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- Institut für Pharmazie (8)
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- Institut für Diagnostische Radiologie und Neuroradiologie (7)
- Institut für Anatomie und Zellbiologie (6)
- Institut für Physik (6)
Publisher
- S. Karger AG (19)
- IOP Publishing (1)
Die Pflanze Mitragyna speciosa Korth. ist ein Rötegewächs, das vorwiegend in den Sumpfgebieten Thailands und Malaysias vorkommt. Die Pflanze wie auch die Zubereitungen aus den Blättern der Pflanze werden in Thailand als Kratom bezeichnet. Die Blätter dieses Baumes werden traditionell in der Naturheilkunde, aber auch als Rauschmittel verwendet. Die Wirkung der darin enthaltenen Alkaloide, die sich wie der Neurotransmitter Serotonin von der Aminosäure Tryptophan ableiten, werden als einerseits stimulierend und andererseits sedierend/analgesierend beschrieben, was in zahlreichen Studien auch belegt wurde. In der vorliegenden Arbeit werden Methoden zum Auszug von Alkaloiden aus Blattmaterial, zur Extraktion dieser Alkaloide aus diversen Lösungen und zu deren Detektion in einem HPLC/DAD- sowie einem GC/MS-System beschrieben. Weiterhin werden Möglichkeiten zur Identifizierung von Mitragyna-Alkaloiden ohne das Vorliegen von Vergleichssubstanzen gezeigt. Für die Indol-Alkaloide Mitragynin, Mitraciliatin, Speciogynin, Speciociliatin waren für die vier erstgenannten Substanzen Spektren in einer elektronischen Vergleichsbibliothek (NIST05) vorhanden. Das Paynanthein konnte aufgrund seines Fragmentierungsmusters identifiziert werden. Im Falle der übrigen ausgewählten Alkaloide konnten Vorschläge zur Grundstruktur erarbeitet werden. Für diese Substanzen waren keine Bibliotheksspektren als Vergleich verfügbar und auch die Literaturangaben erlaubten keine genaue Identifizierung. Wir schlagen aber aufgrund der Fragmentierungsmuster folgende Zuordnung vor: Speciofolin oder Isomer, Isorhynchophyllin oder Isomer, Mitragynin Oxindol A/B und (Iso-) Corynantheidin. Der Gehalt der identifizierten Alkaloide in 11 verschiedenen Kratomprodukten wurde ermittelt und der so erhaltene Alkaloid-Fingerprint zu den Herkunftsangaben dieser Produkte ins Verhältnis gesetzt. Zwei unbekannte Proben wurden mit diesen Daten verglichen. Als effektivstes Auszugsmittel erwies sich ein 80 %iges Methanol/Wasser-Gemisch, das zur Bestimmung der Alkaloidgehalte verwendet wurde. Die Mitragynin-Gehalte der untersuchten Kratomprodukte lagen zwischen 0,6 und 1,2 %; in einem als „10x-Extrakt“ angebotenen Produkt bei 3,9 %. Die benutzte Extraktionsmethode zeigt eine nahezu vollständige Wiederfindung der betrachteten Alkaloide und erlaubt eine Quantifizierung von Mitragynin in einer Konzentration, die weit unterhalb der von uns angestrebten Nachweisgrenze in Kratomprodukten (0,001 % des Blattmaterials) liegt. Es sollten jedoch auch prinzipiell für jedermann zugängliche Auszugsmethoden zur Anwendung gebracht werden, so dass darüber hinaus Teezubereitungen und Auszüge mit Trinkalkohol gefertigt und untersucht wurden. Der Auszug mit einem 80 %igen Ethanol/Wasser-Gemisch zeigte vergleichbare Ergebnisse zum methanolischen Auszug, wohingegen in den Teezubereitungen eine Ausbeuteverschlechterung und Verschiebung im Alkaloidmuster zu erkennen war. Die hier verwendete Standard-Methode wurde durch die ermittelten Parameter (Spektren, Retentionszeiten, Kalibration) so erweitert, dass eine Quantifizierung von Mitragynin im Routinebetrieb möglich ist. Eine Zuordnung der Produkte zu den angegebenen Herkunftsgebieten anhand des Alkaloid-Fingerprints erwies sich als nur begrenzt möglich. Eine GC/MS-SIM-Methode zur qualitativen Erfassung von Alkaloiden wurde erstellt und kann für weitere Untersuchungen (Quantifizierung) an Körperflüssigkeiten erweitert werden.
