Protein-Induced Modulation of Chloroplast Membrane Morphology

Organelles are surrounded by membranes with a distinct lipid and protein composition. While it is well established that lipids affect protein functioning and vice versa, it has been only recently suggested that elevated membrane protein concentrations may affect the shape and organization of membranes. We therefore analyzed the effects of high chloroplast envelope protein concentrations on membrane structures using an in vivo approach with protoplasts. Transient expression of outer envelope proteins or protein domains such as CHUP1-TM–GFP, outer envelope protein of 7 kDa–GFP, or outer envelope protein of 24 kDa–GFP at high levels led to the formation of punctate, circular, and tubular membrane protrusions. Expression of inner membrane proteins such as translocase of inner chloroplast membrane 20, isoform II (Tic20-II)–GFP led to membrane protrusions including invaginations. Using increasing amounts of DNA for transfection, we could show that the frequency, size, and intensity of these protrusions increased with protein concentration. The membrane deformations were absent after cycloheximide treatment. Co-expression of CHUP1-TM–Cherry and Tic20-II–GFP led to membrane protrusions of various shapes and sizes including some stromule-like structures, for which several functions have been proposed. Interestingly, some structures seemed to contain both proteins, while others seem to contain one protein exclusively, indicating that outer and inner envelope dynamics might be regulated independently. While it was more difficult to investigate the effects of high expression levels of membrane proteins on mitochondrial membrane shapes using confocal imaging, it was striking that the expression of the outer membrane protein Tom20 led to more elongate mitochondria. We discuss that the effect of protein concentrations on membrane structure is possibly caused by an imbalance in the lipid to protein ratio and may be involved in a signaling pathway regulating membrane biogenesis. Finally, the observed phenomenon provides a valuable experimental approach to investigate the relationship between lipid synthesis and membrane protein expression in future studies

Installation and monitoring of a field test area for external air tempering

Der Beitrag ist inhaltlich dem Forschungsprojekt „Low Exergy Utilisation - Einsatz von außen-liegender Wandtemperierung bei der Gebäudesanierung - Feldtest, CO2- Wärmepumpe mit Eisspeicher“ (kurz LEXU II, Förderkennzeichen 0327370Y) zugeordnet. Im Rahmen des Pro-jektes wurde ein Großdemonstrator mit außenliegender Wand- und Lufttemperierung (kurz aWT & aLT) zusammen mit einem niederexergetischen Versorgungssystem, bestehend aus Eisspeicher, Wärmepumpe und PVT-Hybridkollektoren realisiert. Zur Heizperiode 2018/19 wurde die „Feldtestanlage“ in Betrieb genommen, sodass derzeit Messdaten generiert wer-den. In dem Forschungsprojekt wird der Demonstrator über eine Heizperiode und eine Kühl-periode messtechnisch begleitet und ausgewertet. Dabei wird der Großdemonstrator und alle Komponenten umfassend messtechnisch ausgewertet (~300 Messwerte). Ziel des Beitrags ist eine Darstellung der Grundlagen der außenliegenden Lufttemperierung, als niederexergetische und schnell regelbare Ergänzung zur außenliegenden Wandtemperie-rung. Bei der außenliegenden Lufttemperierung wird zwischen thermisch aktivierter Be-standswand und neuem Wärmedämm-Verbundsystem ein Luftspalt geschaffen, durch den Außenluft geführt und temperiert werden kann. Diese temperierte Außenluft wird dem dahin-terliegenden Raum (im Feldtest ein Büroraum mit rund 20 m² Grundfläche und zwei Arbeits-plätzen) als Frischluft zur Verfügung gestellt. Aufbauend auf den Grundlagen wird die Inbe-triebnahme der bereits umgesetzten Feldtestfläche mit möglichen Regelstrategien geschildert. Abschließend sollen erste Messergebnisse der Feldtestfläche dargestellt und diskutiert wer-den. Interessant sind hier vor allem (im Vergleich zur außenliegenden Wandtemperierung) die möglichen Zeitkonstanten und die erreichbaren Wärmeströme nach Innen (z.B. mögliche Wärmeübertragung als Kombination aus Konvektion im Luftspalt und Wärmeleitung durch die Bestandswand). Themengebiet: Energieeffiziente Gebäude & Bauphysik und Sanierung & Behaglichkeit und Raumklim

Biomethan : Potenziale, Gas-Aufbereitung und Netzeinspeisung

Im Gegensatz zur klassischen Direktverstromung am Ort der Biogaserzeugung weist die Aufbereitung von Biogas zu Biomethan mit anschließender Einspeisung in das Erdgasnetz energiewirtschaftliche Vorteile auf:• Der Transport des aufbereiteten Biogases über das Erdgasnetz ermöglicht den hocheffizienten Einsatz in wärmegeführten KWK-Anlagen, Brennwertthermen und Erdgasfahrzeugen, wohingegen bei den derzeit ca. 7.000 Biogasanlagen ohne Gasaufbereitung trotz aller Anstrengungen bei der Erstellung von Wärmekonzepten und Satelliten-BHKW heute immer noch der größte Teil der bei der Stromerzeugung aus Biogas anfallenden Wärmeungenutzt an die Umgebung abgegeben wird,• Darüber hinaus fungiert das Erdgasnetz als Speicher, der eine räumliche und zeitliche Entkopplung der Biogaserzeugung von einem bedarfsgerechten Verbrauch ermöglicht, ohne dass ein zusätzliches Invest für Speicherinfrastruktur erforderlich ist