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Der retinoid-related orphan receptor α (RORα) ist ein nukleärer Rezeptor, der nach Bindung an sein Responselement die Transkription zahlreicher Gene reguliert. Pharmazeutisches Interesse erlangt der Rezeptor vor allem durch seine Verwicklung in pathophysiologische Prozesse wie Osteoporose und Arteriosklerose sowie durch seine antiinflammatorische Wirkung, die auf der negativen Interferenz mit dem NF-κB-Signalweg beruht. Bisher konnten vier RORα-Isoformen isoliert werden, die durch alternatives Spleißen sowie durch die Regulation über unterschiedliche Promotorregionen entstehen. In verschiedenen Studien konnte eine isoformspezifische Regulation als Antwort auf pathophysiologische Veränderungen der Zellen festgestellt werden, wie beispielsweise die Induktion der RORα4-Transkription in Leberzellen infolge einer Sauerstoffunterversorgung. Um Einblicke in die Mechanismen zu gewinnen, die der spezifischen Regulation der RORα4-Expression zugrunde liegen, wurde in der vorliegenden Arbeit der RORα4-Promotor als erster Promotor einer RORα-Isoform identifiziert und analysiert.
Sechs Fragmente mit einer Länge von bis zu 5,1 kbp der aus Datenbanken entnommenen, putativen Promotorsequenz wurden in einen Reportergenvektor kloniert. Transiente Transfektionsexperimente und Reportergenanalysen deckten die Promotoraktivität der gewählten Sequenz auf.
In dem durch einen hohen Gehalt an den Nukleotiden G und C auffallenden Promotor wurden drei einzelne GC-Boxen (A, B und C) sowie eine Viererkette (Box D) und eine Tandem-GCBox (Box E) als mögliche Bindungsmotive für Sp-Transkriptionsfaktoren gefunden. Mithilfe von Kotransfektionen konnte eine Induktion der Promotoraktivität durch die Transkriptionsfaktoren Sp1 und Sp4 nachgewiesen werden, während Sp3 die Promotoraktivität in diesen Experimenten nicht beeinflusste.
Durch die gezielte Mutation oder Deletion, bzw. die Inkubation mit verschiedenen Substanzen konnten diesen GC-Boxen unterschiedliche Funktionen zugeordnet werden. Durch transiente Transfektionen stark verkürzter Promotorfragmente wurde ein für die Promotoraktivität nötiger Sequenzbereich von 170 Basenpaaren eingegrenzt. In Mutationsanalysen wurde demonstriert, dass die beiden proximalen GC-Boxen A und B für die basale Promotoraktivität essentiell sind.
Die RORα4-Promotoraktivität ließ sich zelltypabhängig durch den Phorbolester TPA induzieren. In Deletionsanalysen ließ sich dieser Effekt teilweise auf die GC-Boxen C und D zurückführen. Der distalen GC-Box E konnte ebenfalls eine Funktion zugeordnet werden. In Reportergenanalysen konnte demonstriert werden, dass sie die Induktion der Promotoraktivität durch den HDAC-Inhibitor Trichostatin A vermittelt.
Durch die Untersuchungen an den TK-luc-Konstrukten mit RORα-Responselementen konnte gezeigt werden, dass der virale Promotor aufgrund der einklonierten RORα-Responselemente sehr stark auf die Kotransfektion der RORα-Isoformen reagiert. Die Reportergenanalyse mit diesen Konstrukten stellt daher eine effiziente Methode dar, um die RORα-vermittelte Transaktivierung zu bestimmen.
Obwohl der RORα4-Promotor zahlreiche RORα-Responselemente trägt, konnte in den Kotransfektionen mit Expressionsplasmiden für die einzelnen Isoformen in keiner der drei Zelllinien eine Autoregulation gefunden werden. Ebensowenig zeigte sich ein Einfluss des putativen RORα-Liganden Melatonin auf die Promotoraktivität.
Des Weiteren wurde gezeigt, dass die RORα4-Promotoraktivität in HeLa und MCF-7-Zellen durch das cAMP-Analogon DbcAMP induzierbar ist, während in HEK 293 keine Beeinflussung der Promotoraktivität erzielt wurde. Neben der Steigerung der Promotoraktivität durch TPA, konnte mit der DbcAMP-Induktion folglich ein zweiter, zelltypabhängiger Effekt auf die RORα4-Promotoraktivität identifiziert werden.
Das positions-spezifisch integrierende TRE5-A Retrotransposon besitzt zwei Promotorregionen (A- und C-Modul). Für das C-Modul konnte ein spezifisch bindendes Protein (CbfA) gefunden werden, das vermutlich über die Expression des Minusstrang-Transkripts regulativ in den Transpositionsmechanismus eingreift. Gleichzeitig stellt CbfA in D. discoideum einen kritischen Faktor dar, der sowohl auf das Wachstum als auch auf die Differenzierung Einfluss nimmt.
Es konnte gezeigt werden:
• Der AT-Haken in CbfA ist für die DNA-Bindung essentiell. Die Inaktivierung hat zur Folge, dass keine Differenzierung stattfindet. Es scheint, dass primär der AT-Haken für die DNA-Bindung sorgt und von den Zinkfingern unterstützt wird.
