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1. Die Feldbeobachtungen der vorliegenden Untersuchung sind in der Zeit vom 10. VII. bis 9. VIII. 1964 in Westspitzbergen in den Gebieten von Isfjorden und Hornsund (Abb. 2) gemacht worden. Die Fjeldheidevegetation wurde auf 58 Probeflächen von je 25 m2 untersucht. 2. Bei der Besprechung der Fjeldheidevegetation wird zunächst der Begriff »Fjeldheide» definiert und mit dem Begriff »Tundra» verglichen. Zugleich wird die Zonität der (oro)arktischen Vegetation erörtert und mit den in Grönland, Fennoskandien und Nowaja Semlja vorgenommen Zoneneinteilungen verglichen. Im Rahmen der Dreizoneneinteilung der (oro)arktischen Vegetationszone werden in Spitzbergen die mittel- und die oberoroarktische Stufe angetroffen. 3. In der untersuchten Fjeldheidevegetation wurden 5 Artengruppen und entsprechend 5 Heidetypen herausgearbeitet: 1. Deflations-, 2. Flechten-, 3. trockene und 4. frische Moosheide sowie 5.Schneebodenstellen. Die Grenze zwischen den Typen und auch zwischen den innerhalb eines jeden Typs anzutreffenden Westküsten- und Binnengebietvarianten sind fliessend. Das Westküstengebiet umfasst die Untersuchungsstellen 1-6, das Binnengebiet (=Innenfjord- und Binnenlandgebiet) die Punkte 7-20. 4. Das Westküstengebiet gehört vorwiegend ins Bereich der metamorphierten, das Binnengebiet wiederum ins Gebiet der nicht metamorphierten Gesteine. Für die Entstehung der die obigen Gebiete charakterisierenden Varianten wird jedoch nach meiner Meinung dem Grossklima die ausschlaggebende Bedeutung beigemessen. Die Westküste ist hygrisch und thermisch ozeanischer als das Binnengebiet (Abb. 6). Dieser Umstand macht sich in der Vegetation auch in den Mangenverhältnissen der Typen geltend: an der Westküste viele Deflationsheiden und SchneebodensteIlen (siehe S. 43). Ferner ist die Höhengrenze der mittelarktischen Stufe an der Westküste tiefer (siehe S. 43). Die Phänologie der Pflanzen lässt an der Westküste Verspätung der Entwicklung erkennen (siehe Tab. 9 und 10). An der Westküste steht die Fjeldheidevegetation auf gröberem Untergrund (siehe Tab. 8), und das Eis reicht weiter herunter als im Binnengebiet. 5. Beim Vergleich der Fjeldheidetypen miteinander wurden Unterschiede in der Dicke des Auftaubodens und in der Phänologie der Pflanzen beobachtet, welche Umstände mit der Dicke der Schneedecke zusammenhängen dürften. Die Dicke des Auftaubodens wird zu den frischen Moosheiden hin geringer und nimmt dann an den SchneebodensteIlen wieder zu (Tab. 8). Die Entwicklung der Pflanzen setzt umso zeitiger ein, je trockener der Typ ist (Tab. 9 und 10). 6. Mit Hilfe der Literatur wird der Versuch gemacht, Vegetationen ausfindig zu machen, die sich mit den Fjeldheidetypen Spitzbergens identifizieren (= Horistisch gleichartig sind; vgL Abb. 11) oder vergleichen lassen (= floristisch andersartig, aber an mehr oder minder gleichartigen Standorten). Zusammenfassend wird hauptsächlich anhand der Literatur ein vorläufiger Vorschlag für die Vegetations gebiete Spitzbergens gemacht (Abb. 10).
Australia has a diversity of vectors and vector-borne human diseases. Mosquito-borne arboviruses are of greatest concern, but there are issues with other vector and pathogen systems. Mosquitoes were responsible for more than 35,000 cases of Ross River virus during 1991-1997. Barmah Forest virus is increasing nationwide, and unidentified bunyaviruses suspected of causing illness have been isolated. Cases of Murray Valley encephalitis have occurred in 14 of the past 20 years in northern Australia. Dengue is a continuing problem for northern Queensland, with various serotypes being active. Japanese encephalitis has appeared in the Torres Strait Islands and threatens mainland Australia. Although malaria is eradicated, almost 1,000 cases are imported annually and occasional cases of local transmission occur. With ticks, paralysis in children occurs annually in eastern Australia. Tick typhus (Queensland Tick Typhus--Rickettsia australis) occurs down the east coast, and (Flinders Island Spotted Fever--Rickettsia honei) in Bass Strait and probably Tasmania. Lyme disease is reported but its presence is controversial. Fleas were responsible for a recent outbreak of murine typhus (Rickettsia typhi) in Western Australia. Mites cause scrub typhus (Orientia tsutsugamushi), and there was a recent fatality in the Northern Territory. Overall, resources for investigation and control of vector-borne disease have generally been meager. However, various avenues of basic and applied research have been pursued, and have included investigations into mosquito ecology, vector competence, disease epidemiology, and vector control. Disease surveillance programs vary between states, and mosquito control programs are organized and effective in only a few regions. There are concerns for import of vectors such as Aedes albopictus and export of pathogens such as Ross River virus; the former has occurred but the species has not become established, and the latter has occurred and has resulted in a major outbreak in the South Pacific. The predicted scenarios of increased temperature and rainfall with global warming are also causing concern for increases in vector-borne diseases, particularly the endemic arboviruses. Interest by health authorities is gravitating more towards epidemiological reporting and less towards public health action. In many respects, humans have much to do to get "on top" of vectors and their pathogens "down under" in Australia.
The Siwalik formations of northern Pakistan consist of deposits of ancient rivers that existed throughout the early Miocene through the late Pliocene. The formations are highly fossiliferous with a diverse array of terrestrial and freshwater vertebrates, which in combination with exceptional lateral exposure and good chronostratigraphic control allows a more detailed and temporally resolved study of the sediments and faunas than is typical in terrestrial deposits. Consequently the Siwaliks provide an opportunity to document temporal differences in species richness, turnover, and ecological structure in a terrestrial setting, and to investigate how such differences are related to changes in the fluvial system, vegetation, and climate. Here we focus on the interval between 10.7 and 5.7 Ma, a time of significant local tectonic and global climatic change. It is also the interval with the best temporal calibration of Siwalik faunas and most comprehensive data on species occurrences. A methodological focus of this paper is on controlling sampling biases that confound biological and ecological signals. Such biases include uneven sampling through time, differential preservation of larger animals and more durable skeletal elements, errors in age-dating imposed by uncertainties in correlation and paleomagnetic timescale calibrations, and uneven taxonomic treatment across groups. We attempt to control for them primarily by using a relative-abundance model to estimate limits for the first and last appearances from the occurrence data. This model also incorporates uncertainties in age estimates. Because of sampling limitations inherent in the terrestrial fossil record, our 100-Kyr temporal resolution may approach the finest possible level of resolution for studies of vertebrate faunal changes over periods of millions of years. Approximately 40,000 specimens from surface and screenwash collections made at 555 localities form the basis of our study. Sixty percent of the localities have maximum and minimum age estimates differing by 100 Kyr or less, 82% by 200 Kyr or less. The fossils represent 115 mammalian species or lineages of ten orders: Insectivora, Scandentia, Primates, Tubulidentata, Proboscidea, Pholidota, Lagomorpha, Perissodactyla, Artiodactyla, and Rodentia. Important taxa omitted from this study include Carnivora, Elephantoidea, and Rhinocerotidae. Because different collecting methods were used for large and small species, they are treated separately in analyses. Small species include insectivores, tree shrews, rodents, lagomorphs, and small primates. They generally weigh less than 5 kg. The sediments of the study interval were deposited by coexisting fluvial systems, with the larger emergent Nagri system being displaced between 10.1 and 9.0 Ma by an interfan Dhok Pathan system. In comparison to Nagri floodplains, Dhok Pathan floodplains were less well drained, with smaller rivers having more seasonally variable flow and more frequent avulsions. Paleosol sequences indicate reorganization of topography and drainage accompanying a transition to a more seasonal climate. A few paleosols may have formed under waterlogged, grassy woodlands, but most formed under drier conditions and more closed vegetation. The oxygen isotopic record also indicates significant change in the patterns of precipitation beginning at 9.2 Ma, in what may have been a shift to a drier and more seasonal climate. The carbon isotope record demonstrates that after 8.1 Ma significant amounts of C4 grasses began to appear and that by 6.8 Ma floodplain habitats included extensive C4 grasslands. Plant communities with predominantly C3 plants were greatly diminished after 7.0 Ma, and those with predominantly C4 plants, which would have been open woodlands or grassy woodlands, appeared as early as 7.4 Ma. Inferred first and last appearances show a constant, low level of faunal turnover throughout the interval 10.7–5.7-Ma, with three short periods of elevated turnover at 10.3, 7.8, and 7.3–7.0 Ma. The three pulses account for nearly 44% of all turnover. Throughout the late Miocene, species richness declined steadily, and diversity and richness indices together with data on body size imply that community ecological structure changed abruptly just after 10 Ma, and then again at 7.8 Ma. Between 10 and 7.8 Ma the large-mammal assemblages were strongly dominated by equids, with more balanced faunas before and after. The pattern of appearance and disappearance is selective with respect to inferred habits of the animals. Species appearing after 9.0 Ma are grazers or typical of more open habitats, whereas many species that disappear can be linked to more closed vegetation. We presume exceptions to this pattern were animals of the mixed C3/C4 communities or the wetter parts of the floodplain that did not persist into the latest Miocene. The pace of extinction accelerates once there is C4 vegetation on the floodplain. The 10.3 Ma event primarily comprises disappearance of taxa that were both common and of long duration. The event does not correlate to any obvious local environmental or climatic event, and the pattern of species disappearance and appearance suggests that biotic interactions may have been more important than environmental change. The 7.8 Ma event is characterized solely by appearances, and that at 7.3 Ma by a combination of appearances and disappearances. These two latest Miocene events include more taxa that were shorter ranging and less common, a difference of mode that developed between approximately 9.0 and 8.5 Ma when many short-ranging and rare species began to make appearances. Both events also show a close temporal correlation to changes in floodplain deposition and vegetation. The 7.8 Ma event follows the widespread appearance of C4 vegetation and is coincident with the shift from equid-dominated to more evenly balanced large-mammal assemblages. The 7.3 to 7.0 Ma event starts with the first occurrence of C4-dominated floras and ends with the last occurrence of C3-dominated vegetation. Absence of a consistent relationship between depositional facies and the composition of faunal assemblages leads us to reject fluvial system dynamics as a major cause of faunal change. The close correlation of latest Miocene species turnover and ecological change to expansion of C4 plants on the floodplain, in association with oxygen isotopic and sedimentological evidence for increasingly drier and more seasonal climates, causes us to favor explanations based on climatic change for both latest Miocene pulses. The Siwalik record supports neither “coordinated stasis” nor “turnover pulse” evolutionary models. The brief, irregularly spaced pulses of high turnover are characteristic of both the stasis and pulse models, but the high level of background turnover that eliminates 65–70% of the initial species shows there is no stasis in the Siwalik record. In addition, the steadily declining species richness and abrupt, uncoordinated changes in diversity do not fit either model.
High-performance liquid chromatography (HPLC) has proved extremely versatile over the past 25 yr for the isolation and punfication of peptides varying widely in their sources, quantity and complexity. This article covers the major modes of HPLC utilized for peptides (size-exclusion, ion-exchange, and reversed-phase), as well as demonstrating the potential of a novel mixed-mode hydrophilic interaction/cation-exchange approach developed in this laboratory. In addition to the value of these HPLC modes for peptide separations, the value of various HPLC techniques for structural characterization of peptides and proteins will be addressed, e.g., assessment of oligomerization state of peptideslproteins by sizeexclusion chromatography and monitoring the hydrophilicitykydrophobicity of amphipathic cr-helical peptides, a vital precursor Tor the development of novel antimicrobial peptides. The value of capillary electrophoresis for peptide separations is also demonstrated. Preparative reversed-phase chromatography purification protocols for sample loads of up to 200 mg on analytical columns and instrumentation are introduced for both peptides and recombinant proteins. Key Words: Peptides; proteins; size-exclusion chromatography (SEC); anion-exchange chromatography (AEX); cation-exchange chromatography (CEX); mixed-mode hydrophilic interaction chromatography (HIL1C)/cation-exchange chromatography (CEX); reversed-phase high-performance liquid chromatography (RP-HPLC); preparative RP-HPLC of peptides and proteins; amino acid side-chain hydrophilicitylhydrophobicity coefficients; amino acid U-helical propensity values; amino acid side-chain stability coefficients
This is the most comprehensive analysis of higher-level relationships in Odonata conducted thus far. The analysis was based on a detailed study of the skeletal morphology and wing venation of adults, complemented with a few larval characters, resulting in 122 phylogenetically informative characters. Eighty-five genera from forty-five currently recognized families and subfamilies were examined. In most cases, several species were chosen to serve as exemplars for a given genus. The seven fossil outgroup taxa included were exemplar genera from five successively more distant odonatoid orders and suborders: Tarsophlebiidae (the closest sister group of Odonata, previously placed as a family within "Anisozygoptera"), Archizygoptera, Protanisoptera, Protodonata and Geroptera. Parsimony analysis of the data, in which characters were treated both under equal weights and implied weighting, produced cladograms that were highly congruent, and in spite of considerable homoplasy in the odonate data, many groupings in the most parsimonious cladograms were well supported in all analyses, as indicated by Bremer support. The analyses supported the monophyly of both Anisoptera and Zygoptera, contrary to the well known hypothesis of zygopteran paraphyly. Within Zygoptera, two large sister clades were indicated, one comprised of the classical (Selysian) Calopterygoidea, except that Amphipterygidae, which have traditionally been placed as a calopterygoid family, nested within the other large zygopteran clade comprised of Fraser´s "Lestinoidea" plus "Coenagrionoidea" (both of which were shown to be paraphyletic as currently defined). Philoganga alone appeared as the sister group to the rest of the Zygoptera in unweighted cladograms, whereas Philoganga + Diphlebia comprised the sister group to the remaining Zygoptera in all weighted cladograms. "Anisozygoptera" was confirmed as a paraphyletic assemblage that forms a "grade" towards the true Anisoptera, with Epiophlebia as the most basal taxon. Within Anisoptera, Petaluridae appeared as the sister group to other dragonflies.
