Untersuchung der Reaktionszyklen von Chaperoninen aus Escherichia coli und Thermoplasma acidophilum mit Hilfe der Neutronenkleinwinkelstreuung

Untersuchung der Reaktionszyklen von Chaperoninen aus Escherichia coli und Thermoplasma acidophilum mit Hilfe der Neutronenkleinwinkelstreuung Am Thermosom wurden bisher noch keine Komplexe untersucht. Hier war von großem Vorteil, daß bei SANS kein Strahlenschaden auftritt und damit Proben modifiziert und anschließend noch einmal gemessen werden konnten. a) b) c) Abbildung 5.2: schematische Darstellung verschiedener Thermosom-Konformationen: a) offenen Konformation, b) geschlossene Konformation c) Bullet-Konformation Ergebnisse Ergebnisse zu GroE - Zum Verständnis der allosterischen Wechselwirkungen innerhalb von GroEL wurde die Lösungsstruktur einer „single-ring“-Mutante von GroEL untersucht. Die Strukturen von apo-single-ring-GroEL und ADP-Komplexen aus protoniertem singlering- GroEL und protoniertem GroES unterscheiden sich nicht oder nicht meßbar von den entsprechenden Strukturen im Kristall. Bei einer Messung mit ADP-Komplexen aus unsichtbarem single-ring-GroEL und sichtbarem GroES wurde dagegen in der Lösungsstruktur eine im Kristall nicht vorhandene Konformationsänderung von GroES beobachtet. Dies bestätigt frühere mit wild-type GroEL durchgeführte Versuche. - Symmetrische Komplexe aus GroEL und GroES, sogenannte Football-Komplexe, werden als wichtiger Zwischenschritt im GroE-Reaktionszyklus diskutiert. In Anwesenheit von AMP-PNP konnten Football-Komplexe aus protoniertem, gematchtem GroEL und deuteriertem GroES nachgewiesen werden. In der Neutronenstreuung zeigen diese Komplexe eine charakteristische Hantelstruktur. Die beiden GroES-Moleküle haben einen Abstand von ca. 200Å (siehe Pfeil in Abb. 5.1c). Mit einer Titratonsreihe konnten wir die Dissoziationskonstante des zweiten GroES-Heptamers in diesen Komplexen mit einem Wert von 2×10-7M bestimmen. - Der Phage T4 hat ein Gen für ein eigenes Co-Chaperonin, GP31, das eine starke Analogie zu GroES aufweist. Wir verglichen die beiden Co-Chaperonine, um zu verstehen, warum GP31 lebenswichtig für den Phagen ist. Aus GroEL und GP31 wurden dazu in Anwesenheit von AMP-PNP Football-Komplexe gebildet. Bei diesen Komplexen ist das Co-Chaperonin etwa 5Å weiter vom Zentrum des Gesamtkomplexes entfernt, als im Fall der GroEL-GroES-Komplexe. Dieses Ergebnis unterstützt die These, GP31 sei nötig, um für die Faltung des Phagenproteins GP23 einen größeren Anfinsen-Cage zu schaffen. GP31 scheint unter vergleichbaren Bedingungen stärker zur Bildung von Football-Komplexen zu neigen als GroES. Bei der Bindung an GroEL ändern GP31 und GroES ihre Konformation. - In Verdrängungsversuchen wurde das Bindungsverhalten von GroES und GP31 an GroEL untersucht. Hierzu wurden mit Hilfe von ADP-Komplexen aus sichtbarem GroEL mit sichtbarem Co-Chaperonin vorgeformt. Das sichtbare Co-Chaperonin wurde dann mit unsichtbarem GroES verdrängt, so daß in den neugebildeten Komplexen nur noch GroEL ein Streusignal gab. Die beobachteten Zerfallsreaktionen mit Halbwertszeiten in