• Die JmjC-Domäne in CbfA ist essentiell. Transformanden mit CbfA ohne aktive JmjC-Domäne zeigen Defekte sowohl in Wachstum als auch Differenzierung.
• CbfA ist ein nukleares Protein. Es konnte zwar keine Kernlokalisationssequenz identifiziert werden, jedoch weisen die Versuche auf zumindest eine Kernlokalisierungssequenz im C-Terminus des cbfA hin.
• Ein C-terminal verkürztes CbfA ist funktionslos: wahrscheinlich aufgrund fehlender Kernlokalisation und somit fehlender DNA-Bindung.
• Ein N-terminal verkürztes CbfA ist teilweise funktionsfähig: die Komplementation in JH.D2-Zellen führt zu einer partiellen Revertierung hin zum Phänotyp der AX2-Zellen.
• Struktur-Homologien der JmjC-Domäne in CbfA zu Mitgliedern aus der Familie der Fe(II)/2OG-Oxygenasen, DNA-bindende Motive und die Lokalisation im Zellkern weisen auf eine Funktion des CbfAs als Chromatin-Remodeller im Zellkern hin.
• In der Transit von Wachstums- zu Entwicklungsphase kann der CbfA-Mangel durch artifizielle Proteinase A-Expression ausgeglichen werden, aber nicht durch Komplementation mit YakA, Adenylat-Zyklase oder cAMP Rezeptor 1.
• CbfA fungiert wahrscheinlich als Regulator der acaA-Transkription auf Ebene der chromosomalen Strukturen.
• cbfB, ein weiteres Gen mit einer JmjC-Domäne wurde in D. discoideum identifiziert, die Gensequenz vervollständigt und vom Dictyostelium Genom-Projekt verifiziert.
Diadenosinpolyphosphate (ApnAs), wirken in einer Vielzahl unterschiedlicher Gewebe als extrazelluläre Signalmoleküle. Ihre asymmetrische Hydrolyse durch Enzyme auf der Zelloberfläche oder durch lösliche Enzyme im extrazellulären Milieu wurde in der Literatur bereits mehrfach beschrieben. Die molekulare Identität dieser Enzyme war jedoch nicht bekannt.
In der vorliegenden Arbeit wurden die Fähigkeit von NPP1, NPP2 und NPP3, den drei Mitgliedern der E-NPP-Familie, Diadenosinpolyphosphate zu hydrolysieren, untersucht. Dazu wurden humanes NPP1 und NPP3 aus der Ratte heterolog in CHO-Zellen exprimiert und die enzymatische Aktivität wurde anhand von Membranfraktionen analysiert. Für die Charakterisierung der katalytischen Eigenschaften von NPP2 wurde eine lösliche sekretierte Form des humanen NPP2 aus partiell aufgereinigtem Vaccinia-Viruslysat eingesetzt. Es konnte gezeigt werden, dass die heterolog exprimierten Enzyme NPP1, NPP2 und NPP3 die untersuchten Diadenosinpolyphosphate Diadenosin-5´,5´´´-P1,P3-triphosphat (Ap3A), Diadenosin-5´,5´´´-P1,P4-tetraphosphat (Ap4A) und Diadenosin-5´,5´´´-P1,P5-pentaphosphat (Ap5A), sowie das Diguanosinpolyphosphat Diguanosin-5´,5´´´-P1,P4-tetraphosphat (Gp4G) hydrolysieren.. Ein Vergleich der Hydrolyseraten zeigte, dass NPP1-2 Ap3A, Ap4A, Ap5A und Gp4G mit vergleichbarer Rate hydrolysieren. NPP3 zeigte ebenfalls keine Präferenz für eines der untersuchten Diadenosinpolyphosphate, hydrolysierte aber Gp4G im Vergleich zu Ap4A deutlich langsamer. Die Hydrolyse der Dinukleotide erfolgte asymmetrisch durch Spaltung der α,β-Pyrophosphatbindung. Als primäre Hydrolyseprodukte entstanden Nukleosid-5´-Monophosphat und der verbleibende Mononukleotidrest Npn-1. Für Ap3A als Substrat wurde für NPP1-3 ein alkalisches pH-Optimum mit maximaler Aktivität bei pH 8.5-9 (NPP1 und NPP3), bzw. pH 10 (NPP2) nachgewiesen. Die enzymatische Aktivität von NPP1-3 wurde durch EDTA inhibiert und die Km-Werte für Ap3A lagen mit 5,1 ± 3,6 µM (NPP1), 8,0 ± 0,5 µM (NPP2) und 49,5 ± 17,7 µM (NPP3) im niedrigen mikromolaren Bereich. Untersuchungen zur Hemmbarkeit der NPP-vermittelten Diadenosinpolyphosphathydrolyse (Ap4A) zeigten, dass die Enzyme NPP1, NPP2 und NPP3 nach Koapplikation verschiedener P2-Rezeptorantagonisten in unterschiedlichem Ausmaß inhibiert wurden. Cibacron Blue inhibierte kräftig alle drei Enzyme, während PPADS einen stärkeren inhibitorischen Einfluss auf die katalytsiche Aktivität von NPP1 und NPP3 als auf die katalytische Aktivität von NPP2 zeigte. Suramin inhibierte dagegen nur die NPP1 und NPP2 katalysierte Ap4AHydrolyse und hatte keinen Einfluss auf NPP3. Eine Inhibierung von NPP1-3 durch NaF wurde nicht beobachtet. Eine geringe inhibitorische Wirkung auf NPP1 wurde durch die extrazellulären Matrix-Komponenten Heparin und Heparansulfat, durch ATP und die Nukleotidanaloga, AMP-CP, AMP-CPP und ATP-γ-S beobachtet. NPP2 und NPP3 wurden durch AMP-CP nicht inhibiert. Den schwächsten inhibitorischen Einfluss zeigte ATP auf die durch NPP3-vermittelte Ap4AHydrolyse.