The larvae of Orthocladiinae (Diptera: Chironomidae) of the Holarctic region : keys and diagnoses
(1983)
Ce travail fournit deux résultats principaux : 1. Calliosioma sirigosum doit être réuni à Gibbula cinemria dont il n'est qu'une forme méridionale; 2. L'étude, tout au long des côtes, du passage de Gibbula cinerara classique à l'aspect Calliosloma slrigosum, montre un curieux phénomène de double inversion : on passe d'abord de Gibbula cineraria à Calliosioma sirigosum en passant des régions septentrionales à la côte basque; puis on revient progressivement de Calliosloma slrigosum à Gibbula cineraria en passant de la côte basque à la Galice; puis on passe à nouveau progressivement de Gibbula cineraria à Calliosloma slrigosum en passant de la Galice au Sud du Portugal et au Maroc. Ces inversions successives sont à nos yeux la preuve de l'extrême sensibilité de cette espèce aux conditions climatiques. Car tout nous montre que la côte basque est un milieu de vie à peu près équivalent au Portugal, et la côte galicienne un milieu de vie à peu près équivalent à la Bretagne. L'étude des caractères généraux de la faune et de la flore est venue s'ajouter à la connaissance des données physiques (voir, entre autres travaux et mises au point, E. FISCHER-PlETTE, 1955 et 1957) pour imposer cette manière de voir. Non seulement la composition de la faune et de la flore traduisent à l'évidence les grossières équivalences que nous venons d'énoncer, mais on connaît en outre déjà divers cas où une même espèce, susceptible de vivre au long de ces régions à climats différents, y montre des changements de ses caractères : telles sont Paiella intermedia (FISCHER-PIETTE et GAILLARD, 1959), Littorina saxalilis (Id., 1960 et 1961), Fucus vesiculosus (FISCHER-PlETTE, 1961). Les variations de Gibbula cineraria nous apportent un nouvel exemple du même ordre. Mais cette espèce est encore beaucoup plus plastique que celles que nous venons de citer, elle est si sensible aux conditions externes, qu'elle se transforme au point d'avoir fait croire à deux états spécifiques et même génériques différents. Il n'en est rien puisque nulle part ces deux états ne co-existent, et puisqu'entre eux, dans les secteurs géographiquement intermédiaires, on voit les populations changer graduellement de l'un des aspects à l'autre. C'est ce caractère remarquablement accentué des effets morphogènes du milieu, et c'est le fait que les transformations sont si complètement effectuées deux fois de suite de part et d'autre d'un secteur où la transformation inverse est tout aussi complète, qui nous a fait dire, au début de notre rédaction, qu'il s'agissait d'un cas particulièrement instructif.
Durch die Herren Dr. EDUARD und HANS-RUDOLF SCHMIDT, Tropicarium Frankfurt am Main, erhielt das Senckenberg-Museum eine Reihe von See- und Süßwasserfischen, die im folgenden kurz dargestellt werden. Eine Art der Gattung Chaerodon sowie eine Unterart von Parosphromenus deissneri werden neu beschrieben. Auffällige Abweichungen der untersuchten Fische von den bisherigen Darstellungen und Beschreibungen werden durch Zeichnungen veranschaulicht.
Die Grewioideae sind eine Unterfamilie der Malvaceae sensu Bayer et al. (1999). Sie umfassen mit 25 Gattungen und ca. 700 Arten einen Großteil der früheren Tiliaceae. Diese waren vor allem aufgrund der durchweg dithecischen Antheren und der oft zahlreichen, freien Stamina zu einer Familie zusammengefasst worden, auch wenn die enge Verwandtschaft mit den Sterculiaceae, Bombacaceae und Malvaceae bekannt war und die Abgrenzung dieser Familien untereinander oft als künstlich angesehen wurde. ... Insgesamt 45 Arten aus allen 25 Gattungen der Malvaceae-Grewioideae (sensu Bayer & Kubitzki 2003) wurden hinsichtlich ihrer Morphologie im Blüten-, Frucht- und vegetativen Bereich untersucht. Der Schwerpunkt lag dabei auf einer vergleichenden Bearbeitung der Blütenstruktur, für die neben morphologischen auch ontogenetische und anatomische Untersuchungen durchgeführt wurden. Die Ergebnisse waren Grundlage für eine Datenmatrix mit 55 Merkmalen, die ebenso wie DNA-Sequenzdaten (ndhF) für phylogenetische Analysen verwendet wurden. Die Analysen beider Datensätze ergeben eine Zweiteilung der Grewioideae. Auf der Basis der Ergebnisse wird vorgeschlagen, die Grewioideae in die zwei Triben Apeibeae und Grewieae zu unterteilen. Diese Gliederung widerspricht früheren Klassifikationen, ist aber durch strukturelle Merkmale gut gestützt. Die Apeibeae zeichnen sich durch hornförmige Verlängerungen der Sepalen-Spitze und stachelige Emergenzen auf der Fruchtoberfläche aus, Reduktionsformen sind durch Übergänge nachweisbar (Ausnahme: Glyphaea). Leitbündelstränge innerhalb der Fruchtwand verlaufen einzeln. Bestäubungsbiologisch relevante Nektarien, soweit vorhanden, befinden sich vor den Petalen auf einem Androgynophor. Das Androeceum entwickelt sich zentrifugal in einer unterschiedlichen Zahl einheitlicher Kreise. Den Grewieae fehlen Fortsätze der Sepalen-Spitzen sowie stachelige Emergenzen der Früchte. Sie sind durch Nektarien auf den Petalen charakterisiert (Ausnahme: Mollia). Ihre Fruchtwand weist einen geschlossenen Leitbündelmantel auf. Steinkerne oder dorsal geflügelte Fruchtfächer kommen vor. Das Androeceum entwickelt sich oft ungleichmäßig mit einer Förderung des antesepalen Sektors, bisweilen ausgehend von Komplexprimordien. Innerhalb der Triben lassen sich teils neue, teils früher schon bekannte Gruppen erkennen; andere sind anhand der vorliegenden Daten nicht aufzulösen. Dies gilt insbesondere für die Verwandtschaft von Grewia, bei der die Gattungsgrenzen einer kritischen Revision bedürfen. Die Kartierung der morphologischen Merkmale auf den Konsensusbaum der DNA-Sequenzdaten ergab, dass insbesondere der Androgynophor innerhalb der Grewioideae mehrfach parallel entstanden ist und im Gegensatz zu früheren Klassifikationen nicht als Tribus-Merkmal herangezogen werden kann. Auf der Suche nach einem gemeinsamen Bauplan, der den stark unterschiedlichen Blütenstrukturen der Schwestergruppen Grewioideae und Byttnerioideae zugrunde liegen könnte, wurde insbesondere das Androeceum vergleichend untersucht. Bei beiden Unterfamilien findet man polystemone Androeceen, die bei den Byttnerioideae in staminodiale antesepale und fertile antepetale Sektoren differenziert sind. Dies wird in der Literatur oft als obdiplostemones Arrangement zweier Kreise interpretiert, von denen der fertile antepetale Teil dédoubliert. Bei den Grewioideae findet man keine derartige Differenzierung; sie sind in ihrer androecealen Struktur außerordentlich variabel. Die Befunde der Morphologie, Ontogenie und Anatomie widersprechen sich dabei jeweils dergestalt, dass eine theoretische Gliederung des polystemonen Androeceums in zwei Kreise kaum zu rechtfertigen ist. In diesem Zusammenhang wird die in der Literatur verbreitete Vorstellung einer sekundären Polyandrie kritisch beleuchtet. Für die untersuchte Gruppe wird ein Zusammenhang zwischen Bestäubungsbiologie und Blütenstruktur als nahe liegender angesehen, der zu unterschiedlichen Gruppenbildungen innerhalb polystemoner Androeceen führen kann. Während Petalen und Stamina bei den oft fliegenblütigen Byttnerioideae eine spezielle Funktionseinheit bilden, findet man bei den größtenteils bienenblütigen Grewioideae in Zusammenhang mit den Petalen oft Nektar. Die fertilen Stamina können den gesamten antesepalen und antepetalen Raum einnehmen. So stand an der Basis der Grewioideae möglicherweise der Wechsel der Bestäubergruppe und die Auflösung eines blütenbiologisch fixierten Musters, ein Vorgang, wie er innerhalb der Malvaceae mehrfach auf unterschiedliche Weise erfolgt sein könnte. Auch andere Gruppen weisen Blütenstrukturen mit vorwiegend freien Stamina und verborgenem Nektar in Zusammenhang mit Bienenbestäubung auf. Es mag diese blütenbiologisch bedingte Ähnlichkeit gewesen sein, die zur Vereinigung nicht näher verwandter Gruppen zur früheren Familie Tiliaceae geführt hat.
Schlüssel zur Bestiminung europäischer Boletales mit Röhren werden vorgestellt. Der Artenschlüssel ist großteils nir Bestimmung von Frischmaterial angelegt. Die Schlüssel zu den Familien und Gattungen sowie die Gattungsdiagnosen sind auf Europa bezogen und müßten in weltweiter Sicht noch erweitert werden. Im Schlüssel wurden einige in den letzten Jahren vorgcnoinmenen Neukombinationen und Synonymisierungen nicht übernommen. Für die nunmehr in Xerocomus integrierte Gattung Phylloporus wird die Schaffung einer Untergattung vorgeschlagen. Auch eine neue Sektion, eine neue Art und einige neue Kombinationen werden vorgeschlagen.
Analyse morphologique du splanchnocrane chez les primates et ses rapports avec le prognathisme
(1956)
Chez les Mammifères inférieurs, les mâchoire et les cavités orbtitaires sont situées en avant du neurocrâne; chez les Primates, le massif facial se déplace et est en partie situé sous la cavité cranienne; chez l'Homme, non seulement le massif facial est réduit de volume, mais il est logé entièrement sous le neurocrâne. ...
In der vorgelegten Arbeit wurden 50 Mutationen von Aminosäuren im Bereich der Chinoloxidationsbindungsstelle (Qo-Site) des bc1-Komplexes aus Paracoccus denitrificans untersucht. Hierzu wurden die Mutanten erstellt, Kinetiken der Substratbindung bestimmt und EPR Spektren aufgenommen. Mit den gleichen Methoden wurden auch verschiedene Klasse I und Klasse II Inhibitoren der Qo-Site untersucht. Wenngleich der Reaktionsmechanismus auch mit Hilfe dieser Mutationen nicht vollständig aufgeklärt werden konnte, so konnten doch neue Einsichten in die Funktionsweise des bc1-Komplexes gewonnen werden. Verschiedene Modelle wurden vorgeschlagen, um die energetisch günstige aber thermodynamisch unwahrscheinliche Verzweigung der beiden Elektronen des Ubichinols auf die beiden Redoxketten des bc1-Komplexes der Atmungskette zu beschreiben. Da die Redoxpotentiale der beiden primären Elektronenakzeptoren extrem unterschiedlich sind, scheint es zwingend zu sein, dass beide Elektronen den Hochpotentialzweig (Rieske, Cytochrom c1, Cytochrom c) durchlaufen. Energetisch bietet jedoch die Wiederverwendung eines der beiden Elektronen den immensen Vorteil der realen Verdopplung der Protonenpumpleistung. Die wichtigsten Mutationen der vorliegenden Arbeit betreffen die vermuteten direkten Bindungspartner des Ubichinols, bE295 und fH155. Das Histidin ist Teil der beweglichen Rieske Untereinheit des bc1-Komplexes, das Glutamat ist Teil eines hoch konservierten Abschnitts des Cytochrom b. Aufgrund der gemessenen Wirkungen der untersuchten Mutationen auf die kinetischen Kennzahlen und EPR Parameter der eingesetzten Substrate und Inhibitoren lassen sich folgende Schlüsse ziehen. Die Bindung des Chinol-Substrats in der Qo-Site benötigt die korrekte Ausrichtung und den unveränderten Bindungspartner fH155 der Rieske [2Fe-2S]-Gruppe. Das Fehlen des zweiten vermuteten Bindungspartners bE295, der ein Teil des hochkonservierten PEWY-Loops ist, wird hingegen toleriert. Die Aktivitäten bei Mutationen dieser Aminosäure liegen mit bis zu 56% im Vergleich zum Wildtyp (bE295A) relativ hoch. Auch unter Berücksichtigung von möglichen bypass Reaktionen ist es fraglich, ob das Glutamat des PEWY-Loops ein direkter Bindungspartner des Substrats ist. Der Inhibitor Stigmatellin bindet im bc1-Komplex von Paracoccus denitrificans irreversibel in der Qo-Site, auch wenn einer der beiden vermuteten Bindungspartner (bE295 bzw. fH155) nicht verfügbar oder verändert ist. Daraus kann man schließen, dass die Bindung des Stigmatellins im Wesentlichen von seiner Seitenkette im Bereich des Chinol-Eintrittskanals des bc1-Komplexes stabilisiert wird. Wechselwirkungen der bizyklischen Kopfgruppe mit Aminosäuren der Chinoloxidationsbindungstasche sind hierfür nicht zwingend notwendig. Weitere durchgeführte Mutationen lassen folgende weitere Rückschlüsse zu: Der korrekte Bindungsraum der Qo-Site ist für eine maximale Umsatzgeschwindigkeit des bc1-Komplexes erforderlich. Dies zeigen Mutationen von bG158 und bV161. Die Struktur des hochkonservierten PEWY-Loops ist mitentscheidend für die Aktivität des bc1-Komplexes. Störungen der Konfiguration in diesem Bereich führen zu einer deutlichen Abnahme der Aktivität. Dies lassen Mutationen von bY297, bP294 und bW296 erkennen. Der ef-Loop hat einen Einfluss auf die Bewegungsvorgänge der Rieske-Kopfgruppe. Er ist jedoch nicht sehr flexibel (bL286H). Veränderungen im Wasserstoffbrückennetzwerk der Rieske-Kopfgruppe führen zu einer deutlichen Verminderung der Elektronentransferraten (bY159F, bS157A und bF151H). Die Bindungsregionen von Klasse I Inhibitoren in der Qo-Site überlappen mit denen des natürlichen Substrats. Sie sind jedoch nicht identisch, was sich im unterschiedlichen Verhalten einiger Mutationen auf die Aktivität von Substrat und die Inhibitionswirkung von Klasse I Hemmstoffen ausdrückt. Die Untersuchungen der Auswirkungen von Mutationen auf einen vermuteten Wasserkanal im Bereich des Häm bL und auf eine angenommene Zinkbindungsstelle im gleichen Bereich zeigen keine eindeutig interpretierbaren Ergebnisse. Die Mutationsstudien im Bereich des Cytochrom c1 wurden begonnen. Zusätzliche Mutanten in diesem Bereich könnten weiterführende Aufschlüsse über die Wechselwirkung der Rieske-Kopfgruppe mit Cytochrom c1 bringen. Die vorgelegte Studie lässt erkennen, dass die Vorgänge in der Qo-Site des bc1-Komplexes aus Paracoccus denitrificans höchst komplex sind. Zusätzliche Untersuchungen der erzeugten Mutanten mit Hilfe weiterer Detektionsmethoden, insbesondere CD- und FTIR-Messungen, könnten in Zukunft eine noch bessere Einsicht in die Vorgänge dieses wichtigen Komplexes der Atmungskette geben.
