Degradation of Chloroaromatics: Purification and Characterization of a Novel Type of Chlorocatechol 2,3-Dioxygenase of Pseudomonas putida GJ31

A purification procedure for a new kind of extradiol dioxygenase, termed chlorocatechol 2,3-dioxygenase, that converts 3-chlorocatechol productively was developed. Structural and kinetic properties of the enzyme, which is part of the degradative pathway used for growth of Pseudomonas putida GJ31 with chlorobenzene, were investigated. The enzyme has a subunit molecular mass of 33.4 kDa by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis. Estimation of the native Mr value under nondenaturating conditions by gel filtration gave a molecular mass of 135 ± 10 kDa, indicating a homotetrameric enzyme structure (4 × 33.4 kDa). The pI of the enzyme was estimated to be 7.1 ± 0.1. The N-terminal amino acid sequence (43 residues) of the enzyme was determined and exhibits 70 to 42% identity with other extradiol dioxygenases. Fe(II) seems to be a cofactor of the enzyme, as it is for other catechol 2,3-dioxygenases. In contrast to other extradiol dioxygenases, the enzyme exhibited great sensitivity to temperatures above 40°C. The reactivity of this enzyme toward various substituted catechols, especially 3-chlorocatechol, was different from that observed for other catechol 2,3-dioxygenases. Stoichiometric displacement of chloride occurred from 3-chlorocatechol, leading to the production of 2-hydroxymuconate.

Überwachung von NSO-Heterocyclen an Teeröl-kontaminierten Standorten

Kurzfassung: An Teeröl-kontaminierten Standorten kommen neben Schadstoffen wie homocyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen auch NSO-heterocyclische Kohlenwasserstoffe vor, die bislang nicht routinemäßig überwacht werden, obwohl die Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung dies explizit fordert. Im Zuge des BMBF-Förderschwerpunktes "KORA - Kontrollierter natürlicher Rückhalt und Abbau von Schadstoffen bei der Sanierung kontaminierter Grundwässer und Böden” wurden mehrere Teeröl-kontaminierte Standorte in Deutschland untersucht und in Verbindung mit weiteren Literaturdaten zu Toxizität und Persistenz Prioritärsubstanzen abgeleitet, die wir empfehlen, in die Routineanalytik zur Beurteilung von Natural Attenuation- Prozessen aufzunehmen. Für den Nachweis und die Quantifizierung der Verbindungen wurden verschiedene Analysemethoden entwickel

Bodengeomorphologie des oberen Bagrot-Tales (Karakorum/Nordpakistan)

Mit Hilfe eines bodengeomorphologischen Konzepts werden für das im Karakorumgebirge Nordpakistans gelegene obere Bagrot-Tal die unterschiedlichen Bodenbildungen und deren Verteilungsmuster erfasst sowie Limitierungen und Potenziale der Pedogenese diskutiert. Die Pedodiversität dieses rezent geomorphodynamisch aktiven Untersuchungsgebietes wird auf chorischer Maßstabsebene mit Hilfe landschaftsgenetischer und geomorphologischer Kriterien charakterisiert. Die pedostratigraphische Untersuchung und Einordnung der Bodenprofile sowie zahlreiche Absolutdatierungen erlauben neben der Erklärung kleinräumiger Substrat- und Bodenwechsel Rückschlüsse auf den Zeitraum, der für die Pedogenese zur Verfügung stand. Der bodengeomorphologische Ansatz führt zu der Erkenntnis, dass unterschiedliche Prozesskombinationen mit differenzierten Frequenzen und Amplituden in den verschiedenen Prozessbereichen die jeweilige Pedodiversität bestimmen. Das wiederum bedeutet, dass z.B. in periglazialen Prozessbereichen relativ weitflächig ähnliche Bodenbildungen verbreitet sind, während in denudativen Prozessbereichen die Substratschichtung kleinräumig sehr individuell ist und damit Hinweise auf die Variabilität geogener Prozesse liefert. Die Art und Intensität der nachgewiesenen Verwitterungsmerkmale zeigen deutlich eine Abhängigkeit vom Grad der Standortstabilität und damit von der Dauer ungestörter Pedogenese (Zeitfaktor). Die Bodenbildungspotenziale im Untersuchungsgebiet werden daher wesentlich durch die Dauer der geomorphodynamisch stabileren Phasen gesteuert. Desweiteren beeinflusst der Lösskreislauf die Bodenbildungspotenziale, da mit der Lössakkumulation zum einen die betreffenden Oberflächen verjüngt werden und zum anderen aufgrund der feinen Körnung ein für die chemische Verwitterung förderliches Material zur Verfügung gestellt wird. Ein weiterer wesentlicher Bodenbildungsfaktor ist die Wasserbewegung im Boden, die in Abhängigkeit vom Niederschlag zur Abnahme der pH?Werte mit zunehmender Meereshöhe und je nach Exposition unterhalb von 3.100 bis 3.500 m zu sekundärer Carbonatisierung des Solums führt. Es wird nachgewiesen, dass sich die glaziale und postglaziale Reliefentwicklung entscheidend auf die Genese der oberflächennahen Substrate, deren lithologische Zusammensetzung, physikalischen Eigenschaften sowie ihre Verteilung und somit auch auf das rezente Bodenmuster ausgewirkt hat. Sowohl die Ausgangssubstrate, als auch die Böden und Bodensedimente durchliefen eine komplexe Entwicklung in der zahlreiche Wechselwirkungen zwischen einzelnen bodenbildenden Faktoren auftraten

Donaldson-Thomas invariants and wall-crossing formulas

Notes from the report at the Fields institute in Toronto. We introduce the Donaldson-Thomas invariants and describe the wall-crossing formulas for numerical Donaldson-Thomas invariants.Comment: 18 pages. To appear in the Fields Institute Monograph Serie

3D electrothermal simulations of organic LEDs showing negative differential resistance

Organic semiconductor devices show a pronounced interplay between temperature-activated conductivity and self-heating which in particular causes inhomogeneities in the brightness of large-area OLEDs at high power. We consider a 3D thermistor model based on partial differential equations for the electrothermal behavior of organic devices and introduce an extension to multiple layers with nonlinear conductivity laws, which also take the diode-like behavior in recombination zones into account. We present a numerical simulation study for a red OLED using a finite-volume approximation of this model. The appearance of S-shaped current-voltage characteristics with regions of negative differential resistance in a measured device can be quantitatively reproduced. Furthermore, this simulation study reveals a propagation of spatial zones of negative differential resistance in the electron and hole transport layers toward the contact

3D electrothermal simulations of organic LEDs showing negative differential resistance

Organic semiconductor devices show a pronounced interplay between temperature-activated conductivity and self-heating which in particular causes inhomogeneities in the brightness of large-area OLEDs at high power. We consider a 3D thermistor model based on partial differential equations for the electrothermal behavior of organic devices and introduce an extension to multiple layers with nonlinear conductivity laws, which also take the diode-like behavior in recombination zones into account. We present a numerical simulation study for a red OLED using a finite-volume approximation of this model. The appearance of S-shaped current-voltage characteristics with regions of negative differential resistance in a measured device can be quantitatively reproduced. Furthermore, this simulation study reveals a propagation of spatial zones of negative differential resistance in the electron and hole transport layers toward the contact