Das Alexithymie-Konstrukt beschreibt eine Störung affektiv-kognitiver Natur mit drei pathophysiologischen Hauptmerkmalen: der Schwierigkeit, Gefühle wahrzunehmen, diese zu kommunizieren und einem stereotypen, an äußeren Ereignissen orientierten Denkstil. Darüber hinaus leiden hochalexithyme Individuen an Schwierigkeiten im Bereich sozialer Interaktionen. Dieser Vulnerabilitätsfaktor wäre ein mögliches Bindeglied zwischen Alexithymie und psychischen sowie psychosomatischen Erkrankungen. Eine Erklärung für die sozialen Schwierigkeiten könnte in einem beeinträchtigten Erkennen emotionaler Gesichtsausdrücke liegen. Diese Studie untersucht die Hypothese eines mit Alexithymie assoziierten Defizites beim Erkennen emotionaler Gesichtsaudrücke an einer klinischen Population. Darüber hinaus werden Hypothesen zur Bedeutung spezifischer Emotionsqualitäten sowie zu Gender-Unterschieden getestet. 38 ambulante und stationäre psychiatrische Patienten (22 Frauen und 16 Männer) wurden mit der Toronto-Alexithymie-Skala (TAS-20), der Montgomery-Åsberg Depression Scale (MADRS), der Symptom-Check-List (SCL–90-R) und der Emotional Expression Multimorph Task (EEMT) untersucht. Als Stimuli des Gesichtererkennungsparadigmas dienten Gesichtsausdrücke von Basisemotionen nach Ekman und Friesen, die zu Sequenzen mit sich graduell steigernder Ausdrucksstärke angeordnet waren. Mittels multipler Regressionsanalyse konnte eine signifikante Assoziation von TAS-20 Punktzahl mit der Anzahl der Gesamtfehler und Fehlern beim Erkennen ängstlicher Gesichtsausdrücke gezeigt werden (beide beta = 0,47; p < 0,05). Die TAS-20 Punktzahl erklärte 12,6% (Gesamtfehler) und 12,5% (ängstliche Gesichtsausdrücke) der Varianz in der Fehlerzahl. In der geschlechtergetrennten Analyse zeigte sich für die weiblichen Stichprobe darüber hinaus eine signifikante Prädiktorqualität von Alexithymie für wütende Gesichtsausdrücke, während im männlichen Stichprobenteil kein signifikanter Zusammenhang zwischen TAS-20 Punktzahl und Fehlern in der Gesichtererkennung zutage trat. Kein Zusammenhang bestand ebenfalls zwischen der Zeit, nach der die Probanden die emotionalen Sequenzen stoppten, um ihre Bewertung abzugeben (Antwortlatenz) und Alexithymie. Die Ergebnisse der Arbeit unterstützen das Vorliegen eines mit Alexithymie assoziierten Defizites beim Erkennen emotionaler Gesichtsausdrücke in einer heterogenen, klinischen Stichprobe. Dieses Defizit könnte die Schwierigkeiten hochalexithymer im Bereich sozialer Interaktionen zumindest teilweise begründen und so eine Prädisposition für psychische sowie psychosomatische Erkrankungen erklären.