I. Untersuchung der Transformationsmaschinerie in Acinetobacter baylyi ADP1 durch Analyse der subzellulären Lokalisation von Kompetenzproteinen, Mutantenstudien und In-vivo-Detektion des DNA-Translokators in der lebenden Zelle. 1. Durch Komplementationsstudien konnte gezeigt werden, dass die Markerinsertionen in den Mutanten T843 (comM::nptII) und T840 (comL::nptII) keine polaren Effekte auf stromabwärts gelegene Gene des comM-Q Clusters haben. Hieraus kann geschlossen werden, dass ComM und ComL essentiell sind für die natürliche Transformation. 2. Mit Hilfe der sacB-nptII Selektionskassette wurde eine markerlose und somit nichtpolare Mutation in comN erzeugt. Diese Mutante war nicht mehr transformierbar, woraus eindeutig geschlossen werden kann, dass ComN ebenfalls essentiell ist für die natürliche Transformation. 3. Western-Blot-Analysen subzellulärer Fraktionen von A. baylyi ergaben, dass die Kompetenzproteine ComL und ComN in der inneren Membran lokalisiert sind. 4. Mutantenstudien führten zu dem Schluss, dass ComL in der comM-, der comN- und der comO-Mutante weder im Rohextrakt, noch in subzellulären Membranfraktionen nachzuweisen ist. Auch ComN ist in der comM- und der comO-Mutante weder im Rohextrakt, noch in subzellulären Membranfraktionen nachzuweisen. Daraus lässt sich folgern, dass die Proteine entweder die Expression der entsprechende Gene beeinflussen oder dass durch Interaktionen von ComM, ComN, ComL und ComO die Stabilität der Proteine erhöht wird. 5. Die Kompetenzproteine ComEA und ComP wurden translational mit GFPuv fusioniert (C-terminale Fusion). Die Expression der Gene comEA-gfp und comP-gfp, die auf dem Plasmid pRK415 unter der Kontrolle eines lac-Promotors vorlagen, führte nach Induktion mit IPTG zur Detektion der Fusionsproteine in A. baylyi. Über Komplementationsstudien konnte nachgewiesen werden, dass die ComEA-GFP- und ComP-GFP-Fusionsproteine funktionsfähig sind. 6. Fluoreszenzmikroskopische Analysen zeigten, dass die Verteilung von ComEA und ComP in der Zellmembran von A. baylyi abhängig ist von der Wachstumsphase und der Kompetenz: Während die Kompetenzproteine in der lag-Phase (zum Zeitpunkt maximaler Kompetenzinduktion) gleichmäßig über die gesamte Membran verteilt sind, finden sie sich im Laufe der exponentiellen Phase (mit abnehmender Kompetenz) in einer abnehmenden Zahl von separaten Foci, bis sie schließlich in der späten stationären Phase (zum Zeitpunkt minimaler Kompetenz) nur noch in 1 - 2 distinkten Foci lokalisiert sind. II. DNA-Transfer in marinen Bakterien 1. Vor der Auswahl geeigneter Selektionsmarker für DNA-Transferstudien in marinen Bakterien wurde eine Analyse der spontanen Resistenzen mariner Bakterien durchgeführt. Diese Analysen ergaben, dass 72 % von 116 marinen Isolaten sensitiv gegenüber einer Kombination von je 100 μg Kanamycin und 100 μg Streptomycin pro ml Medium sind. 2. Es wurde ein Transformationsprotokoll für das Screening mariner Bakterien auf die Fähigkeit zur DNA-Aufnahme durch natürliche Transformation etabliert. Es wurden drei Vektoren pM1, pM2 und pM3 konstruiert, die eine Übertragung und stabile Insertion von Antibiotikaresistenz-Markergenen und dem zur Detektion eingesetzten gfp-Gen durch homologe Rekombination flankierender rDNA-Bereiche mit dem rDNA-Operon des Rezipienten ermöglichten. 3. Unter Einsatz dieser Vektoren wurde die Transformierbarkeit von 83 marinen Isolaten überprüft. Diese Analysen führten zur Identifizierung von vier transformierbaren Isolaten. Bei diesen Isolaten handelt es sich um Marinobacter sp., K. rosea, P. phosphoreum und P. marincola Stämme.
The paper deals with the biology, morphology and anatomy of seven species of syrphid larvae viz. Syrphus luniger Meig., S. balteatus De Greer, S. ribesii Linne, Catabomba pyrastri Linne, Sphaerophoriae flavicauda Zett., Sph. scripta Linne, and Platychirus scutatus Meig. The habitat, mode of progression, aphidophagous habits and characteristic coloration are described for each species. It is shown that the larvae of aIl the above species, like larvae of other cyclorrhaphous Diptera, definitely pass through three stages separated by two moults. The mode of dehiscence of the puparium is described briefly. Each of the species, except Catabomba pyrustri, has three generations in the breeding season which lasts from May to October. Platychirus scutatus hibernates only in the larval stage, but the other species may be found in both the larval and pupal stages during the winter. The larvae of all the above species, except syrplzus balteatus, are commonly parasitized by ichneumonid larvae. The morphology of the egg, the three larval stages and the puparium of S. luniger is described in detail. The characters common to the third stage larvae of all the species deaIt with are summarized and short descriptions of the third stagelarvae andpuparia of the individual species are given. The general appearance of the living larvae and details of the buccopharyngeal armature, spiracles and puparia of each of the species is represented in figures. In connexion with the pupae a number of new structures are described arid it is suggested that some of them are concerned with the formation of the characteristic shape of the puparium and with the dehiscence of the puparium. Internal pupal spiracles are present in all the species dealt; with, but external pupal spiracles are present only in Platychirus scutatus. The anatomy of P. scutatus is described and figured, an account being given of all the structures except the musculature of the body wall. Study of the anatomy affords evidence as to the carnivorons mode of Iife of the larvae and also indicates that tho larvae have evolved from aquatic forms. The comparative morphology of the Syrphinae is discussed with respect to the relationship of the Syrphinae to other Aschiza aiid to the cyclorrhaphous Diptera.
Einleitung Das zentrale Nervensystem ist aufgrund seiner geringen Ischämietoleranz ein besonders gefährdetes Organsystem des Körpers während herzchirurgischer Eingriffe. Die vorliegende Dissertation überprüft anhand eines Schweinemodells, ob ein Zusammenhang zwischen retinaler und zerebaler Blutströmungsgeschwindigkeit, repräsentiert durch die SLDF gemessene Blutströmung in der Retina und durch den transkraniellen Doppler (TCD) gemessenen Fluss über die Arteria cerebri media vor, während und nach extrakorporaler Zirkulation (EKZ) besteht und somit der SLDF als Überwachungsmethode der zerebralen Durchblutung eingesetzt werden kann. Das Ziel dieser Untersuchung ist eine erste Validierung des SLDF als eine Messmethode der zerebralen Blutströmung während herzchirurgischer Eingriffe in einem Tiermodell. Materialien und Methoden Nach der Genehmigung durch die zuständige Tierschutzkommision wurden 6 Hausschweine (Yorkshire Duroc, männlich und weiblich) mit einem mittleren Gewicht von 37,3 ± 9,4 kg in diese Untersuchung aufgenommen. Eine transkranielle Dopplersonde (EME Nicolet Pioneer TC 4040) wurde über der rechten Arteria cerebri media fixiert. Zur Erhebung der retinalen Blutströmungsgeschwindigkeit wurde über dem rechten Auge die Scanning Laser Doppler Flowmetrie (SLDF) platziert. Die Messungen wurden vor (T1=nach 30 minütiger Anästhesie; T2=nach 30 minütiger Anästhesie vor der EKZ unter 100%iger Ligatur der Vena cava inferior), während (T3=10 Minuten nach Beginn der EKZ; T4=Ende der zweistündigen EKZ) und nach (T5=60 Minuten nach Beendigung der EKZ; T6=60 Minuten nach Beendigung der EKZ unter 100%iger Ligatur der Vena cava inferior) einer ACVB-Operation unter extrakorporaler Zirkulation (EKZ) durchgeführt. Ergebnisse Signifikante Korrelationen in der Spearman-Rang Korrelation und in der Regressionsanalyse zwischen der retinalen Blutströmung (detektiert durch den SLDF) und der Blutströmung in der A. cerebri media (detektiert durch den TCD) sind vor (T1, T2), während (T3) und nach der EKZ (T5, T6) vorhanden. Lediglich zum Messzeitpunkt T4 konnte keine Korrelation nachgewiesen werden. Schlussfolgerung Diese Untersuchung zeigt, dass sich vor, während und nach der EKZ die retinale Blutströmung und die Blutströmung in der A. cerebri media gleichwertig verhalten. Die fehlende Korrelation zwischen der Blutströmung in der A. cerebri media detektiert durch den TCD zur retinalen Blutströmung kurz vor Ende der EKZ während des Zeitpunktes T4, ist auf die sich ändernden Durchmessern der Kapillaren in der Retina bei nahezu unveränderter Durchmesser an den großen Gefäßen, wie der A. cerebri media zurückzuführen. Da die Regulation der Durchblutung überwiegend in den Kapillaren stattfindet, stellt sich die Frage, ob die SLDF nicht doch eine exaktere Aussage bezüglich der retinalen und somit der zerebralen Blutströmung zulässt. Die Messung des TCD über die A. cerebri media und deren Aussagekraft über die zerebrale Durchblutung wird seit Jahren von einigen Autoren angezweifelt und in diversen Studien als ungenau bezeichnet. Durch den Einblick in die kapillaren Systeme der Retina ist die Möglichkeit gegeben, in die Regulationsvorgänge der Gefässe einzusehen, um daraus auf die Durchblutung z.B. des Zerebrums Rückschlüsse zu erhalten. Welche dieser Messmethoden, die bisher etablierten Methoden TCD oder doch die neue Messmethode SLDF die Erfassung der zerebralen Durchblutung besser wiedergibt, muss in weiteren Studien evaluiert werden. Auch müssen untere Grenzwerte für die retinalen Blutströmung definiert werden, bevor diese Methode Einzug in den klinischen Alltag finden kann.
This paper is a monographic revision of tlie Holarctic genus Hilarimorpha Schiner. Twenty-seven species are recognized, twenty-two of which are new: Hilarimorpha abuta, bumulla, californica, clavata, cunata, desta, kena, lamara, Iantha, loisae, mandana, mentata, modesta, parva, pitans, punata, reparta, robertsoni, sidora, stena, tampa, and varda. Two described species from Asia, Hilarimorpha maculata and orientalis, are removed from the genus. In addition to a taxonomic revision of the genus, this study treats geographical distribution of the species, and the relationship of the genus to othe families of brachycerous Diptera.
1. The root tip of Cucurbita maxima possesses a single histogen from which all the primary root tissues arise. 2. The primary root is exarch, tetrarch. Differentiation of the large central metaxylem vessels is retarded; pith is not present. 3. The primordium of a secondary root is formed from the cortex, including the endodermis, as well as the pericycle of the primary root. 4. The transition extends from approximately 1 cm. below the peg to just above it. At the lowest level pith differentiates in the center and the metaxylem takes a peripheral position just within the phloem. Each primary xylem strand diverges into two arms extending laterally and joining the metaxylem. These arms separate, resulting in a siphonostele of four tangential transition bundles. These divide into two parts each, forming a total of eight bundles which become endarch. 5. Of these eight bundles usually two pairs anastomose, then divide into three, producing a total of ten bundles which continue through the hypocotyl. Additional bundles may arise. 6. The bundle is considered bicollateral on the basis of ontogeny; it shows a differentiation of internal phloem from the procambial tissue at the same time that the external metaphloem differentiates. (The study of a single species allows no interpretation on the basis of phylogeny.) 7. A suggestion is made concerning the differentiation of two types of phloem, the one called fascicular phloem and the other called connective phloem. Differences in origin, structure, and distribution of the two types are described. 8. In the cotyledonary node tangential anastomoses produce a cotyledonary plate of four parts. Continuations from these form two traces to each cotyledon. Before the cotyledon diverges completely, each trace branches laterally to form a basal vein from which arise four or more bundles which are the principal veins in the blade of the cotyledon. 9. The bundles of the epicotyl differentiate against the parts of the cotyledonary plate. The epicotyl is retarded in its development except for the median trace to the first foliage leaf. The early differentiation of this trace may account for the characteristic short first internode.
Un heureux hasard nous a fait acheter, en janvier dernier, pour une experience, une chevre adulte, qui mourut peu de temps apres de dysenterie coccidienne. Le parasite appartenait à l'espece decrite en 1930 par W. L. Yakimoff et Rastegaieva sous le nom de Eimeria Nina-Kohl-Yakimovi. La description originale des auteurs ne comprenait que celle de l'ookyste. Nous avons pu la completer par celle de son cycle evolutif et des Iesions que cette espece determine. Au cours des investigations bibliographiques que nous avons du entreprendre, nous avons ete gene par une certaine confusion dans les travaux concernant les coccidioses du mouton et de la chevre, confusion qui avait ete remarquee par d'autres. Nous avons cru utile, a l'occasion de l'etude particuliere qui se presentait à nous, d'entreprendre un travail plus general et d'essayer de retrouver et de fixer les bases preeises de la zoologie des parasites qui nous occupent. C'est a dessein, pour eliminer des I'abord une cause de confusion, que nous reunissons les coccidies du mouton et de la chevre.
Die Wachstumsperiode des Frühjahres 1933 mit den schnellen, großen Schwankungen von Temperatur und Wetter, oft innerhalb weniger Stunden, zeigte bei vielen Pflanzen der Olmützer Flora die verschiedensten Verkrümmungen, Schrurnpfungen, Verfärbungen an Blatt und Blüte. Die Ursache davon war eine Art Verkühlung (Unterkühlung), hervorgerufen durch den genannten Witterungscharakter. Als Folgen dieser Erkältungen, die beim Erfrieren der Pflanze den Höchstgrad erreichen, stellen sich vielfach Änderungen des normalen chemisch-physiologischen Wachstumsprozesses, aber auch Änderungen des normalen physikalischen Gleichgewichtszustandes im Gewebe ein: so erfolgt eine Reduktion des Atmungsprozesses, die Einstellung oder Verminderung synthetischer Aufbauprozesse (Chlorophyll!), Zerfall der Proteine in N-haltige Spaltungsprodukte, weiters Kälte-Kontraktion des Lellprotoplasmas, Plasmolyse, Änderung des colloidalen Zellinhaltes u. v. m. Besonders die schnell einsetzende, längere, große Unterkühlung nach warmen Tagen bewirkt unter Anderem bei der wachsenden Pflanze ein starkes Zusammenziehen des Primordialschlauches der Zelle und damit ein unregelmäßiges, mehr oder minder großes Durchtreten des Zellwassers in die Interzellularräume des Pflanzengewebes. Die dadurch notwendig entstehenden abnormen, oft einseitigen Druck- und Spannungsänderungen im Gewebsparenchym sind es nun hauptsächlich, die sich - in Verbildung der normalen Organform der Pflanze - als zeitweilige Verkrümmungen, Wellungen, Schrumpfungen , Verfärbungen u. ä. verraten, später aber wieder ausgleichen, wenn normale Wachstumsbedingungen eintreten. Die typischen Formen solcher „ Wettersiörungen" des Wachstums der Pflanzen - die "Verkühlung der Pflanze" und der "Kälte-Ikterus" - seien unter Nr. 655 u. 656 dieser Abhandlung - (VI. Teil) näher erwähnt. Über weitere publizierte Krankheiten und Mißbildungen an Pflanzen der Olmützer Flora siehe: Nr. 1-271, (1. T.), Jg. 36, 1925, cas. Vlast. spol. Mus. v Olumouci, Nr. 272-331, T.), Jg. 38, 1927, s.o. Nr. 332-440, T.), Jg. 62, 1931, Verh. des Naturf. Ver. in Brünn. Nr. 441-550, (4. T.), Jg. 63, 1932, s.o. Nr. 55 1-650, (5. T.), Jg. 64, 1933, s.o. Nr. 651-750, (6. T.), Jg. 65, 1934, s.o.
