Charged acrylamide copolymer gels as media for weak alignment

The use of mechanically strained acrylamide/acrylate copolymers is reported as a new alignment medium for biomacromolecules. Compared to uncharged, strained polyacrylamide gels, the negative charges of the acrylamide/acrylate copolymer strongly alter the alignment tensor and lead to pronounced electroosmotic swelling. The swelling itself can be used to achieve anisotropic, mechanical strain. The method is demonstrated for the alignment of TipAS, a 17kDa antibiotic resistance protein, as well as for human ubiquitin, where alignment tensors with an AZZ,NH of up to 60Hz are achieved at a gel concentration of 2% (w/v). The alignment can be modulated by the variation of pH, ionic strength, and gel concentration. The high mechanical stability of the swollen gels makes it possible to obtain alignment at polymer concentrations of less than 1% (w/v

Quantification of H/D Isotope Effects on Protein Hydrogen-bonds by h3JNC′ and 1JNC′ Couplings and Peptide Group 15N and 13C′ Chemical Shifts

The effect of hydrogen/deuterium exchange on proteinhydrogen bond coupling constants h3JNC′ has been investigated in the small globular protein ubiquitin. The couplings across deuterated or protonated hydrogen bonds were measured by a long-range quantitative HA(CACO)NCO experiment. The analysis is combined with a determination of the HN/DN isotope effect on the amide group 1JNC′ couplings and the 15N and 13C′ chemical shifts. On average, H-bond deuteration exchange weakens h3JNC′ and strengthens 1JNC′ couplings. A correlation is found between the size of the 15N isotope shift, the 15N chemical shift, and the h3JNC′ coupling constants. The data are consistent with a reduction of donor-acceptor overlap as expected from the classical Ubbelohde effect and the common understanding that HN/DN exchange leads to a shortening of the N-hydron bond length. Abbreviations: H-bond - hydrogen bon

Put Your Lights On: Electrocution As a Cause of an Unexplained Fall and Loss of Consciousness

Electrical accidents are not reported very frequently, and may occur undetected as the signs are often manifold and not very specific. We report the case of a 43-year-old woman admitted to hospital due to a fall of unclear cause, with loss of consciousness, partial amnesia, paresis of both legs and crush syndrome. Only by thorough and repeated history-taking, and a careful physical examination that revealed burns typical of electrical current injuries, was the case resolved. With this case presentation, we would like to make the reader aware of electrocution as a possible cause of bruises and unconsciousness of unclear origin

Improved detection of long-range residual dipolar couplings in weakly aligned samples by Lee-Goldburg decoupling of homonuclear dipolar truncation

Homonuclear 1H residual dipolar couplings (RDCs) truncate the evolution of transverse 1H magnetization of weakly aligned molecules in high-resolution NMR experiments. This leads to losses in sensitivity or resolution in experiments that require extended 1H evolution times. Lee-Goldburg decoupling schemes have been shown to remove the effects of homonuclear dipolar couplings, while preserving chemical shift evolution in a number of solid-state NMR applications. Here, it is shown that the Lee-Goldburg sequence can be effectively incorporated into INEPT- or HMQC-type transfer schemes in liquid state weak alignment experiments in order to increase the efficiency of the magnetization transfer. The method is applied to the sensitive detection of 1HN-13C long-range RDCs in a three-dimensional HCN experiment. As compared to a conventional HCN experiment, an average sensitivity increase by a factor of 2.4 is obtained for a sample of weakly aligned protein G. This makes it possible to detect 170 long-range 1HN-13C RDCs for distances up to 4.9

Effekte von verbalen und nonverbalen Suggestionen aus dem klinischen Umfeld auf die Armmuskelkraft

