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Mitochondrial proton-translocating NADH:ubiquinone oxidoreductase (complex I) couples the transfer of two electrons from NADH to ubiquinone to the translocation of four protons across the mitochondrial inner membrane. Subunit PSST is the most likely carrier of iron-sulfur cluster N2, which has been proposed to play a crucial role in ubiquinone reduction and proton pumping. To explore the function of this subunit we have generated site-directed mutants of all eight highly conserved acidic residues in the Yarrowia lipolytica homologue, the NUKM protein. Mutants D99N and D115N had only 5 and 8% of the wild type catalytic activity, respectively. In both cases complex I was stably assembled but electron paramagnetic resonance spectra of the purified enzyme showed a reduced N2 signal (about 50%). In terms of complex I catalytic activity, almost identical results were obtained when the aspartates were individually changed to glutamates or to glycines. Mutations of other conserved acidic residues had less dramatic effects on catalytic activity and did not prevent assembly of iron-sulfur cluster N2. This excludes all conserved acidic residues in the PSST subunit as fourth ligands of this redox center. The results are discussed in the light of the structural similarities to the homologous small subunit of water-soluble [NiFe] hydrogenases.
Der Neugeborenenikterus ist ein häufiges Phänomen in der Neonatalperiode. Bis zur Hälfte der Neugeborenen sind in den ersten 3 - 5 Lebenstagen davon betroffen. Der Notwendigkeit zur Verhütung des Kernikterus steht der Wunsch nach Vermeidung unnötiger diagnostischer und therapeutischer Maßnahmen gegenüber, die den Patienten und das Gesundheitswesen belasten. Im Zeitraum vom 1. Januar bis zum 31. Dezember 1999 wurde in der Frauenklinik des Bürgerhospitals Frankfurt a. Main retrospektiv die Krankenakten von 639 Neugeborenen ausgewertet. Hierbei wurden die transkutan gemessenen Bilirubinwerte den gleichzeitig bestimmten laborchemischen Werten für das Gesamtbilirubin gegenübergestellt. Insgesamt konnten 314 vergleichende Bestimmungen von 639 Neugeborenen untersucht werden. Hierbei entfielen auf den 2. Lebenstag 92 Bestimmungen, auf den 3. Lebenstag 100, auf den 4. Lebenstag 76 Bestimmungen, auf den 5. Lebenstag 29 Bestimmungen und auf den 6. Lebenstag 17 Bestimmungen. 27 Neugeborene hatten ein Geburtsgewicht von weniger als 2500 g, 38 Neugeborene wurden vor der vollendeten 37. Schwangerschaftswoche geboren. Die Gruppen der korrelierenden Laborwerte wurden mittels des Hahn-Prognose-Intervall - Verfahrens für Methodenvergleiche statistisch untersucht. Hierbei wurde zusätzlich zu einem 95 % Vertrauensintervall (97.5 % als einseitiger Bereich) ein p-Wert von 0.998 verwendet, der in einem einseitigen Ansatz einem p-Wert von 0.999 entspricht und somit ein Vertrauensintervall von nahezu 100 % erreicht wird. Die Grenzwerte für das Gesamtbilirubin wurden den Leitlinien der Arbeitsgemeinschaft der Wissenschaftlichen Medizinischen Fachgesellschaften entnommen. Da ausschließlich die oberen Grenzwerte definiert werden sollten, wurde auf die Berechnung von Korrelationskoeffizienten verzichtet, die Regressionskoeffizienten sind jeweils angegeben. Der hier eingesetzten transkutanen Meßmethode hat sich als Screeninginstrument bewährt, um bei Neugeborenen die Zahl der Blutentnahme zu reduzieren , dadurch konnte die Zahl kapillärer Blutentnahme bis zu 79% gesenkt werden. In der vorliegenden Untersuchung haben wir erstmalig die Bestimmung des Prognoseintervalls als statistisches Verfahren eingesetzt, um Grenzwerte für die Notwendigkeit einer Kontrolle der transkutanen durch die Serum-Bilirubinbestimmung zu erstellen. Dies ist von besonderer Bedeutung, um in der tcB falsch negative Ergebnisse zu vermeiden, die unter Umständen das Unterlassen therapeutischer Maßnahmen zur Folge haben. Das Prognoseintervall schließt falsch negative Ergebnisse mit hoher Präzision aus. Dies gilt besonders für das 99,9% Prognoseintervall, in dessen Bereich das Risiko falsch negativer Ergebnisse vernachlässigbar gering ist. Wir zeigten die Anwendbarkeit des Prognoseintervalls zur Verlaufskontrolle während der ersten fünf Lebenstage und bei verschiedenen vorgegebenen Serumbilirubinwerten termingerecht geborener Kinder sowie bei Säuglingen, die vor der 37. Schwangerschaftswoche oder mit einem Geburtsgewicht unter 2500 g geboren wurden.
