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Bestimmung der Lösungsstruktur von Rinder-Adrenodoxin durch Auswertung hochaufgelöster NMR-Spektren
(2001)
Ziel dieser Arbeit war die Bestimmung der Strukturen von RinderAdrenodoxin im oxidierten und im reduzierten Zustand. Die rekombinante Form dieses Elektronentransportproteins aus 128 Aminosäuren und dem [2Fe2S]EisenSchwefel Cluster mit einer Molmasse von 14,4 kDa wurde in E. coli exprimiert. Die hergestellten Proben wurden entweder mit 15 N oder 15 N, 13 Cangereichert, was den Einsatz einer breiten Palette heteronuklearer NMRExperimente ermöglichte. Nach der Zuordnung individueller Werte der chemischen Verschiebung für die NMRaktiven Kerne konnten durch 15 N und 13 Ceditierte dreidimensionale NOESYExperimente 1800 strukturrelevante Interprotonenabstände qualitativ bestimmt werden. Insgesamt konnten 70 Prozent der Resonanzen der NMR aktiven Kerne der jeweiligen Proteinzustände zugeordnet werden. Bedingt durch den paramagnetischen Einfluß des EisenSchwefelClusters waren durch enorme Linienbreiten und sehr schnelle T 1 Relaxationszeiten 30 Prozent der zu erwartenden Signale des Proteins nicht detektierbar. Zusätzlich konnten durch die Anwendung eines ct( 15 N, 1 H)HSQC Experiments weitere 18 Abstandsparameter von Amidprotonen im Einflußbereich des EisenSchwefelCluster, die aber gerade noch detektiert werden konnten, zu dem jeweiligen näheren Eisenkern gewonnen werden. Für die Strukturrechnung mußte der EisenSchwefelCluster künstlich mit der Aminosäure C46 verbunden werden, da das Programm DYANA keine Eisen Atome erkennt. Anschließend wurde dieser 'künstliche' Aminosäurerest neu benannt (CYSC). Diese neue Aminosäure wurde dann nach Energieminimierung in die DYANA Bausteinbibliothek eingebracht. Es zeigte sich, daß der EisenSchwefelCluster die Struktur wie eine 'Klammer' zusammenhält. Ohne die Einbindung des EisenSchwefelCluster kommt es nach der Strukturrechnung zu keiner Struktur, sondern zu einem ungeordneten 'Knäuel'. Bei der Interpretation der Strukturensembles wurde deutlich, daß Rinder Adrenodoxin ein relativ rigides Protein ist. Scheinbar hohe flexible Bereiche im Protein mußten korreliert werden mit den Bereichen des Proteins, die aufgrund von fehlenden Zuordnungen nicht gut genug definiert werden konnten. Es ist somit nicht definitiv zu bestimmen, woher diese Abweichung in den Strukturen herrührt. Allerdings wurde bei der Betrachtung von Aminosäureresten in der Wechselwirkungsdomäne deutlich, daß an den Positionen der Aminosäurereste D72, E73, D76 und D79 es zu Bewegungen beim Übergang aus dem oxidierten in den reduzierten Zustand kommen muß, da speziell die Aminosäurereste D72 und E73 ihre Position dramatisch verändern. Entsprechende Änderungen der Werte der X1 Diederwinkeleinstellungen wurden beobachtet und lokale Ramachandran Diagramme ergeben sich aus den Rechnungen. Weiterhin konnte gezeigt werden, daß im reduzierten Zustand S112 mit einer T 1 Relaxationszeit von 62,5 ms im Einflußbereich des EisenSchwefelCluster liegen könnte. Ein Hinweis darauf ist auch die Änderung der Geometrie des C Terminus, da im oxidierten Zustand dieser gerade vom Proteinkörper wegweist, während im reduzierten Zustand das Cterminale Ende sich in Richtung Proteinkörper biegt. Bisher wurde angenommen, daß dem CTerminus keine funktionelle Rolle zukommt. Die Struktur des Adrenodoxins wurde nach der Distanzgeometrierechnung unter Berücksichtigung aller experimenteller Daten erhalten. RinderAdrenodoxin ist klassifiziert als ein (alpha beta)Protein welches 22% betaFaltblatt, 17% alphaHelix und 6% 3 10 Helix besitzt. Für den oxidierten und den reduzierten Zustand konnten jeweils 5 betaFaltblätter und 4 Helices identifiziert werden. Beim oxidierten Zustand erstrecken sich die 5 betaFaltblätter auf die Aminosäurereste 812, 1822, 5759, 8889 und 103106, während beim reduzierten Adrenodoxin sie sich auf die Aminosäurereste 612, 2124, 5758, 8889 und 103106 erstrecken. Die 4 identifizierten Helices erstrecken sich im oxidierten Zustand auf die Reste 2935, 6466, 7229 und 98100. Die 4 Helices für den reduzierten Zustand werden durch die Reste 3336, 6164, 7275 und 98100 charakterisiert. Der EisenSchwefelCluster ist kovalent an die vier CysteinReste 46, 52, 55 und 92 gebunden. Mit einem mittleren globalen RMSDWert der Rückgratatome zur Mittelstruktur für das oxidierte Adrenodoxin von 0,94 Å und für das reduzierte Andrenodoxin von 1,53 Å sind die Anforderungen an relativ gut aufgelöste Strukturen erfüllt. Die hier bestimmten Strukturen entsprechen in ihrer Güte einer Kristallstruktur mit der Auflösung von 2.0 Å (Programm PROCHECK) für den reduzierten und den oxidierten Zustand von RinderAdrenodoxin und sind somit zufriedenstellend aufgelöst.
