Refine
Document Type
- Article (5)
- Doctoral Thesis (1)
Has Fulltext
- yes (6)
Is part of the Bibliography
- no (6)
Keywords
- 32D progenitor cells (1)
- Biomarkers (1)
- Complexin 1 (1)
- G3BP (1)
- Kristallstrukturanalyse (1)
- PARK4 (1)
- Parkinson’s disease (1)
- Rapid eye movement sleep behavior disorder (1)
- Rho GTPases (1)
- Tetraederstruktur (1)
- adhesion (1)
- development (1)
- functional magnetic resonance imaging (fMRI) (1)
- homing (1)
- lethal toxin (1)
- migration (1)
- object tracking (1)
- selective attention (1)
- toxin B (1)
- visuo-spatial attention (1)
- α-synuclein (1)
Institute
Analyse und Vorhersage von Kristallstrukturen tetraederförmiger Moleküle und fehlgeordneter Phasen
(2012)
Die Kristallstrukturen tetraederförmiger EX4-Moleküle mit E = C, Si, Ge, Sn, Pb und X = F, Cl, Br, I konnten in sieben Strukturtypen eingeteilt werden. In fast allen Verbindungen nehmen die Halogenatome eine verzerrte Kugelpackung (ccp, hcp, bcc, cp) ein. Die E-Atome besetzen in den dichtesten Kugelpackungen 1/8 aller Tetraederlücken, wobei sich für diese Atome ebenfalls eine Anordnung wie für verzerrte Kugelpackungen ergibt (cp, ccp, hcp). In den anderen Fällen (bcc, cp für die Anordnung der Halogenatome) ergibt sich für die Anordnung der E-Atome selbst ebenfalls eine verzerrte Kugelpackung (bcc, s). Dabei steht s für die Anordnung der E-Atome analog der Schwefelatome im Pyrit (FeS2). Jeder Strukturtyp unterscheidet sich in der Art der kürzesten Halogen-Halogen-Wechselwirkungen. Die in der Literatur für halogenierte organische Verbindungen beschriebenen Typen der Wechselwirkung lassen sich auch bei den EX4-Verbindungen finden. Die E-X-X-Winkel liegen in einem Bereich von 80-100° und 130-160° und sind damit etwas kleiner als für die halogenierten organischen Verbindungen. Mit Hilfe von Gitterenergieminimierungen konnten diverse potentielle Polymorphe für die EX4-Verbindungen vorhergesagt werden.
Eine vollständige Kristallstrukturvorhersage wurde für SiBr4 durchgeführt. Für diese Vorhersage wurden die Van-der-Waals-Parameter neu bestimmt. Dazu wurde das Br-Br-Potential mit Hilfe von Vergleichsrechnungen an den beiden experimentellen Strukturen des GeBr4 in den Raumgruppentypen Pa3, Z = 8 (s/ccp), und P21/c, Z = 4 (hcp/hcp), optimiert. Für die Vorhersage des SiBr4 konnten zwei der vorhergesagten Strukturen durch extern durchgeführte Kristallisationsexperimente bestätigt werden. Eine Hochtemperaturmodifikation kristallisiert oberhalb von 168K im Raumgruppentyp Pa3, Z = 8 im Strukturtyp s/ccp. Diese Struktur konnte bei der Vorhersage auf Rang 9 gefunden werden. Die Tieftemperaturmodifikation, die unterhalb von 168K vorliegt, kristallisiert im Raumgruppentyp P21/c, Z = 4 (Strukturtyp hcp/hcp). Diese Struktur hat Rang 4 der Vorhersage. Die vorhergesagten und experimentellen Strukturen zeigen nur geringe Abweichungen voneinander.
Für die tetraederförmigen E(CH3)4-Moleküle wurden für Tetramethylsilan und Tetramethylgerman vollständige Kristallstrukturvorhersagen durchgeführt. Die energetisch günstigste Struktur ist für beide Verbindungen im Raumgruppentyp Pa3 mit Z = 8 zu finden. Die energetisch zweitgünstigste Struktur hat den Raumgruppentyp Pnma mit Z = 4. Für Tetramethylsilan konnten die Strukturen mit Rang 1 und 2 experimentell bestätigt werden. Eine Hochdruckmodifikation des Tetramethylsilans kristallisiert im Raumgruppentyp Pa3 mit Z = 8. Diese Struktur entspricht der berechneten energetisch günstigsten Struktur auf Rang eins. Ihr konnte der Strukturtyp s/ccp zugeordnet werden. Mit Tieftemperatur-Röntgenpulverbeugungsexperimenten konnte eine Tieftemperaturmodifikation bei T = 100 K im Raumgruppentyp Pnma, Z = 4, mit Strukturtyp ccp/hcp gefunden werden.