Der klinische Erfolg einer Arzneimitteltherapie wird maßgeblich durch pharmakokinetische Eigenschaften eines Arzneistoffes bestimmt. Dieser ist unter anderem vom Transport und der Verteilung des Arzneistoffes in die Zielkompartimente abhängig. Während der Einfluss intestinal exprimierter Transportproteine auf die Absorption eines Arzneistoffes nach oraler Gabe bereits umfassend untersucht wurde, ist die Beteiligung dieser Proteine bei der Verteilung von Xenobiotika in die jeweiligen Wirkkompartimente ist bisher weniger umfassend untersucht. Ein Beispiel ist die pulmonale Penetration eines oral verabreichten Arzneistoffes. Es gibt erste Hinweise, die auf eine Beteiligung von Transportproteinen an der Akkumulation von beispielsweise Makrolidantibiotika in der Lunge schließen lassen. Ziel dieser Arbeit war, die Expression von für den Arzneimitteltransport wichtigen Proteinen in unterschiedlichen Kompartimenten der Lunge und gleichzeitig den Einfluss dieser auf die Verteilung von Arzneistoffen in die pulmonale Epithelialflüssigkeit und die bronchoalveolären Lavagezellen zu untersuchen. Die klinisch indizierte Kombinationstherapie eines Makrolides mit Rifampicin zur Eradikation von Rhodococcus equi in Fohlen bietet eine geeignete Grundlage dafür. Zur Auswertung pharmakokinetischer Untersuchungen entwickelten und validierten wir eine Flüssigchromatographie-Tandemmassenspektrometrie (LC-MS/MS)-Methode. Diese ermöglichte die Quantifizierung von Clarithromycin, 14-Hydroxyclarithromycin, Rifampicin und dessen Hauptmetaboliten 25-O-Desacetylrifampicin sowohl in den Proben der tierexperimentellen Studien als auch in den Zelllysaten der in vitro-Untersuchungen. In zwei Interaktionsstudien an gesunden Fohlen sollte der Einfluss einer chronischen Komedikation von Rifampicin, einem Induktor der Genexpression von ABC-Transportern, auf die Verteilung der Makrolide Tulathromycin bzw. Clarithromycin in die pulmonalen Kompartimente untersucht werden. Hierbei stellten wir nach Rifampicingabe eine deutliche Abnahme der Akkumulation beider Makrolide in den pulmonalen Kompartimenten fest. Die mittels TaqMan®-Methoden durchgeführten Genexpressionsuntersuchungen ergaben den unerwarteten Befund einer fehlenden Induktion der mRNA von ABCB1 und ABCC2 durch Rifampicin. Für Clarithromycin ist bekannt, dass es ein Substrat von ABCB1 und ABCC2 ist. In in vitro-Transportstudien an überexprimierenden Zellmodellen sowie Vesikeln transfizierter Zellen zeigten wir, dass Tulathromycin keine Affinität zu den genannten Transportproteinen besitzt. Somit konnten die pulmonalen Auswärtstransporter nicht ursächlich sein für den Verlust an Makrolidkonzentration an ihrem Wirkort. Gleichzeitig sank die orale Bioverfügbarkeit von Clarithromycin signifikant um mehr als 90% wohingegen die Bioverfügbarkeit von Tulathromycin nur um 25% sank. Dieser drastische Verlust an Bioverfügbarkeit von Clarithromycin konnte weder allein mit einem gesteigerten intestinalen Efflux noch durch den gesteigerten hepatischen Metabolismus des CYP3A4-Substrates erklärt werden. Diese Ergebnisse weisen auf eine Beteiligung anderer intestinaler Aufnahmemechanismen hin. Die anschließend durchgeführte Studie zur Untersuchung der akuten Interaktion von Clarithromycin und Rifampicin erbrachte ähnliche Ergebnisse bezogen auf die pulmonalen Kompartimente. Die orale Absorption war jedoch um „nur“ 70% reduziert. Den Unterschied von etwa 20% in der Veränderung der oralen Absorption von Clarithromycin verglichen zur chronischen Therapie konnten wir mit der nach akuter Komedikation ausbleibenden Induktion von ABCB1, ABCC2 und dem Biotransformationsenzym CYP3A4 begründen. Auffallend waren die verdoppelten Verhältnisse der Konzentration von Clarithromycin in der Epithelialflüssigkeit verglichen zum Plasma sowohl nach chronischer als auch nach akuter Komedikation. Die weiteren Transportuntersuchungen an transfizierten Zellen zeigten einen inhibitorischen Einfluss von Clarithromycin auf alle Vertreter der organic anion transporting polypeptide (OATP-) Familie (OATP1B > OATP1B1 > OATP1A2 > OATP2B1). In den direkten Akkumulationsversuchen stellte sich Clarithromycin jedoch nicht als Substrat der genannten Transportproteine dar. Wir konnten somit verdeutlichen, dass die klinisch indizierte Kombinationstherapie aus Makroliden und Rifampicin zur Elimination des pathogenen R. equi mit einer drastischen Absorptionsminderung von Clarithromycin verbunden ist und die Akkumulation im pulmonalen Zielkompartiment deutlich beeinträchtigt ist. Dennoch werden in der pulmonalen Epithelialflüssigkeit und den bronchoalveolären Lavagezellen therapeutisch ausreichend hohe Konzentrationen erreicht. Wir konnten im Vergleich der akuten und der chronischen Interaktion der Antibiotika die Beteiligung von intestinalen Transportmechanismen, die durch Rifampicin modulierbar sind, nachweisen. Die detaillierte Aufklärung der beteiligten Transportproteine bietet Ansatzpunkte für zukünftige Forschungsarbeiten.