der Größenordnung von Stunden lassen sich mit zwei Exponentialfunktionen beschreiben. Dies ist ein Indiz für das Auftreten von verschiedenen Populationen an GroEL-Co-Chaperonin-Komplexen. In allen Fällen waren die Dissoziationsraten bei den GroEL-GP31-Komplexe geringer als bei GroEL-GroES-Komplexen. Komplexe von GroEL mit GP31 sind also stabiler als solche mit GroES. - Bei einer Reihe von Versuchen mit GroEL und Substratprotein (MPB-Y283D) konnten unter anderem 1:2 Komplexe aus GroEL und Substrat und Trans-Komplexe aus GroEL, GroES und Substrat nachgewiesen werden. Diese Experimente zeigten übereinstimmend einen Abstand von 60Å des MPB zum Zentrum von GroEL. Wegen der notwendigen Denaturierung von MBP und anderen Substratproteinen wurden jedoch die Streukurven sehr häufig von Aggregaten gestört. SANS-Experimente mit Substratprotein sind daher wesentlich schwieriger als Versuche mit GroES oder GP31. Ergebnisse zum Thermosom - Die geschlossene Konformation von Thermosom in der Kristallstruktur rührt nicht von der Bindung von Mg-ADP-AIF3 her, sondern vom für die Kristallisation verwendeten Ammoniumsulfat . In Anwesenheit von ADP mit 2M Phosphat, schließt sich das Thermosom auch in physiologischem Puffer. Durch die hohe Phosphat- Konzentration ist davon auszugehen, daß sich in den Nukleotidbindungstaschen des Proteins neben ADP freie Phosphat-Ionen befinden. Die Konformation entspricht also dem Zustand unmittelbar nach der ATP-Spaltung. Wird die Probe auf 50°, die physiologische Temperatur von T. acidophilum, erwärmt, schließt sich das Thermosom in Anwesenheit von ATP. In Kombination mit den Messungen an anderen Thermosom-Nukleotid-Komplexen konnten damit Zwischenzustände im strukturellen Reaktionszyklus des Chaperonins charakterisiert werden. - Bei einer Reihe von Pufferbedingungen wurde die Bildung von Komplexen höherer Ordnung beobachtet. Von anderen Autoren war aufgrund von EM-Arbeiten vorgeschlagen worden, daß Thermosom kein Chaperonin, sondern ein Baustein des Cytoskeletts ist (Trent et al., 1997, 1998). Für die von uns gefundenen Strukturen sind Thermosom-Filamente jedoch keine befriedigenden Modelle. Da sich diese Komplexe höherer Ordnung in der Lösung außerdem bei einer Annäherung an physiologische Bedingungen auflösen, kann davon ausgegangen werden, daß sie in vivo nicht relevant sind. methodische Ergebnisse - Es wurde gezeigt, daß GroEL und GroES einen sehr homogenen Deuterierungsgrad haben, wenn die Bakterien vor der Reinigung unter gut kontrollierten Wachstumsbedingungen im Fermenter gezogenen werden. Das Protein erscheint dann in Kontrastausgleichsexperimenten im geeigneten Puffer, in unserem Fall nahe 99% D2O, als unsichtbar. - In einer Reihe von „stopped-flow“-Messungen wurde gezeigt, daß mit SANS (bei einer Aufsummierung von Daten mehrerer Messungen) grundsätzlich eine Zeitauflösung bis in den Sekundenbereich bei Experimenten an GroEL oder vergleichbar großen Molekülen möglich ist. Um biologisch relevante Ergebnisse erreichen zu können, ist jedoch weitere Arbeit an der Instrumentierung, speziell der Mischapparatur nötig