Beiträge zur Malakozoologie der Kanarischen Inseln : Lamellibranchien, Cephalopoden, Gastropoden
(1932)
Plastid behavior in reciprocally different crosses between two races of Medicago truncatula Gaertn.
(1962)
During my mork on the inheritance of symmetry characters in Medicago (1956), chance played into my hands a case of fairIy pronounced reciprocal differentes in the behavior of plastids in a cross between two local races of Medicago truncatula GAERTN. which so far I know are not given even varietal rank. The facility in producing the hybrids encouraged me to investigate the material, and the results are reported in this paper.
Introductory chapters on the geography, vegetation and history of botanical ex loration are followed by a catalogue of 331 species of wild vascular plants, 90% of which represent first records for the island. Synonymy, references, localities and ecological data are given for each species in a condensed form. The taxonomy, nomenclature and distribution of some taxa are discussed; in one case (Silene cythnia) a drawing and a distribution map are supplied. Nomenclatural novelties are validated in the genera Centaurea, Matricana, Melica (by W. Hempel) and Trifolium. A phytogeographical and ecological analysis of the flora demonstrates its striking banality and the unexpectedly high proportion of anthropophytes. No pliytogeographical link with tlie other E. Aegean Isiands and Anatolia exists, but there are some affinities with the Cyclades. The observations are consistent with the hypotliesis of a long insular isolation leading to a strong depletion or even destruction of the original flora, which has been replaced by long-distance dispersed and anthropophytic elements.
Camponotus ist die erfolgreichste Ameisengattung der Welt. Neben Pheidole und Crematogaster weist sie die meisten Arten, die höchste Dispersion und die größte Variabilität in morphologischer, ethologischer und ökologischer Hinsicht auf. Die Ursachen dieses Erfolges zu erkennen, war bisher nicht möglich, da nur fragmentarische Ergebnisse aus Freiland- und Laboruntersuchungen zur Verfügung standen. Die vorliegende Arbeit untersucht die Biologie und Ökologie ausgewählter Arten und gibt einen Einblick in die Komplexität ihrer Lebensstrategien. Um zu klären, welche ethologischen und ökologischen Anpassungen zur Gesamtfitness der Arten beitragen, wurden acht Arten der Gattung Camponotus in vier unterschiedlichen Habitaten ausgewählt. C. vagus und C. ligniperda in Laubmischwäldern Deutschlands, C. cruentatus und C. truncatus im mediterranen Klima der Pyrenäenausläufer Südfrankreichs, C. gombaki und C. gigas in offenen Park- und Uferregionen Malaysias sowie C. texens und C. gombaki im tropischen Sekundärwald der malaiischen Halbinsel. Das Verhalten dieser Arten wurde in den für das Überleben einer Kolonie zentralen Bereichen, nämlich Nisten, Außenaktivität und Nahrungserwerb untersucht. Als soziale Insekten sind Ameisen auf permanente und effektive Kommunikationssysteme angewiesen. Deshalb wurde die Rekrutierung, die mit Nestumzug und Nahrungserwerb im Zusammenhang steht, in das Untersuchungsprogramm aufgenommen. Unter Einbeziehung bereits publizierter Daten wird es möglich, den Erfolg von Camponotus zu verstehen. ...
A world revision of the four entedonine (Hymenoptera: Eulophidae: Entedoninae) genera of larval parasitoids of thrips (Thysanoptera) is presented: Ceranisus Walker, 1841, Entedonomphale Girault, 1915 stat. rev. (reinstated as a valid taxon from previous synonymy under Ceranisus, with type species E. margiscutum Girault, 1915 stat. rev.), Goetheana Girault, 1920, and Thripobius Ferrière, 1938. The following new generic synonymies are proposed: Cryptomphale Girault, 1917, Entedonastichus Girault, 1920, Pirenoidea Girault, 1922, and Thripoctenoides Erdös, 1954 under Entedonomphale. The proposed new combinations are as follows: Entedonomphale bicolorata (Ishii, 1933), E. nubilipennis (Williams, 1916), and Thripobius javae (Girault, 1917) from Ceranisus; Entedonomphale carbonaria (Erdös, 1954), E. dei (Girault, 1922), E. kaulbarsi (Yoshimoto, 1981), and E. mira (Girault, 1920) from Entedonastichus. New synonymies are proposed for the following species: Ceranisus vinctus (Gahan, 1932) under Ceranisus menes (Walker, 1839), Diglyphus aculeo Walker, 1848 under Ceranisus pacuvius (Walker, 1838); Ceranisus maculatus (Waterston, 1930) and Thripobius semiluteus Boucek, 1976 under Thripobius javae (Girault, 1917); Entedonastichus albicoxis (Szelényi, 1982) under Entedonomphale carbonaria (Erdös, 1954), and Entedonastichus gaussi (Ferrière, 1958) under Entedonomphale bicolorata (Ishii, 1933). Eleven new species are described: Ceranisus barsoomensis and C. votetoda (Australia), C. udnamtak (Nepal); Entedonomphale boccaccioi (USA), E. esenini (Madagascar), E. lermontovi (South Africa), E. quasimodo and E. zakavyka (Australia); Goetheana pushkini (Japan and Republic of Korea) and G. rabelaisi (Australia); and Thripobius melikai (China). Three species are excluded from Ceranisus: C. ancylae (Girault, 1917) (mistakenly listed in Ceranisus) as well as C. nigricornis Motschulsky, 1863 and C. semitestaceus Motschulsky, 1863, both taxa incertae sedis. New data are provided on the distribution and host associations of many of the species included in this review.
Neogastropods are usualiy accepted as the most advanccd prosobranchs, though their organization is approached in several respects in some higher families of Mesogastropoda. This seems, however, to be due to parallel evolution and the neogastropods originated from a much lower grade of mesogastropod. Although some workers derive them from an archaeogastropod stock there are too many features in their anatomy characteristic of mesogastropods rather than of archaeogastropods for this to bc acceptable. On the whofe, neogastropods are a rather uniform group of prosobranchs in their shell, external features, and internal anatomy. In only one System do they show, by comprison with archaeo- and mesogastropods, both extreme specialization and considerable variation: this is the gut, which is in several ways unlike that of any other prosobranch. This is to be associated with their carnivorous way of life, in which respect they again differ markedly from meso- and archaeogastropods. Taylor, Morris Br Taylor (1980) have shown how neogastropod species differ amongst themselves not, primarily, in their rnode of life, but in their often narrow choice of prey. Since the anatomical requirements for predation are more or less constant, the different species remain similar in organization and are often sympatric. In these respects neogastropods differ markedly from mesogastropods, whose adaptive radiation has been extensive and primarily in relation to mode of life. Separation of neogastropods from mesogastropods rests mainly on the siphonal canal in the shell, the siphon on the mantle edge, the rachiglossate or toxoglossate radula, and the presence of a pleurembolic proboscis or one of its varieties (Smith, 1967). The osphradium is large and its axis carries a double series of lamellae, giving it a gill-like appearance. Males always have a penis and females usually a ventral pedal gland. lnternally the anterior part of the alimentary caiial has becorne elaborate, with a complex glandular equipment, and the wall of the kidney is more folded than in mesogastropods. The nervous systern is concentrated, though the visceral ganglia remain posteriorly placed. Eggs are laid in capsules attached to the substratum. A free larval stage is often suppressed and food eggs are common, but neither of these features has much taxonomic significance, occurring apparently randomly throughout the group. Because of their general similarity classification of the Neogastropoda has proved to be no easy task, and there is still no universally-accepted subdivision of the order into superfamilies. It is generally agreed, however, that the order may be split into two groups, primarily on the basis of radular structure. The more primitive of these, the Rachiglossa, has a radula with typically 3 teeth per row; the more advanced, the Toxoglossa, has a radula which, in more primitive genera, resembles the rachiglossate, but which Comes, in more advanced toxoglossans, to have only a single tooth in action at a time. Each tooth has then become scroll-like and is used for the injection of poison from a poison gland into the prey (Shimek & Kohn, 1981). The group Toxoglossa is agreed to contain the superfamily Conacea which includes (as Recent forms) the families Turridae, Conidae, and Terebridae, all with poison apparatus, though with very different shells. Risbec (1955), followed by Taylor & Sohl (1962), has added a second superfamily Mitracea containing, in the family Mitridae, a grouping of genera selected from that family as earlier understood. These have a rachiglossate radula and an apparent poison gland not irnrnediately comparable with that of undoubted toxoglossans. This reclassification of mitrids has not found favour with subsequent workers (Cernohorsky, 1966, 1970; Ponder, 1972). Ponder (1973) made a case for adding a third suborder to the two mentioncd above. This was to contain the single superfamily Cancellariacea with the one family Cancellariidae. The case rests on the unique character of their radula. It is, however, when one turns to the remaining rachiglossan families and- attempts to assign them to superfamilies that difficulties mount. Three groupings Iiave been conventionally recognized - Muricacea, Buccinacea, and Volutacea, though it has often appeared that the last was a collection of animals not obviously assignable to the other two rather than clearly related amongst thernselves. Ponder (1973) came to the somewhat pessimistic conclusion that all rachiglossans should be put into a single taxon, for which he used the name Muricacea. It seems to us, however, that certainly within the limited group of anirnals with which we have to deal here, but even in a broader context, there is still some validity - and certainly convenience - in the older Separation, when due importance is given to internal anatomy; we propose, therefore, to retain the three superfamilies in dealing with a group which is otherwise too large for easy treatment. We adopt this arrangement the more readily as we have no volutacean mernbers of the fauna with which we have to deal, provided that we accept Ponder's proposal to create a separate superfamily for cancellariids. This allows the remaining superfamilies to be split into Muricacea and Buccinacea, and it is between these two superfamilies that lines of division may most obviously be drawn. Taylor & Sohl (1962) noted about 800 genera and subgenera in the rachiglossan group. The Buccinacea, with nearly 400, is rivalled for size only by the superfamilies Rissoacea and Cerithiacea amongst all the prosobranchs. A difficulty arises at this point in relation to the number of species which have been described. Many neogastropods are not intertidal in occurrence. Their capture is dependent upon dredging, a method which can often do no more than sample a few isolated spots on the ocean bed. Many species have been described on the basis of these samples without any real knowledge of the variation whjch may affect populations. It seems, indeed, probable that many of these are no more than local varieties, especially when it is remembered that the anatomy of many is very imperfectly known. We have, therefore, been conservative in nomenclature and tended to use broad generic groupings where others might have used narrower ones. The latter may be right, but it is prernature to be sure of this.
In dieser Arbeit werden vorwiegend taxonomische und nomenklatorische Angaben zu Cryptini und in einem Fall auch zu Phygadeuontini gemacht. Aus der Westpaläarktis sind derzeit etwa 35 Gattungen von Cryptini bekannt. Einige davon wurden in den letzten Jahrzehnten bereits revidiert (z.B. HORSTMANN 1984, 1987, 1990a, VAN ROSSEM 1966, 1969a, 1969b, 1971, SCHWARZ 1988, 1989, 1990a, 1990b, 1997). Inzwischen konnte weiteres Material untersucht werden, wodurch in einigen Fällen neue Erkenntnisse gewonnen werden konnten. In dieser Arbeit werden vor allem Ergänzungen von Revisionen westpaläarktischer Cryptini gemacht. In einigen Fällen erstrecken sich die Angaben auch auf andere Gebiete (Ostpaläarktis, Orientalis, Äthiopis), Zusätzlich werden Ergebnisse von Typenuntersuchungen angeführt. Bei den untersuchten Typen werden wahlweise die genauen Angaben auf den Etiketten wiedergegeben oder, wenn diese in anderen neueren Publikationen erwähnt sind, weggelassen. Nach den Angaben zum Typus bzw. zu den Funddaten bei zusätzlichem Material wird jeweils der Aufbewahrungsort angegeben. Die Reihung der hier behandelten Gattungen und Arten erfolgt alphabetisch. Bei der Auflistung des untersuchten Materials werden entweder die genauen Funddaten, besonders bei Material außerhalb von Europa, oder nur die Länder aufgelistet. Inseln werden, da tiergeografisch besonders interessant, gesondert angeführt.
Gli Autori segnalano per il territorio delle Alpi Liguri 144 specie di Molluschi terrestri e 25 specie di Molluschi acquidulcicoli. L'elenco sistematico riporta, per ciascuna specie, eventuali sinonimie, segnalazioni di letteratura e di collezione e i risultati di ricerche di campagna effettuate dagli Autori negli anni 1977-84; inoltre, vengono fornite la geonemia e brevi considerazioni sulla distribuzionc geografica, le caratteristiche ecologichc ed eventuali problemi tassonomici. Segue un esame critico dei taxa di pteseilza dubbia o di incerta collocazione sistematica, ed un breve elenco delle specie presenti nelle aree circostanti l'area in esame, ma assenti in Alpi Liguri. La malacofauna terrestre delle Alpi Liguri (considerate in toto o nei tre Settori del Cuneese, Imperiese e Savonese) viene confrontata con quella di tre settori piu interni delle Alpi Occidentali (Alpi Marittime settentrionali, Alpi Cozie, Alpi Graie), di un settorc alpino meridionale (Alpi Marittime francesi) e di due settori appenninici (Appennino Ligure ed Aipi Apuane), mediante indici di similarit i di tipo binario (presenza-assenza di specie). Vengono inoltre confrontati tra loro gli spettri corologici delle aree sopracitate. L'area studiata non appare uniforme da1 punto di vista faunistico, ma diversamente caratterizzata nei diversi settori. Per la particolare posizione geografica e le peculiari caratteristiche paleoclimatiche, geomorfologiche ed ambientali, il popolamento malacologico delle Alpi Liguri si presenta qualitativamente vario ed ariicchito da correnti rnigratorie di diversa provenienza (alpina, W-mediterranes, appenninicii). Nella caratterizzazione della fauna e degli endemismi, sembra importante il ruolo di area di rifugio assunto dalle Alpi Liguri in epoca glaciale.