Forschungsinitiative Lebensqualität - Lebensqualität und Outcome nach Unfällen im (Vor-)Schulalter
(2011)
Unfälle sind in Deutschland die größte Gefahr für die Gesundheit von Kindern und Jugendlichen. Sie stellen die häufigste Todesursache bei Kindern ab dem ersten Lebensjahr und bei Jugendlichen dar. In Deutschland erleiden circa 2 Millionen Kinder unter 15 Jahren jährlich einen Unfall. Nahezu 10% müssen stationär behandelt werden. Dennoch führt der Unfall nur bei einem geringen Anteil der Kinder zu bleibenden Behinderungen (<1%). Häufigster Unfallort ist die Schule mit Kindergarten- und Wegeunfällen (55%). Präventionsmaßnahmen blieben bisher ohne langfristige und nachhaltige Wirkung und führten zu keiner gesicherten Senkung von Unfällen im Schulkindalter. Die vorliegende Untersuchung FILIUS (Forschungsinitiative Lebensqualität im Kindesalter, Unfallvermeidung und Sekundärprävention) ist eine Kohortenstudie, welche den Einfluss einer stattgehabten Verletzung auf die gesundheitsbezogene Lebensqualität von Kindern und Jungendlichen untersuchte. Exponierte wurden aus einer „secondary base“ gewonnen, hierbei handelt es sich um Kinder und Jugendliche, die zwischen 2004 und 2007 aufgrund eines Unfalls in der Klinik für Unfallchirurgie und Orthopädie des Unfallkrankenhauses Berlin ambulant oder stationär behandelt wurden und zum Befragungszeitpunkt zwischen 8 und 16 Jahre alt waren. Die nicht exponierte Vergleichsgruppe wurde an zwei Berliner Schulen generiert. Zur Lebensqualitätsmessung wurde der KINDLR-Fragebogen (Fragebogen zur Erfassung der gesundheitsbezogenen Lebensqualität bei Kindern und Jugendlichen) eingesetzt, der verschiedene Aspekte (Körper, Psyche, Selbstwert, Freunde, Familie und Schule) erfasst. In der vorliegenden Untersuchung zeigte die Mehrheit ehemals verunfallter Kinder und Jugendlicher eine bessere Lebensqualität, als die nicht exponierte Berliner Vergleichskohorte. Die „Response Shift“ ist als ursächlich anzusehen, wobei angenommen wird, dass die reduzierte Lebensqualität in der Zeit nach dem Unfall zu einer höheren Einstufung der Lebensqualität nach Genesung führte. Bei der Analyse des Unfallherganges zeigte sich, dass über die Hälfte der Kinder und Jugendlichen beim Sport und Spiel (66,4%) und lediglich 8,2% im Straßenverkehr verunfallten. Bei der Betrachtung der gesundheitsbezogenen Lebensqualität in Bezug zum Unfallhergang zeigten Kinder nach Straßenverkehrsunfällen jedoch den niedrigsten Total Quality of life sum Score mit einem Wert von 67,8. Im Gegensatz dazu erreichten Kinder nach Unfällen beim Sport und Spiel einen Totalsummenscore von 75,6. Es ergibt sich die Frage, wie viel Prävention zur Vermeidung von Unfällen im (Vor-)Schulalter nötig ist - aus ökonomischer Sicht am ehesten dort, wo tödliche und schwere Verletzungen entstehen können. Dementsprechend ist Prävention insbesondere zur Senkung von Unfällen im Straßenverkehr nötig. Präventionsmaßnahmen sollten gezielt, gut strukturiert und wissenschaftlich begleitet werden.