Patienten erleben im Krankenhaus eine Extremsituation und befinden sich in einem besonderen Bewusstseinszustand, den man als natürliche Trance beschreiben kann. In diesem Bewusstseinszustand ist die Wahrnehmung verändert und durch eine erhöhte Suggestibilität haben Worte eine größere Wirkung. Da im Krankenhausalltag häufig eine negativ geprägte Kommunikation überwiegt, wird der Patient mit vielen negativen Suggestionen konfrontiert, die wiederum negative Auswirkungen haben z.B. auf Ängstlichkeit, Schmerzempfinden, Analgetikaverbrauch und Komplikationsrisiko des Patienten. Durch positive Suggestionen können dagegen die Schmerzschwelle hochgesetzt, Übelkeit und Ängstlichkeit verringert und sogar die hämodynamische Stabilität während OPs gestärkt werden. Um die Kommunikation im Krankenhaus zu verbessern und die Effekte von negativen Suggestionen zu vermeiden, muss die Wirkung von Suggestionen objektivierbar und überprüfbar gemacht werden. Da psychische Faktoren, z.B. über Verspannungen, sich unmittelbar auf den Muskel auswirken und auch sprachliche und motorische Hirnareale in Zusammenhang stehen, erscheint die Muskelkraft als ein interessant zu untersuchender Messparameter, über den der Effekt der Suggestionen sichtbar gemacht werden könnte. Zudem ist die Stabilität der Muskelkraft im Heilungsprozess für den Patienten von Bedeutung und durch die Dynamometrie ist eine exakte und wissenschaftlich erprobte Methode zur Messung gegeben. Methoden Mit Ethikvotum und schriftlicher Einwilligung wurden 46 Probanden in die Studie aufgenommen. Zu verschiedenen, relevanten Themen aus dem klinischen Umfeld wurden jeweils zwei Suggestionen verwendet: eine zuvor als positiv und eine als negativ bewertete Version desselben Themas. Es wurden Suggestionen zu verschiedenen Themen der medizinischen Praxis in Form von Wortlisten, von Sätzen und Situationen, sowie nonverbale Suggestionen in Form von Bildern und Videoclips angeboten. Nach jeder gegebenen Suggestion wurde mittels eines Dynamometers die maximale Armmuskelkraft bei Abduktion des Armes um 90° gemessen, wobei die Position des Probanden über ein Band am Handgelenk und Markierungen am Boden genau definiert war. Die Ergebnisse des Muskeltests wurden relativ zu einem Ausgangswert angegeben, der aus einer Reihe von Messwerten ohne Gabe von Suggestionen gemittelt wurde. Zwischen den Messungen wurden Pausen gegen Ermüdung und Rechenaufgaben zur Löschung der Suggestionen eingesetzt. Zu einem späteren Zeitpunkt wurde in Gruppen die Suggestibilität der Probanden, wie in Suggestions- und Hypnosestudien üblich, mittels Harvard Group Scale of Hypnotic Susceptibility (HGSHS Form: A) getestet, um die Probanden entsprechend in niedrig-, mittel- und hochsuggestibel einzuteilen. Zur statistischen Auswertung wurden Mittelwerte und Standardabweichungen, sowie der Median bei nicht normalverteilten Stichproben berechnet. Der Spearman-Rho-Test wurde zur Ermittlung möglicher Korrelationen verwendet. Die einzelnen Gruppen wurden auf die Gleichheit des Lageparameters mit dem Friedman-Test untersucht, bei signifikanten Ergebnissen wurde zudem der Wilcoxon - Test mit Bonferroni-Holm-Korrektur angewandt. Ergebnisse Die Suggestionen zeigten einen unmittelbaren Effekt auf die Muskelkraft. Alle negativen Suggestionen verminderten die Maximalkraft, die positiven erhöhten sie nicht signifikant zum Ausgangswert, jedoch zeigte sich in den meisten Fällen eine signifikante Steigerung der Kraft von der negativen Version A zur positiven Version B der Suggestion. Bei den Wortlisten wurden keine Effekte beobachtet. Die Sätze hatten zum Thema die Beruhigung des Patienten, die Symptomerfragung, die Narkoseeinleitung und die medizinische Aufklärung. Bei der Beruhigung des Patienten unterschieden sich die Ergebnisse beider Versionen nicht wesentlich. Die folgenden drei Suggestionspaare zeigten jeweils ähnliche Reaktionen: Die negative Version A rief eine signifikante Erniedrigung der Kraft hervor, während die Kraft bei der positiven Version B auf dem Ausgangsniveau blieb. Die Steigerung der Kraft von Version A zu Version B war in diesen drei Fällen signifikant. Die Situationen hatten von allen Suggestionen die stärksten Effekte. Die Vorstellung einer als negativ erlebten Situation in der Vergangenheit rief eine starke Verminderung der Kraft hervor. Bei der Erinnerung einer positiven Vergangenheit blieb die Kraft auf Ausgangsniveau. Die Erwartung einer ungewissen Zukunft führte ebenfalls zu einer signifikanten Erniedrigung der Muskelkraft, die durch die Fokussierung auf die Gegenwart wieder gehoben werden konnte. Bei beiden Situationspaaren war die Krafterhöhung von Version A auf Version B signifikant. Die nonverbalen, visuellen Suggestionen drehten sich um die Narkoseeinleitung, den Patiententransport im Krankenhaus und den Blick aus dem Krankenzimmer. Durch die negative Version wurde jeweils die Kraft signifikant vermindert. Die positiven Versionen der Narkoseeinleitung und des Patiententransports waren bezüglich der Armkraft neutral, bzw. bewirkten eine im Vergleich zu Version A signifikante Steigerung der Kraft auf Ausgangswertniveau. Die letzte Suggestion zum Blick aus dem Krankenzimmer bewirkte in der negativen sowie der positiven Version eine erniedrigte Kraft, beide unterschieden sich nicht signifikant voneinander. Die Suggestibilitätsuntergruppen zeigten außer in wenigen Fällen keine signifikant unterschiedlichen Ergebnisse untereinander und zur Gesamtheit der Probanden. Auch ergab sich keine Korrelation zwischen der Reaktionsstärke des einzelnen Probanden und seinem Suggestibilitätsscore. Diskussion Negative Suggestionen riefen in fast allen Fällen eine Kraftverminderung hervor, positive Suggestionen keine Erhöhung der Kraft, jedoch meistens eine Wiederherstellung des Ausgangswertniveaus und eine Krafterhöhung im Vergleich zur negativen Version der Suggestion. Die Wortlisten zeigten keinen Effekt, sodass anzunehmen ist, dass Worte nur in einen Kontext eingebettet wirken. Die negativen Sätze riefen Kraftminderungen hervor. Flapsige, negativ konnotierte Ausdrücke, sowie nicht ernst gemeinte Floskeln zur vermeintlichen Beruhigung des Patienten sollten demnach vermieden werden. Stattdessen sollten Worte gewählt werden, die Sicherheit und Vertrauen fördern. Bei wichtigen Themen wie der Narkoseeinleitung und der medizinischen Aufklärung ist unumstritten, dass über Medikamentenwirkungen und Risiken aufgeklärt werden muss, jedoch lässt sich die Art der Aufklärung patientenfreundlicher gestalten, indem die Risiken genannt werden in Kombination mit dem Nutzen der Behandlung oder mit Maßnahmen zur Risikominderung etc. Die Situationen hatten den stärksten Effekt auf die Kraft, darunter die Vorstellung einer negativen Situation in der Vergangenheit. Patienten werden im klinischen Alltag immer wieder dazu aufgefordert, anamnestische Beschwerden, Befunde und Diagnosestellungen zu berichten, wodurch diese negativen Erinnerungen konsolidiert werden und eine Schwächung des Patienten hervorrufen können. Stattdessen sollten positive Erinnerungen und positive Vorstellungen der Zukunft, patienteneigene Ressourcen oder die Fokussierung auf das Hier&Jetzt gefördert und verstärkt werden. Auch für nonverbale Suggestionen zeigt sich, dass mit einfachen, geringen Veränderungen eine Schwächung des Patienten vermieden werden kann. Dass die positiven Suggestionen keine Steigerung der Kraft über das Maximalniveau hinaus bewirkten, könnte daran gelegen haben, dass schon die Vorstellung, sich in einem Krankenhaus zu befinden, eine negative Suggestion ist, die den positiven Effekt abschwächt. Die Suggestibilität hatte keinen Einfluss auf die Reaktion der Probanden. So unterschieden sich die Suggestibilitätsuntergruppen der Hoch- und Niedrigsuggestiblen in ihren Ergebnissen nicht voneinander und auch die Reaktionsstärke des einzelnen Probanden korrelierte nicht mit dem Punktwert der Suggestibilität. Dieses Ergebnis ist ein Hinweis darauf, dass wahrscheinlich persönliche Erfahrungen und Einstellungen eine größere Rolle spielen als die Suggestibilität des Patienten und dass Suggestionen für eine breite Allgemeinheit wirksam sind und nicht nur für eine Gruppe Hochsuggestibler. Die klinische Relevanz der vorliegenden Studie ergibt sich zum einen daraus, dass es sich um verbreitete und repräsentative Suggestionen aus dem medizinischen Umfeld handelt, zum anderen daraus, dass ejne muskuläre Schwächung des Patienten für seine Sicherheit und Mobilisierbarkeit ungünstig ist. Die Dynamometrie erweist sich als eine einfache, exakte Methode, durch die Suggestionen und alternative Formulierungen getestet werden können. Somit können positive Suggestionen identifiziert werden, mit denen eine Verbesserung der Kommunikation im Krankenhaus ermöglicht wird. Neben der Verbesserung der Kommunikation ist die Erhaltung der Maximalkraft für Patienten im Krankenhaus von Bedeutung, um Komplikationen wie etwa Pneumonien oder Stürze zu verhindern. Durch die Verwendung von positiven Suggestionen kann außerdem ein vertrauensvolles Arzt-Patienten-Verhältnis unterstützt, eine positive Atmosphäre im Krankenhaus ermöglicht und Wertschätzung für den Patienten und die Arbeit des Arztes und des Pflegepersonals geschaffen werden