Tetrahydrobiopterin, a critical factor in the production and role of nitric oxide in mast cells
(2003)
Mast cells (MC) are biologically potent, ubiquitously distributed immune cells with fundamental roles in host integrity and disease. MC diversity and function is regulated by exogenous nitric oxide; however, the production and function of endogenously produced NO in MC is enigmatic. We used rat peritoneal MC (PMC) as an in vivo model to examine intracellular NO production. Live cell confocal analysis of PMC using the NO-sensitive probe diaminofluorescein showed distinct patterns of intracellular NO formation with either antigen (Ag)/IgE (short term) or interferon-γ (IFN-γ) (long term). Ag/IgE-induced NO production is preceded by increased intracellular Ca2+, implying constitutive nitric-oxide synthase (NOS) activity. NO formation inhibits MC degranulation. NOS has obligate requirements for tetrahydrobiopterin (BH4), a product of GTP-cyclohydrolase I (CHI), IFN-γ-stimulated PMC increased CHI mRNA, protein, and enzymatic activity, while decreasing CHI feedback regulatory protein mRNA, causing sustained NO production. Treatment with the CHI inhibitor, 2,4-diamino-6-hydroxypyrimidine, inhibited NO in both IFN-γ and Ag/IgE systems, increasing MC degranulation. Reconstitution with the exogenous BH4 substrate, sepiapterin, restored NO formation and inhibited exocytosis. Thus, Ag/IgE and IFN-γ induced intracellular NO plays a key role in MC mediator release, and alterations in NOS activity via BH4 availability may be critical to the heterogeneous responsiveness of MC.
Seit der Entdeckung der Spirochäten als Erreger der Lyme-Borreliose durch Willy Burgdorfer im Jahre 1982 wird an ihrer genotypischen und phänotypischen Differenzierung gearbeitet. Als humanpathogen gelten die drei Genospezies B. burgdorferi s. s., B. garinii und B. afzelii. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Etablierung einer schnellen und hochspezifischen Methode zur Subtypisierung der drei o.g. Genospezies und basiert auf einer Polymerase-Kettenreaktion (PCR) des Flagellin-Gens. Als Zielsequenz für die PCR wurde ein konservierter Genabschnitt gewählt, der einerseits so spezifisch ist, dass keine Amplifikation nahe verwandter Spirochäten stattfindet, andererseits phylogenetisch so konserviert vorliegt, dass alle drei humanpathogenen Genospezies erfaßt werden können. Die erhaltenen PCR-Amplifikate wurden zur Subtypisierung mit drei hochspezifischen Oligonukleotiden hybridisiert. In der vorliegenden Arbeit wurden insgesamt 34 Borrelien-Isolate untersucht und eindeutig und reproduzierbar mittels Dot blot-Hybridisierung typisiert. Als entscheidender Parameter zeigte sich die gewählte Waschtemperatur. Sie lag für das Oligonukleotid Fla15 (spezifisch für B. garinii) bei 63,1 °C (+/- 0,2°C), für das Oligonukleotid Fla16 (spezifisch für B. afzelii) bei 67,1°C (+/- 0,2°C) und für das Oligonukleotid Fla8 (spezifisch für B. burgdorferi s. s.) bei 68,0°C (+/- 0,2°C). Die Zielsetzung der Arbeit, eine hochstringente Methode zur Subtypisierung von PCR-Amplifikaten des phylogenetisch konservierten Flagellin-Gens der Erreger der Lyme-Borreliose zu etablieren, konnte erfolgreich umgesetzt werden. Mit der in dieser Arbeit evaluierten und etablierten Methode für die Subtypisierung aller drei humanpathogenen Borrelien-Genospezies eröffnet sich die Möglichkeit, epidemiologische Studien mit klinischen Untersuchungsmaterialien durchzuführen und der Frage nachzugehen, ob die Hypothese des Organotropismus bei der Lyme-Borreliose aufrecht erhalten werden kann.
Heute erkranken in Deutschland etwa 750 Kinder und Jugendliche Jahr für Jahr an Leukämien und anderen bösartigen Bluterkrankungen, davon rund 600 an einer Akuten Lymphatischen Leukämie (ALL) und 150 an einer Akuten Myeloischen Leukämie (AML). Seit der Einführung moderner Chemotherapieprotokolle im Jahr 1970 ist aus dieser einst tödlichen eine jetzt heilbare Erkrankung geworden. Allerdings erleiden immer noch zirka 20 Prozent der Kinder mit einer ALL einen Rückfall. Die meisten der Kinder benötigen eine Stammzelltransplantation. In Deutschland sind dies pro Jahr etwa 100; in Frankfurt werden im Jahr gegenwärtig 20 Patienten mit Stammzelltransplantationen behandelt, davon rund 55 Prozent mit akuten Leukämien. Eine Stammzell-transplantation kostet bei Kindern gegenwärtig etwa 120000 Euro.
Receptor tyrosine kinases of the epidermal growth factor (EGF) receptor family regulate essential cellular functions such as proliferation, survival, migration, and differentiation but also play central roles in the etiology and progression of tumors. We have identified short peptide sequences from a random peptide library integrated into the thioredoxin scaffold protein, which specifically bind to the intracellular domain of the EGF receptor (EGFR). These molecules have the potential to selectively inhibit specific aspects of EGF receptor signaling and might become valuable as anticancer agents. Intracellular expression of the aptamer encoding gene construct KDI1 or introduction of bacterially expressed KDI1 via a protein transduction domain into EGFR-expressing cells results in KDI1·EGF receptor complex formation, a slower proliferation, and reduced soft agar colony formation. Aptamer KDI1 did not summarily block the EGF receptor tyrosine kinase activity but selectively interfered with the EGF-induced phosphorylation of the tyrosine residues 845, 1068, and 1148 as well as the phosphorylation of tyrosine 317 of p46 Shc. EGF-induced phosphorylation of Stat3 at tyrosine 705 and Stat3-dependent transactivation were also impaired. Transduction of a short synthetic peptide aptamer sequence not embedded into the scaffold protein resulted in the same impairment of EGF-induced Stat3 activation.