Gitterenergieberechnungen wurden für die Strukturanalysen von drei fehlgeordneten Phasen eingesetzt. Experimentell bestimmte Kristallstrukturen von Azulen und Pigment Red 194 haben den Raumgruppentyp P21/c, Z = 2. Die Moleküle befinden sich dabei auf einer Punktlage mit Inversionssymmetrie. Da beide Moleküle kein Inversionszentrum aufweisen, kommt es zu einer Orientierungsfehlordnung. Für die rechnerische Analyse der Fehlordnung wurden jeweils sechs geordnete Modelle ausgehend von den fehlgeordneten Strukturen erstellt, die möglichst wenige Moleküle pro Elemenarzelle aufweisen sollten. Gitterenergieberechnungen und die Auswertung der Boltzmann-Verteilung zeigten, dass in bei beiden Kristallstrukturen eine statistische Fehlordnung der Moleküle vorliegt, die sich aus mehreren geordneten Modellen aufbauen lässt. Bei Azulen ist eine geordnete Struktur im Raumgruppentyp Pa, Z = 4, energetisch etwas günstiger als die anderen Modell. Für Pigment Red 194 zeigte sich, dass die Fehlordnung unter der Annahme, dass nur die berechneten Modelle die fehlgeordnete Struktur bilden, mit über 99%iger Wahrscheinlichkeit aus den vier energetisch günstigsten Modellen Pc, Z = 2, P21, Z = 2, P21/c, Z = 4 und Pc, Z = 4 besteht.
Die dritte untersuchte fehlgeordnete Struktur ist die des Natrium-p-chlorphenylsulfonat-Monohydrats. Die Fehlordnung bezieht sich hier nur auf die Phenylringe, die dort mit einer Besetzung von 50% zueinander senkrecht stehen. Mit Hilfe der Order-Disorder-Theorie konnten zwei geordnete Modelle im Raumgruppentyp P21/c und ein weiteres geordnetes Modell im Raumgruppentyp C1c1 (Z = 16, Z'= 2) aufgestellt werden. Gitterenergieminimierungen dieser Modelle zeigten, dass sich die Fehlordnung statistisch aus allen drei Modellen zusammensetzt. Das energetisch günstigste geordnete Modell im Raumgruppentyp P21/c, Z = 8 (Z' = 2), konnte als verzwillingte Struktur aus Einkristalldaten bestätigt werden.
Rho GTPases are involved in homing and mobilization of hematopoietic stem and progenitor cells due to their impact on cytoskeleton remodeling. We have previously shown that inhibition of Rho, Rac and Cdc42 clearly impairs adhesion of normal and leukemic hematopoietic progenitor cells (HPC) to fibronectin and migration in a three-dimensional stromal cell model. Here, we identified the Ras GTPase-Activating Protein SH3 Domain-Binding Protein (G3BP) as a target gene of Rho GTPases and analysed its role in regulating HPC motility. Overexpression of G3BP significantly enhanced adhesion of murine 32D HPC to fibronectin and human umbilical vein endothelial cells, increased the proportion of adherent cells in a flow chamber assay and promoted cell migration in a transwell assay and a three-dimensional stromal cell model suggesting a strong impact on the cytoskeleton. Immunofluorescent staining of G3BP-overexpressing fibroblasts revealed a Rho-like phenotype characterized by formation of actin stress fibers in contrast to the Rac-like phenotype of control fibroblasts. This is the first report implicating a role for G3BP in Rho GTPase-mediated signalling towards adhesion and migration of HPC. Our results may be of clinical importance, since G3BP was found overexpressed in human cancers.
Parkinson's disease (PD) is a frequent neurodegenerative process in old age. Accumulation and aggregation of the lipid-binding SNARE complex component α-synuclein (SNCA) underlies this vulnerability and defines stages of disease progression. Determinants of SNCA levels and mechanisms of SNCA neurotoxicity have been intensely investigated. In view of the physiological roles of SNCA in blood to modulate vesicle release, we studied blood samples from a new large pedigree with SNCA gene duplication (PARK4 mutation) to identify effects of SNCA gain of function as potential disease biomarkers. Downregulation of complexin 1 (CPLX1) mRNA was correlated with genotype, but the expression of other Parkinson's disease genes was not. In global RNA-seq profiling of blood from presymptomatic PARK4 indviduals, bioinformatics detected significant upregulations for platelet activation, hemostasis, lipoproteins, endocytosis, lysosome, cytokine, Toll-like receptor signaling and extracellular pathways. In PARK4 platelets, stimulus-triggered degranulation was impaired. Strong SPP1, GZMH and PLTP mRNA upregulations were validated in PARK4. When analysing individuals with rapid eye movement sleep behavior disorder, the most specific known prodromal stage of general PD, only blood CPLX1 levels were altered. Validation experiments confirmed an inverse mutual regulation of SNCA and CPLX1 mRNA levels. In the 3′-UTR of the CPLX1 gene we identified a single nucleotide polymorphism that is significantly associated with PD risk. In summary, our data define CPLX1 as a PD risk factor and provide functional insights into the role and regulation of blood SNCA levels. The new blood biomarkers of PARK4 in this Turkish family might become useful for PD prediction.
