New insight into the dynamic properties and the active site architecture of H-Ras p21 revealed by X-ray crystallography at very high resolution

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>In kinetic crystallography, the usually static method of X-ray diffraction is expanded to allow time-resolved analysis of conformational rearrangements in protein structures. To achieve this, reactions have to be triggered within the protein crystals of interest, and optical spectroscopy can be used to monitor the reaction state. For this approach, a modified form of H-Ras p21 was designed which allows reaction initiation and fluorescence readout of the initiated GTPase reaction within the crystalline state. Rearrangements within the crystallized protein due to the progressing reaction and associated heterogeneity in the protein conformations have to be considered in the subsequent refinement processes.</p> <p>Results</p> <p>X-ray diffraction experiments on H-Ras p21 in different states along the reaction pathway provide detailed information about the kinetics and mechanism of the GTPase reaction. In addition, a very high data quality of up to 1.0 Å resolution allowed distinguishing two discrete subconformations of H-Ras p21, expanding the knowledge about the intrinsic flexibility of Ras-like proteins, which is important for their function. In a complex of H-Ras•GppNHp (guanosine-5'-(β,γ-imido)-triphosphate), a second Mg²⁺ion was found to be coordinated to the γ-phosphate group of GppNHp, which positions the hydrolytically active water molecule very close to the attacked γ-phosphorous atom.</p> <p>Conclusion</p> <p>For the structural analysis of very high-resolution data we have used a new 'two-chain-isotropic-refinement' strategy. This refinement provides an alternative and easy to interpret strategy to reflect the conformational variability within crystal structures of biological macromolecules. The presented fluorescent form of H-Ras p21 will be advantageous for fluorescence studies on H-Ras p21 in which the use of fluorescent nucleotides is not feasible.</p

The toxicity of cadmium and resulting hazards for human health

Cadmium (Cd) has been in industrial use for a long period of time. Its serious toxicity moved into scientific focus during the middle of the last century. In this review, we discuss historic and recent developments of toxicological and epidemiological questions, including exposition sources, resorption pathways and organ damage processes

On the difference in practical orientation between initial teacher education and in-service training

Der Beitrag arbeitet Charakteristika der Praxisbezüge in der mehrphasigen Lehrerinnen- und Lehrerbildung heraus. Im Zentrum steht die Lehrpersonenweiterbildung, die hinsichtlich ihres Verhältnisses zur Praxis befragt und im Weiteren mit dem Lehramtsstudium unter der Perspektive der Konfiguration von Praxisbezügen kontrastiert wird. Dies mündet in die Modellierung und die Diskussion des Praxisbezugs im berufsbiografischen Kontinuum von Lehrpersonen. (DIPF/Orig.)The importance of a practical orientation (including professional practice) in teacher education is beyond dispute. Taking this perspective, the article reflects on the differences between initial teacher education and in-service training as two different stages of teacher qualification and professional development. For this purpose, the article focuses especially on the role of teaching experience in in-service training for practicing teacher and explains different modes and functions of relating teacher learning to practice. (DIPF/Orig.

Digitale Transformation der Hochschullehre und der Diskurs über Präsenz in Lehrveranstaltungen

Der Beitrag führt die beiden aktuellen Diskurse über Präsenz in Lehrveranstaltungen einerseits und über die digitale Transformation von Hochschullehre andererseits zusammen. Ausgehend von einer Auseinandersetzung mit verschiedenen Argumentationslinien im Diskurs über Präsenz in Lehrveranstaltungen wird erstens der Frage nachgegangen, inwiefern in der Präsenzdebatte auf die Digitalisierung rekurriert wird. Zweitens werden Implikationen von Digitalisierungskonzepten für die Präsenz von Studierenden herausgearbeitet. In diesem Rahmen erfährt u.a. die sich aufdrängende Frage nach der Angemessenheit von Präsenzforderungen in Zeiten "digitalisierter" Lehre eine Beantwortung. (DIPF/Orig.