Biophysical and structural investigation of bacterially expressed and engineered CCR5, a G protein-coupled receptor

The chemokine receptor CCR5 belongs to the class of G protein-coupled receptors. Besides its role in leukocyte trafficking, it is also the major HIV-1 coreceptor and hence a target for HIV-1 entry inhibitors. Here, we report Escherichia coli expression and a broad range of biophysical studies on E. coli-produced CCR5. After systematic screening and optimization, we obtained 10mg of purified, detergent-solubilized, folded CCR5 from 1L culture in a triply isotope-labeled (2H/15N/13C) minimal medium. Thus the material is suitable for NMR spectroscopic studies. The expected α-helical secondary structure content is confirmed by circular dichroism spectroscopy. The solubilized CCR5 is monodisperse and homogeneous as judged by transmission electron microscopy. Interactions of CCR5 with its ligands, RANTES and MIP-1β were assessed by surface plasmon resonance yielding KD values in the nanomolar range. Using size exclusion chromatography, stable monomeric CCR5 could be isolated. We show that cysteine residues affect both the yield and oligomer distribution of CCR5. HSQC spectra suggest that the transmembrane domains of CCR5 are in equilibrium between several conformations. In addition we present a model of CCR5 based on the crystal structure of CXCR4 as a starting point for protein engineerin