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Die 5-Lipoxygenase (5-LO) ist eines der Schlüsselenzyme der Leukotrienbiosynthese. Sie katalysiert zunächst die Umsetzung der freigesetzten Arachidonsäure(AA) zu 5-Hydroperoxyeicosatetraensäure (5-HpETE), in einem zweiten Reaktionsschritt wandelt sie diese in Leukotrien A4 (LTA4) um. Leukotriene sind potente Entzündungsmediatoren und spielen eine wichtige Rolle bei entzündlichen und allergischen Reaktionen. Außerdem wird die Beteiligung an verschiedenen Krebsarten kontrovers diskutiert.
Sie besteht aus 673AS, ist 78 kDa schwer und gliedert sich wie alle bisher bekannten Lipoxygenasen in eine N-terminale C2-ähnliche, regulatorische Domäne(AS 1–114) (C2ld), die für die Membran- und Calciumbindung sowie die Interaktion mit dem Coactosin-like Protein (CLP) verantwortlich ist, und in eine C-terminale, katalytische Domäne (AS 121–673), die das Nicht-Häm-gebundene Eisen im aktiven Zentrum trägt. Ein weiteres Strukturmerkmal sind zwei ATP-Bindungsregionen, eine befindet sich in der C2ld (AS 73–83), die andere auf der katalytischen Domäne (AS 193–209), das molare Verhältnis von 5-LO zu ATP konnte dabei auf 1:1 festgelegt werden [167].
Bereits 1982 wurde in einer Veröffentlichung von Parker et al. beschrieben, dass 5-LO aus Rattenzellen in Gegenwart von Calcium auf einer Gelfiltration dimerisieren kann [204], 2008 schließlich wurde von Aleem et al. publiziert, dass humane 12-LO aus Thrombozyten Dimere bilden kann [219]. Somit konnte es möglich sein, dass auch die humane 5-LO zur Dimerisierung fähig ist.
Zunächst wurde aufgereinigtes Enzym mit nativer Gelelektrophorese und anschließender Coomassiefärbung oder Western Blot untersucht, dabei konnten mehrere Banden pro Bahn detektiert werden. Um dieses Phänomen weiter zu untersuchen, wurde im Anschluss eine Gelfiltration etabliert; da die C2ld der 5-LO recht hydrophob ist, war es nötig, 0,5% T20 zum Elutionspuffer PBS/EDTA zuzusetzen, da das Enzym ansonsten unspezifisch mit dem Säulenmaterial interagiert und für seine Größe zu spät eluiert hätte. In Anwesenheit von T20 eluierte 5-LO in zwei getrennten Peaks, die exakt zu den vorher mit Referenzproteinen bestimmten Elutionsvolumina des Monomers und Dimers passten. Weiter wurde getestet, ob niedermolekulare Substanzen einen Einfluss auf das Dimerisierungsverhalten haben, allerdings konnte weder durch Ca2+noch durch ATP eine Verstärkung der Dimerisierung beobachtet werden. Dahingegen konnte, nach Vorinkubation mit GSH und Diamid, das alleinige Monomer auf der Gelfiltration nachgewiesen werden, nach Vorinkubation nur mit Diamid, lag das gesamte Protein ausschließlich als Dimer vor. Durch Gelelektrophorese mit oder ohne Zusatz von ß-Mercaptoethanol und LILBID-MS konnte die Ausbildung von intermolekularen Disulfidbrücken bestätigt werden. Ein Bindungsassay mit radioaktivem 35S-GSH konnte die kovalente Bindung des GSH an die 5-LO bestätigen. Quantifizierungsstudien mit Ellmans Reagens zeigten, dass mindestens eins der Oberflächencysteine mit GSH modifiziert wurde. Die von der Gelfiltration erhaltenen Fraktionen wurden auf enzymatische Aktivität getestet und in allen 5-LO-haltigen Fraktionen konnte Aktivität gefunden werden. Leider war es nicht möglich, eine Aussage darüber zu treffen, ob das Mono- oder das Dimer aktiver war. Es liegt offenbar in einem Fließgleichgewicht vor, da erneute Injektion des Monomerpeaks im bekannten Elutionsprofil aus zwei Peaks resultierte. Außerdem führt die Anwesenheit von 0,5% T20 während des Aktivitätstests zu einer Hemmung des Enzyms und weniger detektierbaren 5-LO-Produkten; es fiel vor allem auf, dass so gut wie keinerlei trans- und epitrans-LTB4, die nicht-enzymatischen Zerfallprodukte der 5-HpETE, nachzuweisen waren. Betrachtet man die Struktur der 5-LO, so findet man zehn Cysteine an der Oberfläche; die Cysteine 159, 300, 416 und 418 liegen dabei in einem Interface. Mutiert man diese Cysteine zu Serinen, so verschwindet der Dimer-induzierende Effekt des Diamids, wohingegen die Mutante weiterhin glutathionylierbar bleibt. Interessanterweise zeigt diese Mutante auch eine wesentlich weniger ausgeprägte Hemmung durch T20. Um eine Aussage treffen zu können, ob auch 5-LO aus humanen Zellen Dimere bilden kann, wurde 5-LO-haltiger S100 aus polymorphkernigen Leukozyten (PMNL) untersucht. Dabei konnte mit Western Blot und einem Aktivitätsnachweis gezeigt werden, dass die 5-LO in einem breiten Bereich von der Gelfiltration eluiert. Das deutet darauf hin, dass sie in PMNL ebenfalls dimerisiert vorliegen kann. In Gegenwart von Ca2+kam es zu einer Verschiebung der 5-LO zu höhermolekularen Gewichten, wobei dieses Phänomen nicht bei S100 aus transformierten E.coli auftrat, was auf einen gerichteten Komplex nach Calciuminduktion in PMNL hindeutet.