The cirripeds sampled by the N. O. Jean Charcot from the Azores region include thirty-four species: twenty lepadomorphs, eight verrucomorphs and six balanomorphs. Among these are two new species: Arcoscalpellum eponkos n.sp. and Tesseropora arnoldi n.sp. and several little known species. The family Verrucidae is revised, and a key to the genera is included. Verruca and Metaverruca are rediagnosed, two new genera are proposed: Newmaniuerruca n.g. and Costatoverruca n.g. A list of recent species of Verrucidae is provided, reported with keys to all of the species. Forty-five species of cirripeds are reported from the Azores region, of which one third are endemic.
NP25 wurde im Jahre 1994 als ein in allen Bereichen des zentralen Nervensystems Neuron-spezifisch exprimiertes Gen in der adulten Ratte identifiziert (Ren et al., 1994). Durch eigene Vorarbeiten konnte diese selektive neuronale Expression im Huhnembryo bestätigt werden, wobei die Expression von NP25 im Neuralrohr, den sympathischen paravertebralen Ganglien und sensorischen Hinterwurzelganglien vor der terminalen Differenzierung und Scg10-Expresison beginnt (M.Pape, Diplomarbeit, 2003). In dieser Arbeit konnte nun gezeigt werden, dass NP25 in diesen Geweben nach den proneuralen Faktoren Ascl1 und Ngn2 exprimiert wird, zu einem Zeitpunkt an dem die Vorläuferzellen mit der Differenzierung beginnen. Im Neuralrohr beginnt die Expression von NP25 zeitgleich mit der Expression von NeuroM, einem der frühesten Marker für junge, postmitotische differenzierende Neurone (Roztocil et al., 1997). NP25 stellt somit einen der frühesten panneuronalen Marker für differenzierende Neurone dar. Das NP25-Protein ist in den Zellkörpern und Fortsätzen der Neurone im Neuralrohr und den untersuchten peripheren Ganglien lokalisiert, wobei die Fasern der Motoneurone, im Gegensatz zu deren Zellkörpern, NP25-negativ sind. Mit voranschreitender Differenzierung nimmt die NP25- Proteinkonzentration ähnlich wie die Expression auf mRNA-Ebene ab, wobei in den peripheren Ganglien NP25 über einen längeren Zeitraum hinweg auf hohem Niveau exprimiert wird. Kultivierte Neurone aus sensorischen Hinterwurzelganglien und sympathische Neurone der paravertebralen Ganglien zeigen eine Lokalisation des NP25-Proteins im Zytoplasma der Zellkörper und Fortsätze, wobei NP25 in den sympathischen Neuronen wesentlich stärker exprimiert wird. Dieser Befund konnte durch die Analyse der Proteinkonzentration mit Hilfe der Western Blot Methode bestätigt werden. Die Überexpression von NP25 in verschiedenen Zelltypen führte zu verstärktem oder reduzierten Neuritenauswachsen, wobei die Effekte mit dem NP25-Niveau korrelieren. Zellen mit einem geringen endogenen NP25-Expressionsniveau, wie sensorische Neurone aus fünf Tage alten Huhnembryonen und PC12-Zellen, reagieren auf die Erhöhung des NP25-Gehalts mit verstärktem Längenwachstum der Neuriten, während sympathische Neurone aus sieben Tage alten Huhnembryonen, die ein hohes endogenes Expressionsniveau aufweisen, reduziertes Längenwachstum und reduzierte Verzweigungskapazität zeigen. Diese Ergebnisse sprechen dafür, dass maximales Neuritenwachstum eine optimale NP25-Konzentration erfordert, wobei im Falle der Überexpression von NP25 in den sympathischen Neuronen das Optimum überschritten wird und dadurch Neuritenauswachsen und Verzweigung inhibiert werden. Die Effekte auf das Längenwachstum der Neuriten in den primären Neuronen konnten durch RNAi Experimente bestätigt werden. Neben dem Längenwachstum war auch das initiale Auswachsen von Fortsätzen durch die Veränderung des NP25-Expressionsniveaus betroffen. Im Falle der PC12-Zellen induzierte die NP25-Überexpression nicht nur Längenwachstum der Neuriten, sondern auch die Zahl der Fortsätze pro Zelle wurde erhöht. In den sympathischen Neuronen, in denen durch NP25- Überexpression das Längenwachstum und die Verzweigungskapazität negativ reguliert werden, nimmt die Anzahl der Neuriten pro Zellen nach Erniedrigung des NP25-Expressionsniveaus ebenfalls ab. Dies kann dadurch erklärt werden, dass Längenwachstum und initiales Auswachsen von Neuriten durch unterschiedliche Mechanismen reguliert werden (Glebova and Ginty, 2005; Luo, 2002), was hier möglicherweise dazu führt, dass Längenwachstum negativ und initiales Auswachsen positiv durch NP25 beeinflusst wird. In den sensorischen Neurone führte weder die Erhöhung noch die Erniedrigung des NP25-Expressionsniveaus zu einer Veränderung des initialen Auswachsens, was eine differentielle Regulation der Prozesse bestätigt. Da viele Mitglieder der CaP-Proteinfamilie mit F-Aktin interagieren (Gimona et al., 2002) wurde untersucht, ob NP25 und F-Aktin in kultivierten sympathischen und sensorischen Neuronen und in PC12-Zellen kolokalisieren. In den primären Neuronen wurde im Gegensatz zu der Situation in den PC12-Zellen keine Kolokalisation beobachtet, wobei NP25 und F-Aktin in den PC12-Zellen nur in kleinen Bereichen an den distalen Enden filopodienartiger Fortsätze kolokalisieren. Auch eine Interaktion von NP25 und G-Aktin konnte in den PC-Zellen ausgeschlossen werden. Durch die Identifikation zweier RhoGAP-Proteine (NIRGAP1 und 2) als potentielle Interaktionpartner (M.Geissen, nicht publiziert) könnte NP25 Neuritenauswachsen durch indirekte Beeinflussung des Aktinzytoskeletts über Rho-Signalwege regulieren. Die identifizierten RhoGAPs konnten durch in situ Hybridisierung im Rückenmark, in den Hinterwurzelganglien und den sympathischen paravertebralen Ganglien im Rattenembryo nachgewiesen werden. Sie gehören zu keiner bekannten Familie und unterscheiden sich auch strukturell von den meisten bisher beschriebenen RhoGAPs, da sie mehr als eine (drei) GAP-Domänen enthalten. Durch diesen Befund ergeben sich neue Ansätze für die weiteren Untersuchungen zur Regulation des Neuritenwachstums durch NP25. Da im adulten Nervensystem für NP25 eine Funktion in der Dynamik der Dendriten angenommen wird, sind Untersuchungen der Dendritenausbildung in vitro ebenfalls nahe liegend.
Linnaeus as an evolutionist
(1909)
Colorectal cancer is one of the most cause of cancer and death in Western societies. Recently, histone deacetylase inhibitors (HDIs), which regulate transcription through modification of chromatin structure, received considerable interest on the ground of they ability to stop the growth and induce cell death in colon cancer tumours, representing a promising transcriptional cancer therapy. This kind of cancer initiates with an activating mutation in the Wnt cascade, allowing the nuclear import of ß-catenin binding to LEF/TCF. This induces the overexpression of growthpromoting oncogenes affecting the cell cycle arrest, lineage-specific cell differentiation and apoptosis processes. In addition, ß-catenin also participates in cell-cell adhesion via interactions with E-cadherin, which can be repressed by families of transcription factors Snail and ZEB. This, and gain of vimentin has been closely correlated with local invasion and metastasis since they avoid the induction of apoptosis through the loss of cell anchorage, a phenomenon called anoikis. In this process the inactivation of the kinases Src an FAK provoking disruption of focal adhesion complexes through is involved. LAQ824 is a HDAC inhibitor derivative of hydroxamic acid, which present antitumor effect in colon and other cancer cells. The aim of this study is to analyse the effect of LAQ824 in cell proliferation, apoptosis, motility and tumour invasion in a colon carcinoma model based on the adenoma-carcinoma sequence descrying trough which pathways LAQ824 is able to cause these effects. Here I demonstrate for the first time that a HDAC inhibitor, LAQ824, induces detachmentinduced cell death of colon cancer cell lines HCT116 and HT-29, a phenomenon called anoikis, in a caspase-dependent and p53-independent manner. In this process the component of the Wnt signalling pathway ß-catenin is involved. Furthermore LAQ824 upregulates the adhesion molecule E-cadherin expression in these cell lines independently of its repressor Snail, but probably mediated by the repressor ZEB. In addition LAQ824-induced anoikis is caused by disruption of focal adhesion complexes through inhibition of the activity of the kinases FAK and Src inhibiting cell motility indicating a strong antimetastatic potential for LAQ824.
1. Halobacillus halophilus akkumuliert zum Ausgleich geringer, extrazellulärer Wasserpotentiale kompatible Solute. Bei Anzuchten in Gegenwart von 0,4 – 1,5 M NaCl wurden Glutamin und Glutamat als die dominierenden kompatiblen Solute identifiziert, während zwischen 2,0 und 3,0 M NaCl Prolin das dominierende Solut darstellt. Außerdem wurde Ectoin als zweites kompatibles Solut gefunden, das spezifisch bei hohen Salzgehalten akumuliert wird. Die Konzentrationen während der exponentiellen Wachstumsphase war jedoch um den Faktor 6 – 7 geringer im Vergleich zu Prolin. 2. Aus Wachstumsexperimenten in Gegenwart unterschiedlicher Anionen war bekannt, dass Glutamat, im Gegensatz zu Gluconat und Nitrat, in der Lage ist, das Wachstum von H. halophilus auch in Abwesenheit von Chlorid zu ermöglichen. Um der Frage nachzugehen, ob die wachstumsfördernde Wirkung von unphysiologisch hohen Glutamat-Konzentrationen im Medium auf die Verwendung von Glutamat als kompatiblem Solut in den Zellen zurückzuführen ist, wurden Gesamtsolutepools von Chlorid-, Nitrat-, Gluconat- und Glutamat-gezogenen Zellen gemessen. In NaCl-gezogenen Zellen zeigte sich Glutamat als dominantes Solut, während Prolin und Glutamin einen geringeren Teil am Gesamtpool ausmachten. In Nitrat-gezogenen Zellen betrug der Gesamtpool nur noch 83% und in Gluconat-gezogenen Zellen nur noch 27% im Vergleich zu Chlorid-gezogenen Zellen. Zellen, die mit Glutamat gezogen wurden, zeigten jedoch eine Gesamtkonzentration an Soluten, die ca. 100% über dem Vergleichswert aus Chlorid-gezogenen Zellen lag. Die Konzentration an Glutamin in den Zellen stieg dabei um 168%, die Konzentration an Glutamat sogar um 299%. Die Prolinkonzentration verringerte sich um 32%. Diese Daten belegen, dass der wachstumsstimulierende Effekt von Glutamat auf die Verwendung als kompatibles Solut zurückzuführen ist. 3. Zur Untersuchung der molekularen Grundlage der Salzadaptation sowie der Abhängigkeit von Chlorid in H. halophilus wurde in Zusammenarbeit mit der Gruppe von Prof. D. Oesterhelt (MPI für Biochemie, Martinsried) die Sequenzierung des Genoms begonnen. Das Projekt ist zur Zeit noch nicht abgeschlossen und befindet sich in der „Lückenschluß-Phase“. Die bisherigen Sequenzdaten konnten dennoch für die in dieser Arbeit beschriebenen Untersuchungen herangezogen werden. Das Genom besitzt eine Größe von ca. 4,1 Mbp mit einem ungefähren GC-Gehalt von 40%. Außerdem wurden 2 Plasmide identifiziert mit einer Größe von 16047 und 3329 bp. 4. Die Schlüsselgene bekannter Biosynthesewege für Glutamin und Glutamat konnten identifiziert werden. Darunter befinden sich zwei Isogene für eine Glutamatdehydrogenase (gdh1 und gdh2), ein Gen für die große Untereinheit einer Glutamatsynthase (gltA), zwei Gene für die kleine Untereinheit einer Glutamat-Synthase (gltB1 und gltB2) und zwei Isogene für eine Glutaminsynthetase (glnA1 und glnA2). glnA1 befindet sich in einem Cluster zusammen mit einem Gen, das für einen Regulator kodiert (glnR), wie er auch aus B. subtilis bekannt ist. Über reverse Transkription von mRNA und anschließender PCR-Analyse konnte gezeigt werden, dass sowohl gltA/gltB1 als auch glnA1/glnR in einem Operon organisiert sind. 5. Wurde die Transkriptmenge der in Punkt 4 erwähnten Biosynthesegene in Zellen quantifiziert, die in Gegenwart unterschiedlicher Salzkonzentrationen (0,4 – 3,0 M NaCl) gezogen wurden, so zeigte sich keine Abhängigkeit von der Salzkonzentration für die Gene gltA, glnA1 und gdh1. Über die Transkriptmengen von gdh2 ließ sich keine abschließende Aussage treffen, da die gefundenen Transkriptmengen sehr gering waren und daher zu sehr großen Varianzen bei der Quantifizierung führten. Eine klare Abhängigkeit der Transkriptmenge von der im Medium zugesetzten Salzkonzentration konnte für glnA2 gezeigt werden. Die glnA2 mRNA-Menge stieg dabei mit steigender Salzkonzentration an und erreichte bei 1,5 – 2.0 M NaCl ein Maximum. Bei diesen Salzkonzentrationen war die Menge an mRNA ca. 4 mal höher als der Vergleichswert bei 0,4 M NaCl. Bei höhern Salzkonzentrationen sank die Menge an Transkript wieder leicht und war dann ca. nur noch 3 mal so hoch wie bei 0,4 M NaCl. 6. Die zelluläre Konzentration der glnA2-Transkripte in Abhängigkeit unterschiedlicher Anionen im Anzuchtmedium wurde untersucht. Die Quantifizierung der glnA2–mRNA ergab eine 2 mal höhere Transkriptmenge in Gegenwart von Chlorid verglichen mit Nitrat oder Gluconat. 