Ziel: In dieser Studie wurde ein menschliches ex-vivo Lungenkrebsmodell verwendet, um Temperaturentwicklung bei der Ablation mit 1 Laserfaser mit der Entwicklung beim Gebrauch von 2 Laserfasern zu vergleichen. Zudem wurde untersucht, ob die Temperaturdiffusion in normalem Lungengewebe von dem in Tumorgewebe abweicht. Material und Methode: 48 Lungenpräparate, die nicht-kleinzellige Bronchialkarzinome enthielten, wurden mit dem Ventilations- und Perfusionsmodell verbunden und mit 1 (22 Präparate, Gruppe 1) oder, in einer zweiten Phase, mit 1 (13 Präparate, Gruppe 2) oder 2 Laserfasern (13 Präparate, Gruppe 3) behandelt. Während der Ablation des Tumors wurden die Temperatur alle 5 Sekunden interstitiell gemessen. Ergebnisse: Eine Laserbehandlung und die Temperaturkontrolle war in allen Fällen technisch durchführbar. 30 min nach dem Beginn der Laserung mit 1 Faser wurde in 10 mm Entfernung von dieser eine Temperatur von 61 ± 17°C in Gruppe 1 und von 74 ± 11°C in Gruppe 2 erreicht (p=0.1). In der Mitte zwischen 2 Laserfasern, die 20 mm voneinander entfernt waren, wurde eine Temperatur von 93 ± 7°C erreicht. Nach 20 minütiger Ablation wurde in normalem Lungengewebe eine Temperatur von 77 ± 15°C in 10 mm Entfernung erreicht. Schlussfolgerungen: Das ex-vivo Modell ermöglicht die Durchführung der Laser-induzierten Thermotherapie an einer perfundierten und ventilierten Lunge. Der Einsatz einer zweiten Laserfaser erhöht die Temperatur signifikant (p<0.05). Die Temperaturentwicklung in normaler Lunge unterscheidet sich nicht signifikant von der in Tumorgewebe (p=0.24).
Der Rezeptor für oxidiertes LDL (LOX-1) und die endotheliale NO-Synthase spielen bei der Entstehung und dem Voranschreiten der Arteriosklerose eine wichtige Rolle. Viele Faktoren, welche die Expression von LOX-1 und eNOS beeinflussen, wurden identifiziert. In der vorliegenden Arbeit wurden die Effekte von Mediatoren im Blut auf die Expression von LOX-1 und eNOS beim akuten Koronarsyndrom untersucht. Hierfür wurden Patienten während einer Koronarangiographie Serumproben aus der Aorta sowie dem Koronarsinus entnommen. Es erfolgte die Inkubation der Serumproben mit humanen venösen Endothelzellen der Nabelschnurvene (HUVEC) für vier Stunden. Die LOX-1 Expression zeigte sich beim akuten Koronarsyndrom auf Proteinebene signifikant erhöht, auf mRNA-Ebene ließen sich keine Unterschiede in der Expression nachweisen. Hierfür können posttranslationale und –transkriptionale Effekte verantwortlich sein. Korrespondierend zu diesem Ergebnis zeigte sich mit steigender Konzentration von oxidiertem LDL die LOX-1 Proteinexpression beim akuten Koronarsyndrom erhöht. Im Trend nahm die LOX-1 mRNA-Expression bei steigender Konzentration an oxidiertem LDL unter Statintherapie ab. Auch für die eNOS zeigten sich ähnliche Ergebnisse. Auf Proteinebene kam es zu einer signifikant erhöhten eNOS-Expression bei Zellen, die mit Serum von Patienten mit akutem Koronarsyndrom behandelt wurden. Auf mRNA-Ebene zeigt sich auch hier kein Unterschied in der Expression verglichen zur Kontrollgruppe. Zugrunde liegen könnte ein negativer Rückkopplungsmechanismus. Durch einen beim akuten Koronarsyndrom entstehenden NO-Mangel könnte die Expression der eNOS erhöht werden. Für die Effekte auf die LOX-1 und eNOS-Expression sind Mediatoren im Blut verantwortlich. Außerdem konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass die Konzentration von oxidiertem LDL mit der LOX-1 Proteinexpression bei HUVEC, die mit Seren von Patienten mit akutem Koronarsyndrom behandelt wurden, korreliert. Auf mRNA-Ebene ließ sich dieser Zusammenhang nicht nachweisen. Im Trend zeigte sich jedoch bei steigender Konzentration an oxidiertem LDL eine abnehmende mRNA-Expression von LOX-1 unter einer Statintherapie. In der Bestimmung kardiovaskulärer Risikofaktoren mittels