Our ability to select relevant information from the environment is limited by the resolution of attention – i.e., the minimum size of the region that can be selected. Neural mechanisms that underlie this limit and its development are not yet understood. Functional magnetic resonance imaging (fMRI) was performed during an object tracking task in 7- and 11-year-old children, and in young adults. Object tracking activated canonical fronto-parietal attention systems and motion-sensitive area MT in children as young as 7 years. Object tracking performance improved with age, together with stronger recruitment of parietal attention areas and a shift from low-level to higher-level visual areas. Increasing the required resolution of spatial attention – which was implemented by varying the distance between target and distractors in the object tracking task – led to activation increases in fronto-insular cortex, medial frontal cortex including anterior cingulate cortex (ACC) and supplementary motor area, superior colliculi, and thalamus. This core circuitry for attentional precision was recruited by all age groups, but ACC showed an age-related activation reduction. Our results suggest that age-related improvements in selective visual attention and in the resolution of attention are characterized by an increased use of more functionally specialized brain regions during the course of development.
Gene-modified autologous hematopoietic stem cells (HSC) can provide ample clinical benefits to subjects suffering from X-linked chronic granulomatous disease (X-CGD), a rare inherited immunodeficiency characterized by recurrent, often life-threatening bacterial and fungal infections. Here we report on the molecular and cellular events observed in two young adults with X-CGD treated by gene therapy in 2004. After the initial resolution of bacterial and fungal infections, both subjects showed silencing of transgene expression due to methylation of the viral promoter, and myelodysplasia with monosomy 7 as a result of insertional activation of ecotropic viral integration site 1 (EVI1). One subject died from overwhelming sepsis 27 months after gene therapy, whereas a second subject underwent an allogeneic HSC transplantation. Our data show that forced overexpression of EVI1 in human cells disrupts normal centrosome duplication, linking EVI1 activation to the development of genomic instability, monosomy 7 and clonal progression toward myelodysplasia.
Background & Aims: NAFLD is a growing health concern. The aim of the Fatty Liver Assessment in Germany (FLAG) study was to assess disease burden and provide data on the standard of care from secondary care. Methods: The FLAG study is an observational real-world study in patients with NAFLD enrolled at 13 centres across Germany. Severity of disease was assessed by non-invasive surrogate scores and data recorded at baseline and 12 months. Results: In this study, 507 patients (mean age 53 years; 47% women) were enrolled. According to fibrosis-4 index, 64%, 26%, and 10% of the patients had no significant fibrosis, indeterminate stage, and advanced fibrosis, respectively. Patients with advanced fibrosis were older, had higher waist circumferences, and higher aspartate aminotransferase and gamma-glutamyltransferase as well as ferritin levels. The prevalence of obesity, arterial hypertension, and type 2 diabetes increased with fibrosis stages. Standard of care included physical exercise >2 times per week in 17% (no significant fibrosis), 19% (indeterminate), and 6% (advanced fibrosis) of patients. Medication with either vitamin E, silymarin, or ursodeoxycholic acid was reported in 5%. Approximately 25% of the patients received nutritional counselling. According to the FibroScan-AST score, 17% of patients presented with progressive non-alcoholic steatohepatitis (n = 107). On follow-up at year 1 (n = 117), weight loss occurred in 47% of patients, of whom 17% lost more than 5% of body weight. In the weight loss group, alanine aminotransferase activities were reduced by 20%. Conclusions: This is the first report on NAFLD from a secondary-care real-world cohort in Germany. Every 10th patient presented with advanced fibrosis at baseline. Management consisted of best supportive care and lifestyle recommendations. The data highlight the urgent need for systematic health agenda in NAFLD patients. Lay summary: FLAG is a real-world cohort study that examined the liver disease burden in secondary and tertiary care. Herein, 10% of patients referred to secondary care for NAFLD exhibited advanced liver disease, whilst 64% had no significant liver scarring. These findings underline the urgent need to define patient referral pathways for suspected liver disease.