7. Es wurde nach Enzymaktivitäten der bekannten Schlüsselenzyme im Glutamat und Glutamin-Biosyntheseweg gesucht. Eine Glutamatdehydrogenase und eine Glutamatsynthase – Aktivität konnte nicht oder nur in vernachlässigbarem Maße nachgewiesen werden. Im Gegensatz dazu konnt eine Glutaminsynthetase – Aktivität eindeutig belegt werden. Diese Aktivität erwies sich abhängig von der Art und der Konzentration des angebotenen Anions im Medium. Maximale Aktivitäten wurden mit NaCl in einer Konzentration von 2,5 – 3,0 M erreicht. Interessanterweise erwies sich die Glutaminsynthetase – Aktivität auch abhängig von der Art des im Testpuffers verwendeten Anions. Hier zeigte sich eine deutliche Stimulierung der Aktivität durch das Anion Chlorid. [Die für diesen Punkt zugrunde liegenden Daten wurden im Rahmen einer von mir mitbetreuten Diplomarbeit von Jasmin F. Sydow erhoben und sind aus Gründen der vollständigen Darstellung des Projektverlaufes mitaufgeführt!] 8. Wie im Punkt 1 dargelegt, wird Prolin vor allem bei hohen Salzkonzentrationen in H. halophilus - Zellen akkumuliert. Neben der Abhängigkeit von der Salzkonzentration wurde außerdem die Abhängigkeit von der Wachstumsphase untersucht. Die Analyse der Prolinkonzentrationen während verschiedener Wachstumsphasen in Kulturen, die bei 1,0 bzw. 2,5 M NaCl angezogen wurden, zeigte, (i) dass die Prolinkonzentration während der frühen exponentiellen Phase ca. 2,5-fach erhöht war im Vergleich zu Niedrigsalz-Zellen, (ii) dass die Prolinkonzentration beim Übergang von der frühen in die späte exponentielle Phase dramatisch abnahm (um 64% bei 2,5 M NaCl) und dass (iii) in der stationären Phase Prolin praktisch nicht mehr nachzuweisen war. 9. Die Biosynthesegene für die Herstellung von Prolin aus Glutamat konnten im Genom von H. halophilus identifiziert werden. Es handelt sich dabei um ein Cluster von 3 Genen, die für eine putative Pyrrolin-5-carboxylatreductase (proH), eine Glutamat-5-kinase (proJ), und eine Glutamat-5-semialdehyd-dehydrogenase (proA) kodieren. Mittels reverser Transkription von mRNA und anschließenden PCR-Analysen konnte gezeigt werden, dass die drei Gene ein Operon bilden. 10. Eine Quantifizierung der Transkriptmengen der Biosynthesegene proH, proJ und proA mittels quantitativer PCR in Zellen, die bei unterschiedlichen NaCl-Konzentrationen gezogen wurden, zeigte einen deutlichen Zusammenhang zwischen der Salinität des Mediums und der Menge an Transkript. Diese war umso höher, je höher die Salinität des Mediums war. Die maximale Transkriptmenge (6-fach) wurde bei einer Salzkonzentration von 2,5 M NaCl erreicht. Bei noch höherer Salzkonzentration sank die Transkriptmenge auf die ca. 5-fache Menge des Kontrollwertes ab. 11. Um die Regulation und Dynamik der Osmoregulation unabhängig vom Wachstum untersuchen zu können, wurde ein Zellsuspensions-System für H. halophilus etabliert, bei dem eine konzentrierte Zellsuspension direkt von geringen auf hohe Salzkonzentrationen überführt wurde und bei dem die Prozesse der Transkription, Translation und Solut-Biosynthese erhalten blieben. Beispielhaft wurde dieses System an der Produktion von Prolin nach einem Salzschock von 0,8 auf 2,0 M NaCl getestet. Es zeigte sich bei der Analyse, dass sich die Transkriptmengen unmittelbar nach dem Salzschock deutlich erhöhten und bereits nach 1,5 Stunden ein Maximum erreicht wurde. Verglichen mit dem Wert zu Beginn des Versuches waren die Transkriptmengen ca. 13-fach erhöht, sanken im weiteren Verlauf jedoch wieder ab und blieben bei einer 4-fachen Transkriptmenge konstant. Mit der Erhöhung der Transkriptmenge ging auch eine Erhöhung der Prolinkonzentration einher, die ein Maximum von ca. 6 μmol/mg Protein nach 6 Stunden erreichte. Auch diese Konzentration verringerte sich im weiteren Verlauf wieder und erreichte nach 20 Stunden den Ausgangswert. 12. Um den Einfluß diverser Anionen bzw. Osmolyte im Medium auf die Produktion von Prolin zu untersuchen, wurden Zellsuspensionen von H. halophilus einer Erhöhung der Osmolarität von 0,8 M auf 2,0 M unterzogen. Es zeigte sich dabei, dass die maximale Akkumulation von Prolin in Anwesenheit von Chlorid am höchsten war. Nitrat und Glutamat führten zu ähnlichen, aber leicht geringeren maximalen Konzentrationen (92 bzw. 83% des Chloridwertes). Gluconat führte noch zu einer Akkumulation von ca. 51%, während die anderen Osmolyte zu keiner Akkumulation führten. Eine Analyse der Transkriptmengen zeigte jedoch ein völlig anderes Bild. Während Chlorid, Nitrat und Gluconat zu vergleichbaren Anstiegen der Transkripmengen führten, war die maximale Transkriptmenge der Glutamatinkubierten Zellen 3-9 mal höher als in Vergleichszellen mit Chlorid. In anschließenden Titrationsexperimenten mit verschiedenen Glutamatkonzentrationen konnte gezeigt werden, dass eine minimale Konzentration von 0,2 M Glutamat ausreichend ist, um eine 90-fache Steigerung der Transkriptmenge herbeizuführen. 13. Als Antwort auf Hochsalz-Bedingungen akkumuliert H. halophilus neben Prolin auch Ectoin. Die Ectoinkonzentration bei 2,5 M NaCl war ca. 2-3 mal höher als in Zellen, die bei 1,0 M gezogen wurden. Die Bestimmung der intrazellulären Ectoin-Konzentrationen während des Wachstums zeigte außerdem, dass die Produktion von Ectoin wachstumsphasenabhängig ist. Die Konzentration in der stationären Phase war ca. 5-fach höher als in der exponentiellen Phase. Die Entwicklung der Ectoin- Konzentration verhielt sich somit reziprok zur Entwicklung der Prolin-Konzentration während des Wachstums. 14. Es wurde ein Cluster von drei Genen im Genom von H. halophilus identifiziert, deren Genprodukte die Biosynthese von Ectoin aus Aspartatsemialdehyd katalysieren. ectA kodiert dabei für eine putative Diaminobutyrat-Acetyltransferase, ectB für eine putative Diaminobutyrat-2-oxoglutarat-Transaminase und ectC für eine putative Ectoin-Synthase. Mittels reverser Transkription von mRNA und anschließenden PCR-Analysen konnte gezeigt werden, dass die drei Gene ein Operon bilden. 15. Die Transkription der ect-Gene war abhängig von der Salinität des Mediums. Ab 2,0 M stieg die Menge an RNA um das 10-fache an und erreichte bei 3,0 M ein Maximum mit der 23,5-fachen Menge. 16. Nach einem osmotischen Schock stieg die Konzentration an ect-mRNA signifikant und erreichte ein Maximum nach 3 - 4 Stunden. Das Maximum wurde somit 1,5 – 2,5 Stunden später erreicht als bei anderen Genen der Solute-Biosynthese wie etwa gdh1, das für eine Glutamatdehydrogenase, glnA2, das für eine Glutamin-Synthetase oder proH, das für eine Pyrrolin-5-Carboxylase kodiert. Die maximal erreichten Wert lagen 13-fach (ectA), 6,5-fach (ectB) und 3-fach (ectC) über dem Wert vor dem Salzschock. Gegen EctC wurden polyklonale Antikörper generiert. Western-Blot Analysen mit diesem Antikörper zeigten, dass die EctC-Menge nach 4 Stunden um das 2,5-fache stieg, dann aber wieder abfiel auf das 1,6 – 1,7-fache des Ausgangswertes. Der Rückgang an EctC fand keine Entsprechung in der gemessenen Ectoin-Konzentration, welche über einen Zeitraum von 18 Stunden kontinuierlich anstieg. Die maximale Konzentration nach 18 Stunden betrug das ca. 6,3-fache des Ausgangswertes. 17. Wurden H. halophilus Zellen mit anderen Osmolyten außer NaCl geschockt, so ergab sich folgendes Bild der Regulation der Ectoin-Biosynthese: (i) die Transkription der ect-Gene zeigte keine Chlorid-abhängige Regulation. Die maximale Transkriptmenge wurde in Gegenwart von Nitrat erreicht, wohingegen Gluconat zu vergleichbachen mRNA-Mengen führte wie Chlorid. Glutamat führte nur zu schwacher Stimulierung der Transkription. (ii) auf Ebene der Proteinmenge war zu sehen, dass die Menge an EctC nach osmotischem Schock vergleichbar war in Zellen, die mit Chlorid oder Nitrat inkubiert wurden. Gluconat führte nur zu einer 40%-igen Zunahme während andere Osmolyte nahezu wirkungslos auf die Menge an EctC blieben. (iii) die höchste Akkumulation an Ectoin nach einer plötzlichen Erhöhung der Osmolarität wurde erreicht mit Chlorid (6-fache Zunahme) gefolgt von Nitrat (5,6-fache Zunahme). Gluconat führte lediglich zu einer 3,3-fachen und Glutamat nur noch zu einer 2-fachen Steigerung der Ectoinkonzentration. Glutamat hat somit ähnliche Effekte wie Tartrat, Saccharose oder Sulfat. Succinat führte zu keiner Akkumulation und Glycin sogar zu einer deutlichen Abnahme. Die Produktion von Ectoin ist somit hauptsächlich abhängig vom Anion/Osmolyt und nur untergeordnet von der Osmolarität.
In der vorliegenden Arbeit konnte das Subkompartiment der synaptischen aktiven Zone erstmals in der für Proteomstudien erforderlichen Qualität aufgereinigt werden. Nach Präparation des Gesamthirns der Ratte wurden über verschiedene Homogenisations- und Zentrifugationschritte Synaptosomen gewonnen, die durch einen hypoosmotischen Schock zum Platzen gebracht wurden. Der Inhalt, vornehmlich synaptische Vesikel, wurde in einem Saccharosedichtegradienen aufgetrennt. Die Analyse dieses Gradienten bestätigte, dass sich in den unteren, dichteren Fraktionen (Fraktionen 28-34) Elemente synaptischer Vesikel und auch der Plasmamembran befanden. Damit war eine wichtige Grundvoraussetzung für eine nachfolgende Proteomuntersuchung gedockter synaptischer Vesikel erfüllt. Die Analyse dieser Fraktionen durch Western-Blot und mittels Transmissionselektronenmikroskopie zeigte aber auch, dass sie diverse Organellmarker enthielten und insgesamt eine heterogene Zusammensetzung von membranären Strukturen zeigten. Daher folgte als weiterer Aufreinigungsschritt eine immunmagnetische Trennung mit monoklonalen Antikörpern gegen das ubiquitäre integrale Protein synaptischer Vesikel, SV2. Die hohe Reinheit der resultierenden Fraktion gedockter synaptischer Vesikel konnte durch elektronenmikroskopische Analysen und proteinchemische Methoden (2D BAC-/SDS-PAGE und Western Blot) nachgewiesen werden. Die Optimierung der Integrität der verwendeten Proben erlaubte eine funktionelle Zuordnung der durch die hochsensensitiven massenspektrometrischen Analysen identifizierten Proteine. Zur Proteinidentifikation wurden zwei verschiedene Methoden herangezogen: die zweidimensionale BAC-/SDS-PAGE mit anschliessender MALDI-TOF Analyse und die eindimensionale SDS-PAGE mit nachfolgender nanoLC ESI MS/MS. Beide Methoden ergänzten sich; generell wurde über die zweite Methode eine größere Anzahl von Proteinen identifiziert. Durch die Verwendung und Kombination der verschiedenen massenspektrometrischen Methoden und unterstützt durch eine Western Blot Analyse konnten insgesamt 245 Proteine identifiziert werden. Dabei handelte es sich um (i) integrale synaptische Vesikelproteine, (ii) transient mit synaptischen Vesikeln assoziierte Proteine, (iii) Proteine der Plasmamembran und Zelloberfläche, (iv) Signalkaskadenproteine und kleine GTPasen, (v) Proteine des Zytoskeletts, (vi) glykolytische und andere metabolische Enzyme, sowie (vii) Chaperone und (viii) mitochondriale Proteine. Im zweiten Teil der Arbeit wurden ausgewählte Proteine genauer untersucht. Die Analyse der löslichen Proteine WK1 und WK2 zeigten in Genexpressionsstudien eine ubiquitäre Gewebeverteilung. Rekombinante Proteine wurden in Zelllinien exprimiert, um einen Einblick in deren subzelluläre Lokalisierung zu erhalten. Die Expressionsanalyse der integralen Transmembranproteine zeigte für alle Kandidaten eine neuronale Expression der mRNA. Für jeden der Kandidaten wurden individuelle Genexpressionsmuster im Hirn beobachtet. Gegen zwei der Kandidatenproteine konnten funktionelle Antikörper erzeugt werden. Die Immunomarkierung mit anti-Ttyh1-Antikörpern zeigt eine hochspezifische Färbung der Fasertrakte in verschiedenen Hirnarealen sowie eine neuronale Lokalisation in Primärkulturen des Hippokampus und des Neokortex der Ratte. Lingo1-Immunfärbungen markierten selektiv Nervenzellen des limbischen Systems und Mitralzellen des Bulbus olfactorius. Diese Studie führt konsequent die Idee der spezifischen Aufreinigung von Vesikelkompartimenten der Synapse weiter: Mit der Einführung eines hochaffinen immunchemischen Anreicherungsschrittes in dem Aufreinigungsprozess wird dem bisherigen Methodenarsenal zur Spezifizierung der Probe über physiko-chemische Parameter eine neue Dimension hinzugefügt: Die molekulare Identität.