Durchflusszytometrie zeigten sich beim akuten Koronarsyndrom signifikant erhöhte Konzentrationen an sP-Selektin und und tPA, sowohl in den arteriellen als auch in den venösen Serumproben. sP-Selektin gehört zur Gruppe der Adhäsionsmoleküle, die durch Entzündungsreaktionen, wie sie beim akuten Koronarsyndrom vorliegen, auf aktiviertem Endothel induziert werden. tPA ist ein wichtiger Teil der Blutgerinnung und dient als Indikator für die Störung der Fibrinolyse. Außerdem kommt es durch tPA zur Freisetzung von Mediatoren, die durch Aktivierung des inflammatorischen Systems zur Entwicklung der Arteriosklerose beitragen. Für sVCAM-1, Interleukin-8 und MCP-1 konnten in dieser Arbeit keine signifikant erhöhten Konzentrationen beim akuten Koronarsyndrom nachgewiesen werden, obwohl andere Arbeitsgruppen bereits positive Zusammenhänge nachweisen konnten. Es bleibt weiteren Studien vorbehalten, die Rolle dieser Mediatoren auf die LOX-1 Expression mit spezifischen Hemmstoffen zu untersuchen. Mit steigender LOX-1 mRNA- und Proteinexpression nimmt die tPA-Konzentration ab. Ursächlich scheint eine bei erhöhter LOX-1-Expression vorliegende gestörte Gerinnung mit Ausbildung prothrombotischer Effekte zu sein.
Der effiziente intrazelluläre Transport viraler Nukleokapside ist eine grundlegende Voraussetzung für eine erfolgreiche Virusinfektion. Aufgrund seiner engen Verwandtschaft zum humanpathogenen Herpes Simplex Virus 1 (HSV-1) und seiner Eigenschaft zur einfachen gentechnischen Veränderung stellt das Pseudorabies Virus (PrV) ein geeignetes Modell zur Untersuchung molekularer Mechanismen der Replikation und des Neurotropismus von Herpesviren dar. Der intrazelluläre Transport herpesviraler Kapside erfolgt aktiv entlang von Mikrotubuli durch zelluläre Motorproteinkomplexe. Die hieran beteiligten viralen Proteine konnten bisher jedoch nicht eindeutig identifiziert werden. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung der Funktionen viraler Proteine im intrazellulären Transport von PrV. In erster Linie wurde die Rolle von PrV pUL35 und pUL37 untersucht, die auf intrazytoplasmatischen Kapsiden an der Oberfläche liegen und der Interaktion mit zellulären Proteinen zugänglich sind. Neben der Charakterisierung der Virusreplikation nach Deletion der einzelnen Gene in vitro und in vivo wurde auch der intrazelluläre Transport von GFP-markierten Mutanten zum Zellkern untersucht. In einem weiteren Teil der Arbeit wurden Kapsid- und eng mit dem Kapsid assoziierte Proteine in yeast two-hybrid Studien analysiert, um virale und zelluläre Interaktionspartner zu identifizieren. Die Ergebnisse dieser Arbeit lassen sich wie folgt zusammenfassen: (1) PrV pUL35 und pUL37 sind für die Virusreplikation in vitro nicht essentiell. Die Replikation von UL35- bzw. UL37-Mutanten war jedoch vermindert. In Abwesenheit von funktionellem pUL35 und pUL37 gleichzeitig trugen die beiden Mutationen unabhängig voneinander zu einem verstärkten Phänotyp bei. Beide Proteine scheinen demnach in unterschiedliche Prozesse der Virusreplikation involviert zu sein. (2) Die N-terminale EGFP-Fusion von pUL35 zum Zweck der Fluoreszenzmarkierung viraler Kapside resultierte im Funktionsverlust des Proteins. Die Inkorporation in Kapside wurde aber nicht beeinträchtigt. Für die Interaktion von PrV pUL35 mit dem Kapsid könnte der konservierte C-Terminus des Proteins relevant sein. (3) Auch in Abwesenheit eines funktionellen pUL35 werden PrV Kapside effizient transportiert. PrV pUL35 kommt somit keine entscheidende Rolle beim intrazellulären Transport viraler Nukleokapside zu. Die verzögerte Neuroinvasion von UL35-Mutanten in vivo lässt jedoch eine möglicherweise akzessorische Funktion von pUL35 vermuten. (4) PrV pUL37 ist für den intrazellulären Transport viraler Nukleokapside nicht essentiell, erhöht jedoch deutlich dessen Effizienz. Der positive Einfluss auf den retro- und anterograden Transport viraler Kapside lässt darauf schließen, dass pUL37 in Transportprozesse während des Viruseintritts und der Freisetung involviert ist. (5) Der N-Terminus von PrV pUL36 interagierte im yeast two-hybrid System mit den Untereinheiten Rp3, LC8 und Tctex1 des Dynein-Motorproteinkomplexes. PrV pUL36 könnte daher für den MT-abhängigen Transport viraler Nukleokapside relevant sein.
