Molecular recognition in a lattice model: An enumeration study

We investigate the mechanisms underlying selective molecular recognition of single heteropolymers at chemically structured planar surfaces. To this end, we study systems with two-letter (HP) lattice heteropolymers by exact enumeration techniques. Selectivity for a particular surface is defined by an adsorption energy criterium. We analyze the distributions of selective sequences and the role of mutations. A particularly important factor for molecular recognition is the small-scale structure on the polymers.Comment: revised version with additional plot

Die Rolle von Biomarkern beim kolorektalen Karzinom und seinen Lebermetastasen

Beim kolorektalen Karzinom treten Biomarker zunehmend in den Fokus. Ziel muss daher die Etablierung von effektiven Markern sein, um den Patienten eine möglichst effektive, auf das Individuum zugeschnittene Diagnostik und Therapie anbieten zu können. In unserer Studie zum kolorektalen Karzinom sind nach Ausschlusskriterien n=108 Patienten mit Primärtumoren und n=59 Patienten mit Lebermetastasen vom KRK in die statistische Analyse eingegangen. Aus postoperativ entnommenem, N2-schockgefrorenem Gewebe wurde ein Biomarker-Profil aus molekulargenetischen und immun-histologischen Markern erstellt. Genetische Mutationen auf dem KRas- und BRaf-Gen wurden mittels Mikrodissektion/PCR/Pyrosequenzierung detektiert und mittels immunhistochemischer Färbungen die Moleküle EGF-R, Her2/neu, IGF1-R, c-Met, CD44v6, Ki67, CD45 und HLA-DR analysiert. Die statistische Analyse erfolgte univariat mittels Chi-Quadrat-Test, T-Test, Mann-Whitney-U-Test und Kruskal-Wallis-Test. Überlebensanalysen erfolgten mittels Kaplan-Meier-Schätzer und Cox-Regressionsanalyse. Hierbei ergaben sich in der univariaten Analyse zwischen den einzelnen Parametern der Primärtumoren folgende statistisch signifikante Korrelationen: Eine Mutation/der Wildtyp im KRas-Gen korrelierte mit dem L-Stadium, einer Mutation/der Wildtyp im BRaf-Gen und IGF1-R (p=0,007; 0,003; 0,034). Der um die Mutation G13D erweiterte KRas Wild-typ bzw. mutiert (ohne G13D) korrelierte hierunter mit dem L-Stadium, der Histologie, sowie ebenfalls mit BRaf (p=0,038; 0,039; 0,011). Eine Mutation im BRaf-Gen (Exon 15) war mit dem Geschlecht, der Lokalisation und dem Grading des Primärtumors signifikant verbunden (p=0,042; 0,003; 0,002). Der EGF-R korrelierte mit der Lokalisation, dem Grading, dem L-Stadium und CD44v6-Positivität (p=0,031, 0,020, 0,006, 0,021). Bei Her2/neu fand sich für das Geschlecht, die Lokalisation, CD45 und für HLA-DR eine Ver-knüpfung (p=0,005, 0,021, 0,032, 0,006). Zudem konnte ein Zusammenhang zwischen Her2/neu (Score) und dem Geschlecht (p=0,009) sowie der Tumorlokalisation (p=0,010) nachgewiesen werden. Für c-Met und IGF1-R (p=0,021) und für IGF1-R mit der Lokalisation des Primarius (p=0,027) bestand eine positive Korrelation. Des Weiteren korrelierten CD45 mit HLA-DR (p=0,046) und Ki67 mit dem Alter der Patienten (p=0,015). Hinsichtlich der Lebermetastasen konnte eine Verbindung von EGF-R mit der Histologie, mit IGF1-R und c-Met (p=0,046; 0,004; 0,007) nachgewiesen werden. Zudem konnte für c-Met und der Tumor-größe, dem löslichen präoperativen Tumormarker CA19-9 und CD44v6 (p=0,004; 0,003; 0,044) eine positive Korrelation nachgewiesen werden. HLA-DR und der BMI wiesen einen statistisch signifikanten Wert (p=0,022) auf und für Ki67 und CD44v6 bestand ebenfalls eine signifikante Verbindung (p=0,007). Ki67 und das Grading (p=0,017) sowie Her2/neu (Score) und die Histologie der Lebermetastasen (p=0,018) wiesen ebenfalls Signifikanz auf. Für das Gesamtüberleben im Kollektiv der Primärtumoren konnte im Kaplan-Meier-Schätzer ein Zusammenhang von N-Stadium (p<0,001), M-Stadium (p<0,001), UICC-Stadium (p<0,001), L-/V-/Pn-Stadium ((p<0,001; p<0,001 und p=0,001), dem Resektionsstatus (p<0,001), dem präoperativ bestimmten löslichen Tumormarkern CEA und CA19-9 (p<0,001), sowie dem EGF-R (p=0,049) ermittelt werden. Das tumorspezifische Überleben zeigte für o.g. Merkmal jeweils gleiche Werte, der EGF-R (p=0,076) war jedoch hierunter als nicht mehr signifikant einzustufen. Im Kollektiv der Lebermetastasen mit erstmaliger Leberresektion konnte hinsichtlich des Überlebens im Kaplan-Meier-Schätzer ein Einfluss der Metastasengröße >5cm (p=0,017), des Gradings (p=0,036), des Resektionsstatus (p=0,019), von CD44v6 (p=0,004) und dem Her2/neu Score (p=0,048) als signifikant auf das Gesamtüberleben nachgewiesen werden. Auch im tumorspezifischen Überleben stellten sich die Metastasengröße >5cm (p=0,014), der Resektionsstatus (p=0,002), CD44v6 (p=0,004), der Her2/neu Score (p=0,014) als signifikant dar. Zudem zeigten der Fong Score (p=0,050), das Grading der zur Metastasierung geführten Primärtumoren (p=0,030) und die Her2/neu-Positivität (p=0,027) einen Einfluss auf das tumorspezifische Überleben. In der Cox-Analyse konnten jedoch nur der Resektions- und der nodale Status (p5cm (p=0,009), das R2-Stadium (p=0,004) und den Her2/neu-Score (p=0,002) eine eindeutig prognostische Relevanz. Diese Ergebnisse waren sowohl im Gesamtüberleben, als auch für das tumorspezifische Überleben relevant (Lebermetastasengröße p=0,006; R2-Stadium p=0,006, Her2/neu-Score p=0,028). Zusammenfassend lässt sich anhand der Ergebnisse ableiten, dass Biomarker in der Behandlung des KRK zunehmend Bedeutung erlangen und auf dem Weg zu einem personalisierten Behandlungskonzept unabdingbar sein werden