The chemiosmotic theory suggested by Peter Mitchell (Mitchell, 1961, Nature 191:144-148; see Mitchell, 1979, Science 206:1148-1159 for review) postulated that the energy released upon the oxidation of electron donor substrates is transiently stored as electrochemical proton potential, delta-p across energy-transducing membranes, which acts then as the driving force for the ATP synthesis. Membrane protein complexes can both generate and utilise a transmembrane electrochemical proton potential, either by transmembrane proton transfer or by transmembrane electron transfer coupled to protolytic reactions on opposite sides of the membrane. The dihaem-containing membrane protein complex quinol:fumarate reductase (QFR) from the anaerobic epsilon-proteobacterium Wolinella succinogenes apparently combines both of these mechanisms (Haas et al, 2005, Biochemistry 44:13949-13961; Lancaster et al, 2005, PNAS 102:18860–18865; Mileni et al, 2005, Biochemistry 44:16718-16728; Madej et al, 2006, EMBO J 25:4963-4970). QFR is the terminal enzyme of anaerobic fumarate respiration that allows bacteria to use fumarate as the terminal electron acceptor (Kröger, 1978, Biochim Biophys Acta 505:129-45; Lancaster, 2004, In: Respiration in Archaea and Bacteria Volume 1:57-85). QFR couples the two-electron reduction of fumarate to succinate to the two-electron oxidation of quinol to quinone. QFR contains two haem b groups bound by the transmembrane subunit C, which are termed the ‘proximal haem’, bP, and the ‘distal haem’, bD, according to the relative proximity to the hydrophilic subunits A and B (Lancaster et al, 1999, Nature 402:377-85). The two-electron transfer via the two haem groups has been proposed (Lancaster, 2002, Biochimica et Biophysica Acta 1565:215-231) and demonstrated (Madej et al, 2006, EMBO J 25:4963-4970) to be coupled to a compensatory, parallel transfer of two protons via a transmembrane proton transfer pathway. The two most prominent constituents of the proposed pathway were suggested to be the haem bD ring C propionate and the side chain of amino-acid residue Glu C180, after which the proton transfer pathway was named the ‘E-pathway’ (Lancaster, 2002, Biochimica et Biophysica Acta 565:215-231). The essential role of Glu C180 was supported by site-directed mutagenesis and structural and functional characterization of the enzyme E180Q, where the Glu C180 was replaced with a Gln residue (Lancaster et al, 2005, PNAS 102:18860–18865). Moreover, multiconformer continuum electrostatics (MCCE) calculations (Haas and Lancaster 2004, Biophys J 87:4298-4315) and Fouriertransformed infrared (FTIR) spectroscopy experiments (Haas et al, 2005, Biochemistry 44:13949-13961) indicated the Glu C180 side chain to undergo a combination of a conformational change and protonation upon haem reduction. The contribution of haem bD propionate is less clear, however, a combination of 13C labelling of the haem propionates with redox-induced FTIR experiments (Mileni et al, 2005, Biochemistry 44:16718-16728) and MCCE calculations (Haas and Lancaster, 2004, Biophys J 87:4298-4315) support a change in protonation, possibly accompanied by a change in environment upon haem reduction. These experiments and their results strongly support the existence of the ‘E-pathway’ which is transiently open during the reduction of the haem groups and blocked in the oxidized state of the enzyme (Lancaster, 2002b, Biochim Biophys Acta 1565:215-231). All available crystal structures of the QFR, however, are those of the oxidized enzyme. Therefore, it is advantageous to perform simulations of various redox states of the enzyme to determine for instance, how the side-chain of Glu C180 and haem bD ring C propionate behave upon changes of the redox states of the haem groups and why is the ‘E-pathway’ blocked in the oxidized state of the enzyme. Although the distal haem ring C propionate and Glu C180 were identified as the most prominent components of the proton transfer pathway, it was not clear, on the basis of the structure, how proton transfer could occur between them. In addition, two constituents are not enough to span the membrane region and the additional participants in the proton transfer pathway must be identified. Since an atomistic investigation of proton transfer in this system is not yet possible experimentally, I used available theoretical methods such as classical molecular dynamics (MD) simulation (Alder and Wainwright, 1959, J Phys Chem 31:459-466; McCammon et al, 1977, Nature 267:585-590) and Q-HOP molecular dynamics (Q-HOP MD) simulation (Lill and Helms, 2001, J Chem Phys 115:7993-8005) to investigate the postulated mechanism of electron coupled proton transfer in QFR. MD simulations allowed us to move away from static difference pictures obtained from FTIR experiments and MCCE calculations. The advantage of the MD simulations over the experiments and the simulations performed so far is that the time-dependent properties could now be analyzed. The behaviour of various residues and their side-chains and any environmental changes may be directly observed during MD simulations. Although classical MD simulations cannot be used to study proton transfer reactions, they can provide information on formation of configurations that would allow either direct proton transfer between donor and acceptor residues or indirect proton transfer mediated by water molecules. To avoid the static protonation of residues which is inherent in classical MD simulations, Q-HOP MD simulations were performed which explicitly describe proton transfer reactions by allowing the change of the protonation state of residues ‘on the fly’. The structures obtained after classical molecular dynamics simulations ....
Die Replikation und Pathogenese von HIV ist in hohem Maße von zellulären Faktoren abhängig. Das Virus muss einerseits die protektiven und antiviralen Abwehrmechanismen der Wirtszelle umgehen können und gleichzeitig ist seine Replikation an die Nutzung zellulärer Faktoren adaptiert. Neben der Interaktion mit konstitutionell exprimierten zellulären Proteinen bewirkt das HI-Virus auch eine transkriptionelle Regulation zellulärer Gene, um sich einen für seine Replikation vorteilhaften Funktionszustand der Wirtszelle zu schaffen. Durch eine HIV-Infektion differentiell exprimierte Gene stellen daher potentielle Kandidatengene zur Identifizierung essentieller Wirtsfaktoren oder zellulärer Restriktionsfaktoren der HIV-Replikation dar. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die durch HIV-Infektion differentiell regulierten Gene LEREPO4, GLiPR, SCC-112 und Moesin auf eine mögliche Funktion bei der HIV-Replikation analysiert. Dabei wurden diese durch RNA Interferenz (RNAi) im Kontext einer HIV-Infektion reprimiert. Als zelluläres Modellsystem wurden P4-CCR5-Zellen verwendet, bei denen eine Infektion mit dem Virusstamm HIV-1Bru eine Induktion der Gene LEREPO4, GLiPR und Moesin sowie eine Repression von SCC-112 bewirkte. Die RNA-Interferenz vermittelte Suppression dieser Gene erfolgte durch Applikation von synthetischen siRNA Oligonukleotiden oder durch intrazelluläre Expression von short hairpin RNAs (shRNA). Durch den Einsatz von shRNAs konnte jedoch unter den vorliegenden Versuchsbedingungen nur eine unzureichende Gensuppression erreicht werden. Aus diesem Grund wurden synthetische siRNA Oligonukleotide verwendet. Es konnte eine deutliche Reduktion der jeweiligen Zielgene bewirkt werden, ohne dass nennenswerte Effekte auf den Phänotyp und die Viabilität der Zellen beobachtet wurden. Der Einfluss der siRNA-vermittelten Gensuppression auf die HIV-Replikation wurde durch Infektion der Zellen ermittelt. Hierbei zeigte sich, dass die Depletion von GLiPR und LEREPO4 eine deutliche Inhibition der HIV-Replikation bewirkte. Das Ausmaß der Inhibition war ähnlich ausgeprägt, wie durch Verwendung einer bereits publizierten, gegen das virale Gen p24 gerichteten siRNA. Die Depletion von SCC-112 hatte im Gegensatz hierzu keine eindeutige Wirkung auf die HIV-Replikation, so dass nicht ausgeschlossen werden kann, dass seine Repression während einer HIV-Infektion ein unspezifischer bzw. sekundärer Effekt ist. Die siRNA-vermittelte Suppression von Moesin führte zu einem unerwarteten Ergebnis, da eine deutliche Steigerung der HIV-Replikation im Vergleich zur Kontrolle festgestellt wurde. Damit konnte erstmals belegt werden, dass Moesin nicht für die HIV-Replikation benötigt wird, wie es durch andere Arbeiten postuliert wurde. Diese Annahme begründete sich auf der Beobachtung, dass Moesin in Viruspartikel inkorporiert wird. Daher wurde eine Beteiligung an der Zusammenlagerung oder Abschnürung viraler Partikel vermutet. Die in dieser Arbeit ermittelten Ergebnisse lassen vermuten, dass LEREPO4 und GLiPR notwendige Faktoren der HIV-Replikation sind, wohingegen Moesin einen negativen Effekt zu vermitteln scheint. Die zugrunde liegenden Mechanismen dieser Wirkung auf die HIVReplikation sind jedoch weitgehend unklar. Da die Proteine LEREPO4, SCC-112 und GLiPR nicht oder nur unzureichend charakterisiert sind, war ein weiteres Ziel dieser Arbeit zelluläre Funktionen dieser Proteine zu ermitteln, um Rückschlüsse auf ihre Funktion bei der HIV-Replikation zu gewinnen. Es konnten polyklonale Antikörper gegen LEREPO4 generiert werden, mit denen eine Bestimmung der zellulären Lokalisation möglich war. Mittels Co-Immunopräzipitation wurde die Interaktion von LEREPO4 und TRAF-2 nachgewiesen. Die Bestimmung des Einflusses von LEREPO4 auf die NF-κB-Aktivierung lässt vermuten, dass LEREPO4 an der TRAF-vermittelten Signaltransduktion beteiligt ist. Untersuchungen zur Funktion von GLiPR zeigten, dass es sich möglicherweise um ein sekretorisches Protein handeln könnte, wie durch den fluoreszenzmikroskopischen Nachweis eines GLiPR-EGFP-Fusionsproteins in HeLa-Zellen ermittelt wurde. Weiterhin konnte mittels Annexin-V-Färbung und TUNEL-Assay belegt werden, dass eine exogene Expression des GLiPRs in HeLa Zellen zu einem deutlichen Anstieg der Apoptoserate führte. Zusätzlich wurden für jedes Protein Genexpressionsprofile nach siRNA vermittelter Repression mittels Microarray-Analyse erstellt. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass LEREPO4 und GLiPR mögliche Kofaktoren der HIV-Replikation darstellen. Im Gegensatz hierzu scheint Moesin einen negativen Effekt zu vermitteln. Auf Grundlage der in dieser Arbeit ermittelten Daten können weiterführende Untersuchungen durchgeführt werden, um die genaue Funktion der oben genannten Proteine bei der HIV-Replikation zu klären.
Lichtsensitive Proteine bzw. Photorezeptoren eignen sich hervorragend für das Studium des Zusammenhangs von Proteinstruktur und –funktion. Lichtrezeptorproteine werden leicht durch Licht angeregt, wodurch eine gute Zeitauflösung für deren Untersuchung erreicht werden kann. Weiterhin sind sie als Signalproteine während der Etablierung des aktiven Zustandes und dessen Zerfalls großen konformationellen und strukturellen Änderungen unterworfen. Ausgehend von diesen Eigenschaften wurde bereits eine große Zahl von Lichtrezeptorproteinen genauer untersucht. Diese vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit lichtinduzierten konformationellen Änderungen in Membranproteinen. Dafür wurden drei verschiedene Systeme herangezogen: das kleine α-helikale Peptid Gramicidin A, der G-Protein gekoppelte Rezeptor Rhodopsin and die BLUF (blue light using FAD) Domäne des hypthetischen Membranproteins Blrp (blue-light regulated phosphodiesterase) aus E. coli. Gramicidin A (gA) ist ein aus dem Bodenbakterium B. brevis isoliertes Antibiotikum, das Transportkanäle für einwertige Kationen wie Lithium, Natrium und Kalium ausbildet. Gelöst in Detergenzmizellen, wurde für gA unerwartet eine Wechselwirkung mit Blaulicht fest gestellt (Abbildung 1). Diese Beobachtung wurde mit statischen und zeitaufgelösten NMRspektroskopischen Methoden genauer untersucht und ist in Kapitel 2 näher beschrieben. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen wird postuliert, dass einer der Tryptophanreste (Trp9) eine lichtinduzierte konformationelle Änderung erfährt. Ausgehend von der Konformation in Lösung befindet sich die Seitenkette von Trp9 in einem Gleichgewicht (70:30) mit einer zweiten Konformation. Bei der zweiten Konformation handelt es sich möglicherweise um die Orientierung, die der Tryptophanrest unter Festkörper-NMR Bedingungen einnimmt. Die Lebensdauer der neuen Konformation beträgt in etwa eine Sekunde. Der G-Protein gekoppelte Rezeptor Rhodopsin ist verantwortlich für die Verarbeitung von Lichtsignalen in den Stäbchenzellen der Retina. Die Absorption eines einzelnen Photons führt zur Isomerisierung des kovalent gebundenen Chromophors 11-cis-Retinal, wodurch konformationelle Änderungen im Protein veranlasst werden. Der aktivierte Metarhodopsin II (MetaII) Zustand induziert eine Enzymkaskade und schließlich einen Nervenimpuls, das Säugern das Kontrastsehen ermöglicht. Eine große Bandbreite an hochauflösenden NMRspektroskopischen Methoden, (einschließlich zeitaufgelöster und Festkörper-NMR Methoden) wurde im Laufe dieser Arbeit angewandt, um Konformation und Dynamik von bovinem Rhodopsin näher zu untersuchen. In Kapitel 3.1 sind zu Beginn mehrere Optimierungsschritte im Hinblick auf ein kostengünstiges, isotopenmarkiertes Säugerzellenmedium beschrieben. In diesem Zusammenhang wurden mehrere Rhodopsin NMR-Proben hergestellt, wobei der Gehalt an isotopenmarkierten Aminosäuren ca. 50% betrug. Anhand dieser Proben konnte bewiesen werden dass sich mit Lösungs-NMR-Spektroskopie auch sehr große, in Detergenzmizellen stabilisierte Membranproteine (~150 kD Gesamtmasse) detailliert studieren lassen. Die Untersuchungen konzentrierten sich auf den C-Terminus, für den nach sequentieller Zuordnung (Abbildung 2a) und heteronuklearern Relaxationsmessungen ein Mobilitätsverhalten bestimmt wurde, das dem mittelgroßer Proteine ähnelt. Des Weiteren konnten keinerlei definierte Strukturelemente innerhalb des C-Terminus identifiziert werden, u.a. durch einen Vergleich mit eines 19mer Peptids, dessen Primärsequenz des Rhodopsin C-Terminus entspricht (Abbildung 2a und 2b). In Kapitel 3.2 wird die nichtinvasive Zuordnung der Rückgratresonanzen aller fünf Trytophane mit Hilfe einer Kombination aus Lösungs- und Festkörper-NMR beschrieben. Dazu wurden verschiedene Rhodopsinproben hergestellt, die alle möglichen 13C’i-1-Carbonyl/15Ni-Tryptophan isotopenmarkierten Amidpaare enthielten. Eine Teilzuordnung der Tryptophanindolsignale konnte in Lösung durch Protonen-/Deuteriumaustausch und heteronukleare Relaxationsmessungen erreicht werden. Die Ergebnisse legen nahe, dass die Kombination aus Lösungs- und Festkörper-NMR-Spektroskopie sehr gut geeignet ist um komplementäre Informationen zu strukturellen und dynamischen Eigenschaften von Rhodopsin zu liefern. Fehlende Zuordnungen in den Lösungspektren konnten durch den Verglich mit Festkörperspektren ergänzt werden und umgekehrt (Abbildung 3). In Kapitel 3.3 ist die erfolgreiche Adaption der zeitaufgelösten NMR-Spektroskopie für die Untersuchung des Rhodopsin MetaII Zerfalls in vitro beschrieben. Die zeitaufgelösten protonendetektieren NMR-Experimente wurden mit unmarkiertem, in Detergenzmizellen stabilisiertem Protein bei verschiedenen Temperaturen aufgenommen, wobei sich die anschließende Auswertung auf die stark tieffeldverschobene Indolregion konzentrierte (Abbildung 4). Für die berücksichtigten Signale traten nach Induktion des aktivierten Zustandes deutliche chemische Verschiebungsänderungen auf, außerdem zeigten sie unterschiedlich schnellen MetaII Zerfall. Zusätzlich zu der erwarteten Zeitkonstante des MetaII Zerfalls (~6 min bei 298 K) konnte erstmalig eine zweite, ca. zehnmal langsamere Zeitkonstante bestimmt werden. Diese zweite Zeitkonstante ist möglicherweise ein Ausdruck für die langsame Entfaltung von Sekundärstrukturelementen nach dem Zerfall des Proteins in Opsin und Retinal. Die BLUF-Domänen verwenden Flavinadeninnukleotid (FAD) als Chromophor und gehören zu der Familie der Blaulichtrezeptoren. In Kapitel 4 wird die Untersuchung des lichtadaptierten Zustandes der E. coli BLUF Domäne auf Protein- und Ligandenebene mit zeitaufgelösten proton- und phosphordetektierten NMR-Experimenten beschrieben. In Abbildung 5 sind die statischen Licht- und Dunkelspektren (jeweils licht- und dunkeladaptiert) dargestellt. Im Folgenden konnte durch Beobachtung der Dunkeladaption bei verschiedenen Temperaturen die Aktivierungsenergie des Lichtzustandes bestimmt werden. Des Weiteren wurden zum ersten Mal phosphordetektierte NMR-Experimente erfolgreich angewandt, um einen biologisch relevanten Vorgang zeitabhängig näher zu bestimmen.