Triple helix-forming oligonucleotides (TFOs) are one of the most specific DNA duplex binding agents and offer new perspectives towards oligonucleotide-mediated gene regulation and manipulation. However, the poor thermodynamic stability of DNA triplexes under physiological conditions limits a successful application in the antigene strategy. Thus, the conjugation of TFOs with small triplex-specific binding ligands is a promising approach to stabilize the formed complexes and to enhance their overall binding affinity. The present study focused on the synthesis of novel TFO conjugates with triplex-binding indolo[3,2-b]quinoline derivatives (PIQ) and on their ability to form and stabilize intermolecular triplexes through their recognition of a duplex target. During the course of the work the thermodynamics of conjugate binding and structural aspects of drug-DNA interactions have been characterized by a variety of spectroscopic and calorimetric techniques.
Mit zunehmend beobachtbaren Klimawandelauswirkungen steigt die Bedeutung, die Klimawandelanpassung als Ergänzung zu Vermeidung hat. Das gilt für Industrieländer wie für Entwicklungsländer, für ökologische wie soziale Systems und insbesondere für sozial-ökologische Systeme. Um wirksame Anpassungseffekte erzielen zu können, müssen Anpassungsmaßnahmen jedoch durchführbar sein. Welche Faktoren die Durchführbarkeit behindern oder steigern, wird am Beispiel dreier deutscher Biosphärenreservate (Mittelelbe, Schaalsee und Südost-Rügen) mittels Experteninterviews und eine qualitativen Meta-Analyse wissenschaftlicher Publikationen über Hindernisse und Erfolgsfaktoren für Anpassung untersucht. Die Ergebnisse zeigen verschiedene Schlüsselkategorien an Faktoren, beispielsweise Klimawandelwahrnehmung, verfügbare Wissens- sowie finanzielle und personelle Ressourcen, den politischen und den sozio-ökonomischen Kontext. Die insgesamt identifizierten Faktoren umfassen sowohl interne, als auch externe Faktoren: - intern: Klimawandelwahrnehmung und Klimawandelwissen/-information - extern: verfügbare Ressourcen und politische und ökonomische Rahmenbedingungen Daher müssen Ansätze, die die Durchführbarkeit von Klimawandelanpassungen steigern wollen, interne und externe Faktoren integrieren. Vor diesem Hintergrund wird ein theoriebegründetes Konzept zur Steigerung der Durchführbarkeit entwickelt. Es setzt sich aus fünf Bausteinen zusammen: 1) anpassungsunterstützende Klimawandelwahrnehmung stärken 2) bestehende Klimawandelwissen verbessern 3) No-regret und robust Anpassungsoptionen identifizieren 4) die politische Unterstützung für Anpassung steigern 5) ausreichende finanzielle und personelle Ressourcen sowie Infrastruktur bereitstellen Diese Bausteine in die Tat umzusetzen erfordert gemeinsame, disziplin- und sektorenübergreifende Anstrengungen von Wissenschaft, Politik und Gesellschaft. Aufgrund ihres Selbstvertändnisses sind Biosphärenreservate geeignete Instrumente und Lernlaboratorien, um solche Anstregungen zu unterstützen und Modellregionen zur Steigerung der Durchführbarkeit von Klimawandelanpassungen zu sein. Effectively applying these building blocks requires cross-sectoral, concerted efforts between science, policy and society. Due to their concept, biosphere reserves appear well suited to foster such efforts and to become model regions to enhance the feasibility of climate change adaptation.