Erfolgsfaktoren im Ökolandbau - Erfolgsfaktoren im Ökolandbau aus betriebswirtschaftlicher Sicht

In einer ersten Analyse vorhandener Daten der Unternehmensauswertung Ökolandbau wurden wirtschaftliche Erfolgsfaktoren für Ökobetriebe in Sachsen herausgearbeitet. Hierbei konnte auf einen Datenpool von 16 Ökobetrieben über drei Wirtschaftsjahre zurückgegriffen werden. Die Analyse erfolgte in Form einer Stärken-Schwächen-Analyse auf den Ebenen Betrieb, Betriebszweig und Produktionsverfahren. Für das wirtschaftliche Ergebnis des Gesamtbetriebes war der Arbeitskräftebesatz eines der wichtigsten Einflusskriterien. Im Betriebszweig Marktfruchtbau konnten auf den guten Standorten die besten Ergebnisse erzielt werden. Die Milchviehhaltung war bei niedrigen Futterkosten und hohem Grundfutteranteil am rentabelsten. In der Mutterkuhhaltung hatte die Größe des Tierbestandes den wichtigsten Einfluss auf das Ergebnis des Betriebszweiges. In einer weiteren geplanten Tiefenanalyse sollen die Aussagen verifiziert werden

Einfluss von Ozon, CO2 und Trockenstress auf das Wachstum und die Pollenproduktion der Beifuß-Ambrosie (Ambrosia artemisiifolia)

Klimaveränderungen beeinflussen das pflanzliche Wachstum und können auch einen Einfluss auf den Pollen haben. Wichtige Faktoren sind dabei erhöhte CO2-Konzentrationen, Trockenstress und Schadstoffbelastungen. Die Pollen der Beifuß-Ambrosie gehören mit zu den stärksten Allergie-Auslösern und beeinflussen die menschliche Gesundheit. In dieser Studie wurde die Beifuß-Ambrosie über die gesamte Vegetationsperiode erhöhten CO2- (700 ppm) und Ozon- (80 ppb) Konzentrationen ausgesetzt. Ferner wurde der Einfluss von Trockenstress unter unterschiedlichen CO2-Konzentrationen untersucht. Erhöhtes CO2 und Trockenstress hatten keinen Einfluss auf die Größe, Form und Oberflächenstruktur des Pollens. Bezüglich morphologischer Parameter resultierte erhöhtes CO2 in einer Zunahme des Stängelwachstums und der Hauptinfloreszenz, sowie vermehrter Pollenproduktion. Trockenstress führte zu einem reduzierten Wachstum des Stängels und der Hauptinfloreszenz und verringerter Pollen-Ausbeute. Erhöhte Ozon-Werte führten tendenziell zu einer geringeren, statistisch jedoch nicht signifikant veränderten Pollenausbeute. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass Klimaveränderungen die Entwicklung von Ambrosia-Pollen beeinflussen und dadurch auch die öffentliche Gesundheit beeinträchtigen.Stichwörter: Allergie, Infloreszenz, Klimawandel, Luftschadstoff, Stängel, VegetationsperiodeEffects of ozone, CO2 and drought stress on the growth and pollen production of common ragweed (Ambrosia artemisiifolia)Climate change will affect the growth of plants and may also influence the production of pollen. The important factors influencing climate change are increased CO2 concentrations, drought and air pollution. Common ragweed pollen is known to be strongly allergenic, thereby affecting human health. In this study, common ragweed plants were grown over an entire vegetation period under conditions of twice the ambient level of CO2 (700 ppm) and ozone (80 ppm), respectively. Furthermore, the effect of soil drought combined with different CO2 levels was investigated. Scanning electron microscopy showed no change in surface morphology and size of CO2- and drought-treated pollen. Regarding morphological parameters, elevated CO2 resulted in an increased length of the stem and the main inflorescence and higher pollen yields, whereas drought reduced the stem and inflorescence lengths and resulted in a lower pollen yield, a result that was mitigated by elevated CO2. Twice the ambient level of ozone tends to result in a reduced pollen yield. However, this was not statistically significant. These findings support the idea that the conditions of climate change will influence the development of common ragweed pollen, thereby affecting public health.Keywords: Allergy, air pollution, inflorescence, climate change, stem, vegetation perio

Erfolgsfaktoren im Ökolandbau - Erfolgsfaktoren im Ökolandbau aus betriebswirtschaftlicher Sicht

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Религиозная толерантность и свобода совести: история, теория вопроса

Анализируется содержание таких понятий, как свобода совести и религиозная толерантность, дается историческая справка о становлении и развитии этих принципов, обращается внимание на проблемы их реализации в современных общественных отношениях

On Joint Representation Learning of Network Structure and Document Content

Inspired by the advancements of representation learning for natural language processing, learning continuous feature representations of nodes in networks has recently gained attention. Similar to word embeddings, node embeddings have been shown to capture certain semantics of the network structure. Combining both research directions into a joint representation learning of network structure and document content seems a promising direction to increase the quality of the learned representations. However, research is typically focused on either word or network embeddings and few approaches that learn a joint representation have been proposed. We present an overview of that field, starting at word representations, moving over document and network node representations to joint representations. We make the connections between the different models explicit and introduce a novel model for learning a joint representation. We present different methods for the novel model and compare the presented approaches in an evaluation. This paper explains how the different models recently proposed in the literature relate to each other and compares their performance