Full-length human cytomegalovirus terminase pUL89 adopts a two-domain structure specific for DNA packaging

A key step in replication of human cytomegalovirus (HCMV) in the host cell is the generation and packaging of unit-length genomes into preformed capsids. The enzymes involved in this process are the terminases. The HCMV terminase complex consists of two terminase subunits, the ATPase pUL56 and the nuclease pUL89. A potential third component pUL51 has been proposed. Even though the terminase subunit pUL89 has been shown to be essential for DNA packaging and interaction with pUL56, it is not known how pUL89 mechanistically achieves sequence-specific DNA binding and nicking. To identify essential domains and invariant amino acids vis-a-vis nuclease activity and DNA binding, alanine substitutions of predicted motifs were analyzed. The analyses indicated that aspartate 463 is an invariant amino acid for the nuclease activity, while argine 544 is an invariant aa for DNA binding. Structural analysis of recombinant protein using electron microscopy in conjunction with single particle analysis revealed a curvilinear monomer with two distinct domains connected by a thinner hinge-like region that agrees well with the predicted structure. These results allow us to model how the terminase subunit pUL89\u27s structure may mediate its function

Blockchain for the IoT: Privacy-Preserving Protection of Sensor Data

An ever growing variety of smart, connected Internet of Things (IoT) devices poses completely new challenges for businesses regarding security and privacy. In fact, the adoption of smart products may depend on the ability of organizations to offer systems that ensure adequate sensor data integrity while guaranteeing sufficient user privacy. In light of these challenges, previous research indicates that blockchain technology could be a promising means to mitigate issues of data security arising in the IoT. Building upon the existing body of knowledge, we propose a design theory, including requirements, design principles, and features, for a blockchain-based sensor data protection system (SDPS) that leverages data certification. To support this, we designed and developed an instantiation of an SDPS (CertifiCar) in three iterative cycles intented to prevent the fraudulent manipulation of car mileage data. Following the explication of our SDPS, we provide an ex post evaluation of our design theory considering CertifiCar and two additional use cases in the areas of pharmaceutical supply chains and energy microgrids. Our results suggest that the proposed design ensures the tamper-resistant gathering, processing, and exchange of IoT sensor data in a privacy-preserving, scalable, and efficient manner