The present work provides new insight concerning histidine phosphorylation in proteins, which is an essential regulatory posttranslational modification. To study histidine phosphorylation, a newly developed NMR approach, the HNP experiment, is presented in this thesis. The HNP experiment provides specific experimental evidence of phosphorylated histidines in proteins. It allows for the determination of the regiochemistry of phosphohistidines on the basis of three individual peak patterns for distinguishing all three phosphohistidines i.e. 1- and 3-phosphohistidine and 1,3-diphosphohistidine. This novel NMR approach allows the investigation of histidine phosphorylation in proteins under physiological conditions without resorting to chemical shift comparisons, reference compounds, or radioactively labelled phosphate. In this thesis, histidine phosphorylation in the regulatory domains PRDI and PRDII of the Bacillus subtilis antiterminator protein GlcT was intensely studied. GlcT is a transcription factor, which regulates the phosphotransferase system (PTS) by modulating the expression level of PTS-enzymes (Enzyme I, HPr, Enzyme II) on a transcriptional level. Upon the phosphorylation of conserved histidines in PRDI and PRDII, the function of GlcT is regulated through its aggregation state. In this thesis, it is shown that histidines in both PRDs are primarily phosphorylated at their N(Epsilon-2), forming 3-phosphohistidine. In addition, we found, by newly optimized mass spectrometry conditions, that both PRDs are dominantly onefold phosphorylated. By using tandem mass spectrometry to study PRDI, we identified histidine 170, which is the second of two conserved histidines (His 111 and His 170), as the phosphorylation site. In this thesis, it is also shown through comprehensive mutational studies that both conserved histidines (His 218 and His 279) in PRDII can be individually phosphorylated. This is in good agreement with mass spectrometry results that indicated an additional twofold phosphorylation in PRDII. This can be explained as follows: an intra-domain phosphate transfer between both conserved histidines in PRDII might be involved in the phosphorylation reaction, finally leading to a mainly onefold phosphorylated PRDII at one of the two conserved histidines. This minor twofold phosphorylation has also been found in PRDI. However, the specific peak pattern in the HNP-spectra of PRDI strongly suggest that this additional phosphorylation originates from a 1,3-diphosphohistidine, most likely at histidine 170. Furthermore, for the first time the existence of 1,3-diphosphohistidine in a protein was found. We also show that the phosphorylation of PRDI can be achieved in the absence of Enzyme II which is in contrast to the literature. Shown by analytical gel filtration, the monomeric aggregation state of PRDI obtained upon Enzyme II-free phosphorylation is identical to the monomeric aggregation state which was proposed for the Enzyme II-dependent phosphorylation of GlcT. As shown in this thesis, the combined results of HNP-NMR, mass spectrometry and analytical gel filtration deepen our understanding of regulatory histidine phosphorylation in the individual PRDI and PRDII domains of the Bacillus sub- tilis GlcT. I anticipate that this approach will be applicable to study histidine phosphorylations in other phosphoproteins.