une PC spastique bilatérale est influencée par l’amplitude de mouvement de l’antéversion du bassin durant la marche, l’angle minimal de l’obliquité du bassin et par le niveau de classification sur l’échelle «Gross Motor Function Classification Scale» (GMFCS). Les enfants ayant une meilleure amplitude de mouvement du bassin durant la marche et un niveau GMFCS plus fonctionnel ont parcouru une plus grande distance de marche. Comme la cinématique semble influencer cette capacité de marche, deux patrons de marche spécifiques ont par la suite été évalués durant un exercice de marche continue de 6 minute afin d’évaluer les changements de la cinématique et la fatigue musculaire. Une détérioration de la cinématique du patron de marche «crouch gait» et du patron de marche «jump gait» a été observée à travers une augmentation de la flexion des genoux. Cette détérioration a été mise en relation avec la faiblesse au niveau des extenseurs de hanche pour le patron de marche «crouch gait» et la faiblesse au niveau des extenseurs de genou pour le patron de marche «jump gait». La fatigue musculaire a été observée à la fin de l’exercice au niveau du droit fémoral chez les enfants marchant avec un patron de marche «crouch gait» et au niveau du moyen fessier chez les enfants marchant avec un patron de marche «jump gait». En conclusion, les adaptations cinématiques en lien avec la force musculaire et la fatigue musculaire sont spécifiques au patron de marche. Les recommandations cliniques devraient tenir compte de la démarche des enfants ayant une PC spastique bilatérale lors de la planification des interventions thérapeutiques afin d’offrir des soins plus spécifiques à leurs habiletés fonctionnelles. _____________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Paralysie cérébrale, Patron de marche, Fatigue musculaire, Force musculaire, Distance, Analyse quantifiée de la marche

There is still much research in the areas of routing and location updates in cellular communication networks. Given the limited amount of memory and power of these network devices it is desirable to find the most effective and resource conscious method for solving routing and location update problems. Recently, these problems have been addressed for simply connected cellular networks and significant results were achieved.  An effective method for addressing, location update and routing has been offered using a method of isometric embeddings into a set of three trees.  This method however does not fully work when a hole is present in the network.  To handle networks containing holes, a variation of the above method is required, where the cellular network will be decomposed into few sub-graphs that encompass the properties of the original network graph.  Proposed here is a method that will handle the above mentioned problems on cellular networks with holes, namely holes with disc structures and other shapes that have the convex property.  Also presented are two distinct methods for handling networks with multiple disc-structured holes.  These methods will also use sub-graphs to reduce the number of holes while preserving all shortest paths.

I report 1684 new proper motion systems in the southern sky (declinations -90 degrees to -47 degrees) with 0.50 arcsec/yr > mu >= 0.18 arcsec/yr. This effort is a continuation of the SuperCOSMOS-RECONS (SCR) proper motion search to lower proper motions than reported in Hambly et al. (2004); Henry et al. (2004); Subasavage et al. (2005a,b). Distance estimates are presented for the new systems, assuming that all stars are on the main sequence. I find that 34 systems are within 25 pc, including three systems --- SCR 0838-5855, SCR 1826-6542, and SCR 0630-7643AB --- anticipated to be within 10 pc. These mini-motion (MINIMO) discoveries constitute a more than ten-fold increase in new systems found in the same region of sky searched for systems with mu >= 0.50 arcsec/yr, suggesting a happy hunting ground for new nearby slower proper motion systems in the region just north (declinations -47 degrees to 0 degrees), much of which has not been rigorously searched during previous efforts.

The goal of this research is to develop a new approach to remote sensing thematic accuracy assessment in which the spectral distances between the classes in a thematic classification are used as inputs to the error estimation process. The conceptual basis for this new approach is that the confusion of relatively spectrally different classes represents a more severe error than confusing relatively spectrally similar classes. Therefore, the accuracy estimate of a classification can be adjusted to take into account the 'spectral severities' (or misclassification costs) of the errors in that classification. The benefits of including inter-class spectral distances in the accuracy assessment process are shown in the context of the development of two new accuracy assessment measures called Spectrally Weighted Kappa (SWK) and Spectrally Weighted Fuzzy (SWF). These two new accuracy assessment methods are introduced and tested for their performance relative to current techniques. The results of this research demonstrate that inter-class spectral distances can be used effectively in accuracy assessment of thematic classifications. The SWK approach can provide information about the spectral costs of errors in a classification that is not as apparent with traditional methods. In addition, SWK provides a quantitative base for establishing weights for Weighted Kappa analysis and allows for the possibility of improving a classification during its development. The SWF method improves upon current fuzzy accuracy assessment techniques by providing a way to establish membership functions that is based on inter-class spectral distances. We have shown that the SWF method can provide fuzzy membership values that are similar to those that a well-trained human might choose. Therefore, in cases where multiple interpreters would normally have been used to create fuzzy membership values, the SWF method can be employed reduce inter-interpreter bias. In addition, the SWF method provides a quantitative basis for establishment of fuzzy membership values. We expect that these two new accuracy estimation techniques will be of use to the remote sensing research community.