Why we can’t go back to normal: 5 appeals for a sustainable post-pandemic economy

The pandemic creates much hardship but also shows us how quickly societies can adapt to necessary change, write the members of the University of Hohenheim’s department of innovation economic

Bacillary angiomatosis in HIV-infected patients - An epidemiological and clinical study

Background: No data were available on the epidemiological and clinical characteristics of bacillary angiomatosis (BA) in Germany. Objective:To determine epidemiological and clinical data on HIV-associated BA. Methods: A chart review of all BA cases between 1990 and 1998 was performed in 23 German AIDS treatment units. Results: A total of 21 cases of BA was diagnosed. During th is period, the participating HIV centers treated about 17,000 HIV-infected patients. As a result, a BA prevalence of 1.2 cases/1,000 patients can be assumed. 19 BA were localized in the skin; in 5 cases bones and in 4 cases the liver were involved. Out of 20 patients who received antibiotic therapy, 13 had complete remission. The median time of duration up to complete remission was 32 days (9-82), During the follow-up of the 20 patients, 7 relapses were observed, Conclusion: BA is a rare HIV-associated disease with a prevalence of 1,2 cases/1,000 patients in the presented study. Copyright (C) 2000 S. Karger AG, Basel

Accurate time dependent wave packet calculations for the N+ OH reaction

We present accurate quantum calculations of state-to-state cross sections for the N OH → NO H reaction performed on the ground 3A′′ global adiabatic potential energy surface of Guadagnini [J. Chem. Phys. 102, 774 (1995)10.1063/1.469191. The OH reagent is initially considered in the rovibrational state v 0, j 0 and wave packet calculations have been performed for selected total angular momentum, J 0, 10, 20, 30, 40,120. Converged integral state-to-state cross sections are obtained up to a collision energy of 0.5 eV, considering a maximum number of eight helicity components, = 0.7. Reaction probabilities for J = 0 obtained as a function of collision energy, using the wave packet method, are compared with the recently published time-independent quantum mechanical one. Total reaction cross sections, state-specific rate constants, opacity functions, and product state-resolved integral cross-sections have been obtained by means of the wave packet method for several collision energies and compared with recent quasi-classical trajectory results obtained with the same potential energy surface. The rate constant for OH(v 0, j 0) is in good agreement with the previous theoretical values, but in disagreement with the experimental data, except at 300 K. © 2011 American Institute of Physics. © 2011 American Institute of Physics.Partial financial support from the Scientific and Technological Research Council of TURKEY (TUBITAK) (Project No. TBAG-109T447) and Firat University Scientific Research Projects Unit (FUBAP-1775) is gratefully acknowledged. Wave packet computations have also been done on the High Performance and Grid Computing Center (TR-Grid) machine at ULAKBIM/TURKEY. O.R. acknowledges the fi- nancial support of Ministerio de Ciencia e Innovación (Spain) under Grant No. CSD2009-00038.Peer Reviewe

Thermodynamic Modeling and Experimental Validation of Acetic Acid Attack on Hardened Cement Paste: Effect of Silica Fume

Concrete structures are increasingly becoming exposed to organic acid attack conditions, such as those found in agriculture and food-related industries. This paper aims to experimentally verify the thermodynamic modeling of cement pastes under acetic acid attack. For this, a modeling approach implemented in IPHREEQC via Matlab is described, and results are compared with measured pH and compositions of equilibrated solutions (MP-AES) as well as unreacted/precipitated solids (XRF, XRD and STA) for a wide range of acid concentrations. The 11% replacement of cement by silica fume (SF) led to a 60 or 70% reduction (measured or modeled, respectively) of Portlandite content in the hardened cement paste due to the pozzolanic reaction resulting in higher content of CSH phases, which has effects on the progression of dissolution processes and a resulting pH with increased acid concentrations. Considering that no fitting parameter was used, the model predictions showed good agreement with measured values of pH, dissolved ion concentrations and composition of the remaining (degraded) solids overall. The discrepancies here were more pronounced at very high acid concentrations (equilibrium pH < ~4), i.e., after the full dissolution of hydrate phases due to limitations in the model used to describe Al-, Si- and Fe-gel phases and/or identified experimental challenges in precipitation of calcium and aluminum acetate hydrates