Außerdem wurde im Rahmen dieser Arbeit der Bindemodus von Sulindac an die 5-LO mittels Crosslinking untersucht. Dabei konnte gezeigt werden, dass konzentrationsabhängig der einfache Komplex aus 5-LO und CLP abnimmt, dafür aber ein hochmolekularer Komplex, der beide Enzyme enthält, entsteht. Weder das Prodrug Sulindac noch der weitere Metabolit Sulindacsulfon oder andere Inhibitoren, die ebenfalls an der C2ld angreifen sollen, zeigten diesen Effekt. Leider konnte nicht weiter geklärt werden, was diesen Effekt verursacht, allerdings liegt die Vermutung nahe, dass es zu einer Aggregation kommt. Weitere Untersuchungen könnten wichtige Hinweise auf das Design von neuen Arzneistoffen bringen, um selektivere und damit nebenwirkungsärmere Inhibitoren zu finden.
Die soziale Arbeitsteilung bei Honigbienen ist ein komplexes selbstorganisatorisches System, welches auf zwei Ebenen der biologischen Organisation zu verorten ist: dem Individuum und der Kolonie. Die Regulation der Bruttemperatur ist ebenfalls diesen Gesetzmäßigkeiten unterworfen. Die Arbeits-bereitschaft einzelner Bienen bildet die Grundlage für die Temperaturregulierung des kolonialen Brutnestes.
In dieser Arbeit wird dieses Zusammenspiel aus individuellen Beteiligungen der Arbeiterinnen sowie der erbrachten Gesamtleistung der Kolonie während des Brutwärmens untersucht. Dazu wird eine kleine Bienengruppe auf einer Brutwabe einer thermischen Belastung ausgesetzt. Ein speziell für diese Untersuchungen entwickelter Versuchsaufbau integriert erstmals die Infrarot-Thermografie mit den Temperaturmessungen einer Brutfläche. Somit ist es möglich, die Thoraxtemperaturen der einzelnen, am Brutwärmen beteiligten Arbeiterinnen störungsfrei zu messen und gleichzeitig das erzeugte räumliche und zeitliche Temperaturmuster der Brutwabe zu ermitteln. Zusätzlich wird der Temperaturverlauf der Außentemperatur sowie der zellumgebenden Luft untersucht.
Es kann gezeigt werden, dass die Lufttemperatur im Innenraum eines Bienenstocks ein wichtiger Faktor in der Temperaturregulierung des Brutnestes ist, da sie die untere Temperaturgrenze im Bienenstock bildet. Weiterhin wird der Einfluss der brutwärmenden Arbeiterinnen auf die Temperaturentwicklung einer Brutfläche sichtbar. Durch das flexible Verhalten der Arbeiterinnen kann einer Brutfläche bei thermischer Belastung durch lokal wechselndes Brutwärmen optimal Wärme zugeführt werden. Es gibt es Hinweise auf eine zyklische Periodizität im zeitlichen Temperaturverlauf der Brutzellen, welche auf einen Brutwärmrhythmus durch die Bienen schließen lässt. Durch den Einsatz zweier Unterarten (Apis mellifera carnica & Apis mellifera mellifera) wird sichtbar, dass es zwischen den Gruppen Unterschiede in der Aufrechterhaltung der Lufttemperatur über der Wabe gibt.
Als Unterzeichnerstaaten der internationalen Drogenabkommen, deren Ausgestaltung maßgeblich durch die Vereinigten Staaten bestimmt wurde, ist die Drogenpolitik in Deutschland und den USA als Prohibitionspolitik verfasst. Dennoch bestehen zwischen beiden Ländern drogenpolitische Unterschiede, die aus einer tendenziellen „Emanzipierung“ Deutschlands vom US-amerikanischen Modell seit den 1990er Jahren resultieren: Während die USA weiterhin vor allem auf Punitivität setzen, wird in Deutschland verstärkt ein medizinischer und schadensreduzierender Ansatz verfolgt.