Nekrotisierende Enterokolitis

Anhand einer retrospektiven Vergleichsstudie wurde der Verlauf der konservativen und operativen Therapie der NEC von insgesamt 58 Kindern, die in den Jahren 1995 - 2000 an den Kliniken der LMU behandelt wurden, verglichen. Dabei wurde neben der Untersuchung von allgemeinen Vergleichsparametern des Krankheitsverlaufes, der Diagnostik, der Therapie und des Outcome, speziellen Fragestellungen nachgegangen, die mit Hilfe von statistischen Testverfahren ausgewertet wurden. Die konservativen und operativen Krankheitsverläufe entsprachen in der vorliegenden Studie weitgehend den in der Literatur gefundenen Angaben. In den erweiterten speziellen Fragestellungen konnten die in der Literatur gefundenen Feststellungen bestätigt werden, dass ELBW Kinder (extremely low birth weight; < 1.000g) im Vergleich zu Kindern mit einem Geburtsgewicht über 1.000g durchschnittlich später und schwerer an einer NEC erkranken, deutlichere radiologische Untersuchungsergebnisse zeigen, eine längere Behandlungsdauer haben und eine deutlich höhere Mortalitätsrate aufweisen. Weiterhin konnte die Notwendigkeit einer differentialdiagnostischen Abgrenzung zwischen einer durch postnatale Steroidgabe induzierte isolierte Darmperforation zum Krankheitsbild der NEC herausgestellt werden. Abschließend konnte mittels des Testverfahrens der logistischen Regression in einer weiteren Analyse die Operationswahrscheinlichkeit der Gruppengesamtheit anhand signifikanter Laborveränderungen ermittelt werden

The pre-hydrolysis state of p21ras in complex with GTP: new insights into the role of water molecules in the GTP hydrolysis reaction of ras-like proteins

AbstractBackground: In numerous biological events the hydrolysis of guanine triphosphate (GTP) is a trigger to switch from the active to the inactive protein form. In spite of the availability of several high-resolution crystal structures, the details of the mechanism of nucleotide hydrolysis by GTPases are still unclear. This is partly because the structures of the proteins in their active states had to be determined in the presence of non-hydrolyzable GTP analogues (e.g. GppNHp). Knowledge of the structure of the true Michaelis complex might provide additional insights into the intrinsic protein hydrolysis mechanism of GTP and related nucleotides.Results: The structure of the complex formed between p21ras and GTP has been determined by X-ray diffraction at 1.6 Å using a combination of photolysis of an inactive GTP precursor (caged GTP) and rapid freezing (100K). The structure of this complex differs from that of p21ras–GppNHp (determined at 277K) with respect to the degree of order and conformation of the catalytic loop (loop 4 of the switch II region) and the positioning of water molecules around the γ-phosphate group. The changes in the arrangement of water molecules were induced by the cryo-temperature technique.Conclusions: The results shed light on the function of Gln61 in the intrinsic GTP hydrolysis reaction. Furthermore, the possibility of a proton shuffling mechanism between two attacking water molecules and an oxygen of the γ-phosphate group can be proposed for the basal GTPase mechanism, but arguments are presented that render this protonation mechanism unlikely for the GTPase activating protein (GAP)-activated GTPase

Vom Bedeutungsverlust zur Bedeutungslosigkeit? Neun Thesen zur Situation politischer Erwachsenenbildung

Politische Erwachsenenbildung verharrt in einer tiefen Krise - diese Diagnose ist keineswegs neu, aber die Symptome häufen sich und beunruhigen immer mehr. Die Krise wurde in den vergangenen zwei Dekaden zum treuen Begleiter, zum Bestandteil der langen Geschichte politischer Erwachsenenbildung, deren Höhepunkte lange zurückliegen. Im Folgenden sollen thesenartig einige - wesentliche - Merkmale, Ursachen und Folgen der anhaltenden Krise skizziert werden, um zur Reflexion, zur Diskussion, ja zum Widerspruch anzuregen, in jedem Fall aber um die existenziellen Probleme und Herausforderungen (wieder) ins Bewusstsein zu rücken