Oral e-Poster Presentations - Booth 2: Neuro-Oncology C (Imaging&Monitoring), September 27, 2023, 1:00 PM - 2:30 PM
Background: Repetitive TMS (rTMS) can be used to non-invasively map cortical language areas. Commonly, frequencies of 5-10 Hz are used to induce speech errors. We could recently show that frequencies of 30 and 50 Hz are advantageous to achieve higher reliability. However, high-frequent rTMS applied over perisylvian regions still suffer from limited tolerability. Using short-train or paired-pulse TMS (pp-TMS) might offer a good alternative to rTMS to interfere with speech production. In this study, we, therefore, compared 30 Hz rTMS to pp-TMS aiming at improved language mapping.
Methods: 13 healthy, right-handed subjects (f=6, 25-41 years) were investigated using two different rTMS protocols: (i) 30 Hz rTMS and (ii) pp-TMS. TMS protocols were applied in a pseudo-randomized order during a picture naming task (picture-to-trigger interval: 0 ms) over cortical language areas. In a subsequent study, we compared pp-TMS also to short trains of three TMS pulses and repetitive paired pulse TMS. Language errors were post-hoc analysed by two independent raters and were assigned to eight different error categories. The level of pain was assessed on a subjective 0-10 numeric rating scale (NRS). Moreover, language error distribution was analysed using a cortical parcellation system.
Results: 30 Hz rTMS evoked a significantly higher number of errors than the pp-protocol, i.e., 18 ± 12 % vs. 10 ± 7 % (p<0.05). However, pp-TMS was significantly better tolerated with a mean NRS of 2.3 ± 1.6 vs. 3.4 ± 1.5 (p<0.05, FDR-corrected). Of note, pp-TMS could induce a higher number of anomias (15 ± 15 %) than repetitive TMS protocols (4 ± 7 %; p<0.1, FDR-corrected), but less dysarthria. The cortical distribution of errors differed between the two protocols. The results of train-of-three TMS were similar to the pp-TMS protocol.
Conclusions: Due to its better tolerability, pp-TMS might offer the possibility to stimulate regions which are particularly prone to direct facial / trigeminal nerve stimulation, e.g., the inferior frontal gyrus. Moreover, pp-TMS seems advantageous for mapping patients who are comparatively susceptible to rTMS side effects and with regard to safety in general.
Non-standard errors
(2021)
In statistics, samples are drawn from a population in a data-generating process (DGP). Standard errors measure the uncertainty in sample estimates of population parameters. In science, evidence is generated to test hypotheses in an evidence-generating process (EGP). We claim that EGP variation across researchers adds uncertainty: non-standard errors. To study them, we let 164 teams test six hypotheses on the same sample. We find that non-standard errors are sizeable, on par with standard errors. Their size (i) co-varies only weakly with team merits, reproducibility, or peer rating, (ii) declines significantly after peer-feedback, and (iii) is underestimated by participants.
Emissions of the potent greenhouse gas perfluorocyclobutane (c-C4F8, PFC-318, octafluorocyclobutane) into the global atmosphere inferred from atmospheric measurements have been increasing sharply since the early 2000s. We find that these inferred emissions are highly correlated with the production of hydrochlorofluorocarbon-22 (HCFC-22, CHClF2) for feedstock (FS) uses, because almost all HCFC-22 FS is pyrolyzed to produce (poly)tetrafluoroethylene ((P)TFE) and hexafluoropropylene (HFP), a process in which c-C4F8 is a known by-product, causing a significant fraction of global c-C4F8 emissions. We find a global emission factor of ∼0.003 kg c-C4F8 per kilogram of HCFC-22 FS pyrolyzed. Mitigation of these c-C4F8 emissions, e.g., through process optimization, abatement, or different manufacturing processes, such as refined methods of electrochemical fluorination and waste recycling, could reduce the climate impact of this industry. While it has been shown that c-C4F8 emissions from developing countries dominate global emissions, more atmospheric measurements and/or detailed process statistics are needed to quantify c-C4F8 emissions at country to facility levels.