Gegenstand der vorliegenden Studie ist eine komparative Analyse der Drogengebrauchssituation und Drogenkontrollpolitik in Deutschland und den USA, mit der genderbezogene Einblicke in die Wirkung differenter drogenpolitischer Ansätze gewonnen werden sollten. Das Erkenntnisinteresse richtete sich einerseits auf die sozialstrukturellen und drogenpolitischen Bedingungen und deren Auswirkungen auf den Umgang mit illegalen Substanzen und die hiermit assoziierten gesundheitlichen und sozialen Begleitfolgen. Andererseits sollten die Spezifika der in diese Strukturen eingebetteten Alltagswelten von kompulsiven Drogenkonsumentinnen der Straßenszenen in Frankfurt und New York untersucht werden.
Das Forschungsdesign der Studie war methodenplural angelegt. Der quantitative Zugang erfolgte über eine Sekundäranalyse nationaler statistischer Daten, mit der soziale Indikatoren des Drogengebrauchs länder- und geschlechtervergleichend betrachtet wurden. Zudem wurden standardisierte Fragebogeninterviews mit Drogenkonsumierenden der Frankfurter Straßenszene geführt. Qualitative Ergebnisse wurden durch Leitfadeninterviews mit Heroin- und/oder Crackkonsumentinnen und eine Metaanalyse ethnographischer Forschungsarbeiten gewonnen.
Ein zentrales Ergebnis der Untersuchung ist, dass sich der Drogengebrauch offenbar relativ unabhängig von der Drogenpolitik bzw. der Intensität der Repression entwickelt. Trotz der punitiveren Ausrichtung der US-amerikanischen Drogenpolitik ist der illegale Substanzkonsum dort wesentlich stärker verbreitet als in Deutschland. Gleichzeitig erzeugt die Prohibitionspolitik zahlreiche Problemlagen, die in den USA erneut gravierender ausfallen und sich in höheren Morbiditäts- und Mortalitätsraten und einer stärkeren Kriminalisierung von Drogenkonsumentinnen niederschlagen.
Trotz der stärkeren Hinwendung zu einem gesundheitspolitischen Ansatz ist jedoch auch in Deutschland keine Entpönalisierung des Drogengebrauchs erkennbar. Eine verstärkt dem gesundheitspolitischen Ansatz folgende Drogenpolitik, die weiterhin unter dem Drogenverbot operiert, kann den durch die Prohibition entstehenden Schaden allenfalls mildern. So hat sich in Deutschland durch die modifizierte drogenpolitische Richtung zwar die gesundheitliche Situation von Drogenkonsumentinnen in Teilbereichen (v.a. rückläufige HIV- und Drogentodeszahlen) verbessert, das Grundproblem ihrer Kriminalisierung, sozialen Marginalisierung und Etikettierung aber bleibt. Konzepte einer Legalisierung und deren Begründungszusammenhänge müssen daher zukünftig verstärkt im gesellschaftlichen Diskurs platziert werden, um so eine Politik der Integration initiieren zu können.
This dissertation is concerned with the role of prosody and, specifically, linguistic rhythm for the syntactic processing of written text. My aim is to put forward, provide evidence for, and defend the following claims:
1. While processing written sentences, readers make use of their phonological knowledge and generate a mental prosodic-phonological representation of the printed text.
2. The mental prosodic representation is constructed in accordance with a syntactic description of the written string. Constraints at the interface of syntax and phonology provide for the compatibility of the syntactic analysis and the (mental) prosodic rendition of the sentence.
3. The implicit prosodic structure readers impose on the written string entails phonological phrasing and accentuation, but also lower level prosodic features such as linguistic rhythm which emerges from the pattern of stressed and unstressed syllables.
4. Phonological well-formedness conditions accompany and influence the process of syntactic parsing in reading from the very beginning, i.e. already at the level of recognizing lexical categories. At points of underspecified syntactic structure, syntactic parsing decisions may be made on the basis of phonological constraints alone.
5. In reading, the implicit local lexical-prosodic information may be more readily available to the processing mechanism than higher-level discourse structural representations and consequently may have more immediate influence on sentence processing.
6. The process of sentence comprehension in reading is conditioned by factors that are geared towards sentence production.
7. The interplay of syntactic and phonological processes in reading can be explained with recourse to a performance-compatible competence grammar.
The evidence from three reading experiments supports these points and suggests a model of grammatical competence in which constraints from various domains (syntax, semantics, pragmatics, discourse structure, and phonology) interact in providing the possible structural, i.e. grammatical descriptions.