Material of the domestic fowl of appropriate ages, ranging from twelve hours' incubation to the adult bird, was prepared for the purpose of studying the production and development of the germ cells. The primordial germ cells arise in the extra-embryonic region anterior to the head fold in the region of the zone of junction during the primitive-streak stage. These germ cells migrate, through the blood stream, to the region of the future gonad, where they develop into the definitive germ plasm. There is no widespread degeneration of the primordial germ cells after their arrival in the gonadal region, nor is there any widespread transformation of somatic cells into definitive germ cells.
Meliolaceae aus Panama
(2006)
Die Meliolaceae (Meliolales, Ascomycota), die auch „Schwarze Mehltaupilze“ (dark oder black mildews) genannt werden, umfassen weltweit ca. 1583 bekannte Arten in 20 Gattungen. Meliolaceae-Arten kommen hauptsächlich in den Tropen vor. Es handelt sich um obligate Parasiten auf Pflanzen, die über 330 verschiedenen Pflanzenfamilien angehören. Von August 2002 bis September 2005 wurden Meliolaceae-Arten mit ihren Wirtspflanzen in Panama hauptsächlich im Westen des Landes gesammelt. Die Wirtspflanzen wurden bestimmt. In Rahmen dieser Arbeit wurden 90 Belege von schwarzen Pilzen auf Blättern lichtmikroskopisch untersucht. Von diesen stellten sich 69 Belege als mit Meliolaceae-Arten parasitierte Blätter heraus. 55 der Belege mit Meliolaceae-Arten wurden bis zur Art bestimmt. Die restlichen 14 Belege waren problematisch zu bestimmen, weil die Meliolaceae von Hyperparasiten befallen waren. Die 55 Belege repräsentieren 42 verschiedene Meliolaceae-Arten, nämlich vier Appendiculella-Arten, sechs Asteridiella-Arten, fünf Irenopsis-Arten und 27 Meliola-Arten. Fünf neue Meliolaceae-Arten wurden im Rahmen dieser Arbeit entdeckt, drei Appendiculella-Arten, eine auf Lozanella enantiophylla (Ulmaceae/Cannabaceae), eine auf Cupania guatemalensis (Sapindaceae) bzw. eine auf Monstera deliciosa (Araceae), eine Asteridiella Art auf Buddleja nitida (Buddlejaceae), eine Irenopsis-Art auf Chrysophyllum sp. (Sapotaceae). Außerdem werden 21 Meliolaceae-Arten zum ersten Mal für Panama nachgewiesen: Appendiculella calostroma, Asteridiella formosensis, A. hymenaeicola, A. solanacearum, A. vegabajensis, Irenopsis miconiicola, Meliola anacardii, M. byrsonimicola, M. cf. cucurbitacearum, M. crescentiae, M. dissotidis, M. gesneriae, M. indica, M. lanosa, M. lundiae, M. mammeae, M. nigra, M. ocoteicola, M. cf. orchidacearum, M. pisoniae und M. ripogoni. Nur 16 der 42 gesammelten Meliolaceae-Arten sind schon für Panama bekannt. Die vorherige Anzahl der bekannten Meliolaceae-Arten für Panama lag bei 105 Arten. Nach dieser Untersuchung liegt diese Anzahl bei 131 Arten. Für das Nachbarland Costa Rica liegt diese Anzahl bei 84 Arten, und beide Ländern teilen nur 25 bekannte Meliolaceae-Arten. Die untersuchten Meliolaceae-Arten parasitieren Arten aus 36 verschiedenen Gattungen der Pflanzen, die zu 30 verschiedenen Pflanzenfamilien gehören. Für bekannte Meliolaceae-Arten werden 31 Wirtspflanzen-Arten zum ersten Mal für Panama nachgewiesen. Von diesen gehören vier zu Gattungen, von denen bisher keine Wirtsarten für Meliolaceae bekannt waren, nämlich Attalea (Arecaceae) für Meliola melanococcae, Crucea (Rubiaceae) für Asteridiella vegabajensis, Phinaea (Gesneriaceae) für M. gesneriae und Rytidostylis (Cucurbitaceae) für M. cf. cucurbitacearum. Im Vergleich zu Indien mit der größten Anzahl bekannter Meliolaceae-Arten (461) gibt es andere tropische Länder, in denen die Anzahl der bekannten Meliolaceae bisher null ist, weil diese Gruppe dort noch nicht erforscht worden ist. Durch die vorliegende Arbeit wird deutlich, dass die Meliolaceae in den Tropen höchst divers und bisher nur ansatzweise erforscht worden sind.
Die ribosomal synthetisierten und posttranslational modifizierten antimikrobiellen Peptide Subtilin aus B. subtilis und Nisin A aus L. lactis gehören zur Klasse der lanthioninhaltigen Bakteriocine, die als Lantibiotika bezeichnet werden. Die Regulation der Biosynthese beider Lantibiotika unterliegt der dichteabhängigen Genregulation, die auch als Quorum Sensing bezeichnet wird. Dabei wirken die Peptide als Pheromon autoinduzierend auf die eigene Biosynthese durch Signaltransduktion über die Zwei-Komponenten-Regulationssysteme SpaRK bzw. NisRK. Durch die Konstruktion und Anwendung zweier spezifischer Reportersysteme, die auf der transkriptionellen Induktion einer chromosomal integrierten PspaS-lacZ bzw. PnisA-gusA-Fusion beruhen, wurde die autoinduzierende Fähigkeit der Peptide sowohl qualitativ durch chromogene Analysen auf Agarplatten als auch quantitativ in Mikrotiterplatten spezifisch nachgewiesen. Beide Reportersysteme wurden zur Analyse von Struktur-Funktionsbeziehungen in Bezug zur autoinduzierenden Wirkung der Peptide verwendet. Dabei wurden neben dem Subtilinproduzenten B. subtilis ATCC 6633 acht weitere Subtilin-produzierende Bacillus-Stämme identifiziert. Durch die Konstruktion eines Expressionssystems zur Produktion von durch ortsgerichteter in vitro Mutagenese erstellten Subtilinvarianten bzw. Subtilin/Nisin AHybriden wurden mehr als 80 verschiedene Peptide durch rationales Design generiert. Deren Biosynthese wurde durch MALDI-TOF MS spezifisch nachgewiesen und hinsichtlich ihrer Wirkung als induzierende Peptide über beide Reportersysteme untersucht. Durch Überexpression des Responsregulators SpaR wurde eine Induktion der Promotorfusion unabhängig von der Autoinduktion durch die jeweiligen Peptide gezeigt. Dies ermöglicht die Produktion und Charakterisierung von induktionsdefizienten Varianten. Durch die Analysen der generierten Peptide wurde eine Beteiligung des N-terminalen Bereichs von Subtilin an der Sensierung durch die Histidinkinase SpaK identifiziert. Die in vivo Produktion von verkürzten Subtilinvarianten und proteolytische Analysen von Subtilin und Nisin A zur Generierung von N-terminalen Fragmenten der Peptide bestätigte die essentielle Rolle des Nterminalen Bereichs der Lantibiotika in Bezug zur Autoinduktion. Für beide Peptide und deren jeweilige N-terminalen Fragmente, bestehend aus den ersten zwanzig Aminosäuren, wurde keine Kreuzinduktion in den Reportersystemen zur Bestimmung der Autoinduktion festgestellt. Bei simultaner Applikation des nativen Induktors mit dem korrespondierenden Peptid bzw. den jeweiligen N-terminalen Fragmenten wurde eine signifikante Reduktion der vermittelten Enzymaktivität detektiert. Dieser Effekt wurde aufgrund der Inhibition der Signaltransduktion als Quorum Quenching bezeichnet und erstmalig für lantibiotische Peptide beschrieben. Da diese Reduktion durch die gleichzeitige Zugabe von Lipid II-bindenden Substanzen, wie Vancomycin und Bacitracin, nachgewiesen wurde, konnte erstmals eine Beteiligung von Lipid II an der Signalkaskade verdeutlicht werden. Lantibiotika wirken aufgrund hochaffiner Bindung an Lipid II und anschließender Porenbildung in der cytoplasmatischen Membran überwiegend antimikrobiell gegen Gram-positive Organismen. Da die Bindung an Lipid II über ein konserviertes Bindemotiv im Nterminalen Bereich der Peptide erfolgt, wird die Beteiligung von Lipid II an der Sensierung des externen Stimulus durch die Histidinkinase LanK unterstützt.
Sensilla styloconica are elongated microscopically conspicuous chemo-mechano receptors found exclusively at the tongue tip of many adult Lepidoptera. These unique proboscis sensilla were comparatively studied using the scanning electron microscope in 107 species of North American and tropical butterflies. Focus was on 76 species of North American Nymphalidae representing 45 genera and 11 subfamily groups, and 15 species of tropical Nymphalidae representing additional genera and subfamilies. Observations of adult nymphalid feeding behaviour and food preference for correlation with morphological characteristics were made largely in North America and substantially in the Neotropics, where bait traps were used in conjunction with aerial netting. The tongue tips of 16 additional species representing 5 more butterfly families were also examined for the presence and morphological characteristics of sensilla styloconica.
The ABC protein ABCE1, also called HP68 or RNase L inhibitor (RLI), is one of the most conserved proteins in evolution. It is universally expressed in eukaryotes and archaea, where ABCE1 is essential for life. ABCE1 plays a crucial role in translation initiation and ribosome biogenesis, however, the molecular mechanism of ABCE1 remains unclear. In addition to two ABC ATPase domains, ABCE1 contains a unique N-terminal region with eight conserved cysteines predicted to coordinate iron-sulfur (Fe-S) clusters. To analyze the function of ABCE1, the hyperthermophilic crenarchaeote Sulfolobus solfataricus was chosen as a model system. S. solfataricus ABCE1 was overexpressed homologously in S. solfataricus and heterologously in E. coli. Noteworthy, for tagged-protein production in S. solfataricus a novel expression system based on a virus shuttle vector was established. This is the first example for a successful overexpression and purification of isolated full-length ABCE1. For the first time it was shown that ABCE1 indeed bears biochemical properties of an ABC protein even though it has unique features. Remarkably, the nucleotide binding domains (NBDs) of ABCE1 bound ATP and AMP, but were functionally non-equivalent in ATP hydrolysis. Mutations of conserved residues in the second NBD led to a hyperactive ATPase, which implies an intramolecular mechanism of dimer formation. Truncation of the Fe-S cluster domains did not influence ATPase activity. The Fe-S clusters of ABCE1 were analyzed by biophysical and biochemical methods. As presented in this study, ABCE1 harbors two essential diamagnetic [4Fe-4S]2+ clusters, one ferredoxin-like cluster formed by cysteines at position 4/5/6/7 and one unique ABCE1 cluster formed by cysteines at position 1/2/3/8. ABCE1 was found to be associated with RNA after purification from S. solfataricus and bound ribosomal RNA in vitro. In addition, ABCE1 showed homo-oligomerization and appeared to form a hexameric complex of ~440 kDa, which was RNase sensitive. Archaeal ABCE1 associated with ribosomes, however, the unique Fe-S clusters of ABCE1 were not required for this interaction. Although archaeal ABCE1 assembled with ribosomes and ribosomal RNA, ABCE1 proved not to be essential for translation in S. solfataricus and did not interact with archaeal initiation factors. Nevertheless, the ABCE1 gene is one of the few genes conserved between archaea and eukaryotes and fulfills a universal task, which needs further characterization.
21 Hsfs belonging to classes A, B and C were identified in Arabidopsis following the sequencing of its genome. 1.) Cloning of full length and CTD chimeric constructs followed by transient reporter assays in tobacco protoplast using GUS fusion constructs of the promoters of Hsp17.4-CI, synthetic (HSE9) and APX2 showed Hsfs A1a, A1b, A1d, A1e, A2, A3 and A9 to be active. CTDs of Hsfs A7a, A7b and HsfC1 had activity but they showed poor DNA binding in reporter assays. Hsfs A1a, A1b, A1d, A1e, A2 and A3 were able to induce the expression of endogenous Hsps in tomato protoplasts. Interesting differences in promoter selectivity were observed for several Hsfs. 2.) RT-PCR and microarray analysis showed the Hsfs to be differentially expressed depending on tissue, abiotic and biotic stress, hormone and developmental s ge. Interesting patterns of coexpressed Hsfs were observed under different stresses and developmental stages. 3.) HsfA1b was found to be active on the plasmid borne PHsf:GUS reporters of Hsfs A1d, A2, A4a, A7b and B4 when tested in tobacco mesophyll protoplasts. Hsfs A1d, A2, A4a, A7b and B4 when tested in tobacco mesophyll protplasts. HsfA2 was inactive on PHsfA:GUS. HsfB1 showed repression of endogenous activity on several PHsf:GUS reporter constructs. 4.) The transcriptional regulation under heat stress and promoter organization of HsfA2 and FtSH4 (a metalloprotease gene oriented in a head to head fashion with HsfA2 in the Arabidopsis genome, sharing a common promoter region) was studied. The transcripts of FtSH4 and HsfA2 coaccumulated under heat stress. HsfA1b was active on PHsfA2:GUS and PFtSH4:GUS. Hsf binding sites on the intergenic region were determined using promoter deletion constructs in tobacco and Arabidopsis protoplasts. A bidirectional regulation of HsfA2 and FtSH4 by HsfA1b was observed in tobacco protoplast. 5.) Microarray analysis of a HsfA2 T-DNA insertion line vs. wild type Col-0 under heat stress conditions led to identification of a subset of target genes to be severely affected in the absence of HsfA2. Apart from several Hsps (heat stressproteins) and APX2 (Ascorbate peroxidase 2, oxidative stress scavenger), several other unknown genes are affected. APX2 was the most severely affected among them. HsfA2 was able to induce the transcription from its target gene promoters in fusion to GUS in transient reporter assays in tobacco protoplast. The HSE cluster to which HsfA2 binds on the APX2 promoter was also mapped by the same technique. The direct binding of HsfA2 to the promoter of selected target genes in the Arabidopsis genome was also demonstrated by chromatin immunoprecipitation studies.