Die hier für NPP1-3 ermittelten katalytischen Eigenschaften zeigten Übereinstimmgen aber auch Unterschiede gegenüber früheren Daten, die für die Hydrolyse von Diadenosinpolyphosphaten auf der Oberfläche von Zellen ermittelt wurden. Insgesamt sprechen die Ergebnisse dafür, dass NPP1-3 die Hauptvertreter der Diadenosinpolyphosphat-hydrolysierenden Enzyme in Säugergewebe darstellen. Möglicherweise gibt es aber auch ApnA-hydrolysierende Enzyme, die nicht zu den bisher charakterisierten Mitgliedern der E-NPP-Familie zugehören.
In einem zweiten Teil der Arbeit wurde die Expression von NPP1-3 im Gehirn der Ratte mittels Western-Blot-Analyse (Entwicklungsstadien P1, P21 und adult) untersucht. Aufgrund der geringen Spezifität der gegen NPP1 und NPP2 zur Verfügung stehenden Antikörper, konnten jedoch keine eindeutigen Aussagen zur Expression von NPP1 und NPP2 im Gehirn getroffen werden. NPP3 konnte im Rattengehirn nachgewiesen werden. Die Expression war entwicklungsabhängig und nahm mit zunehmendem Alter der Tiere deutlich ab. Die Entwicklung spezifischer Antikörper erscheint ein lohnender Ansatz, um die zelluläre Verteilung von NPP1-3 im Nervengewebe zu bestimmen.
In der vorliegenden Arbeit wird die Expression der Nonapetide Oxytocin und Vasopressin im Zentralnervensystem der Ratte, Rattus rattus und des afrikanischen Graumulls, Cryptomys anselli, mit immunhistochemischen Methoden untersucht. Bei Säugetieren allgemein werden Oxytocin (OX) und Vasopressin (VP) in separaten Populationen magnozellulärer Neuronen des Hycleus supraopticus und die weitverstreuten akzessorischen magnozellulären neurosekretorischen Zellen). Über axonalen Transport gelangen die Hormone hauptsächlich in die Neurohypophyse und werden von dort in das Blutgefäßsystem ausgeschüttet. Neben allgemein bekannten peripheren Wirkungen wie beispielsweise der Uteruskontraktion (Oxytocin), der Milchejektion (Oxytocin) und der Homöostase des Wasserhaushalts (Vasopressin) werden den beiden Hormonen auch wichtige zentrale Effekte wie die Beeinflussung von Sozialverhalten, Partnerwahl, Aggression etc. zugeschrieben, wobei sie als hypothalamische Neurotransmitter fungieren.
Als ein subterranes, eusoziales Säugetier zeigt der Graumull eine ungewöhnliche (eusoziale) Familienstruktur: Die Tiere leben in großen Familien, wobei ein einziges Weibchen mit seinem Partner für die gesamte Nachkommenschaft sorgt. Die Jungtiere verweilen ihr gesamtes Leben bei den Eltern, meist ohne selbst zur Reproduktion zu kommen, und kümmern sich u.a. um ihre jüngeren Geschwister. Verhaltensbiologische Analysen konnten zeigen, daß im Gegensatz zum Nacktmull (Heterocephalus glaber) bei Cryptomys anselli weder Pheromone noch dominant-aggressives Verhalten der „Königin“ zu einer sexuellen Suppression der Nachkommen führen.
Parallel zum Graumull wird die Ratte als ein in der Neurobiologie und Verhaltensphysiologie gut erforschter „Standardorganismus“ immunhistochemisch untersucht. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich zuerst mit der Frage, ob und inwieweit bei Ratten und Graumullen die jeweilige soziale Organisation mit dem Muster der Transmitterexpression von Oxytocin und Vasopressin korreliert. Desweiteren ist von besonderem Interesse, ob sich die einzelnen Angehörigen der Graumull-Familien mit ihrem jeweiligen individuellen sozialen Status auch bezüglich der Verteilung und Quantität der beiden Transmitter unterscheiden. Auf dieser Grundlage wurden insgesamt vierzehn Graumulle und vier Ratten auf die Oxytocin- und Vasopressin-Expression im Zentralnervensystem hin untersucht.
Die vorgestellten immunhistochemischen Befunde an der Ratte und am
Graumull entsprechen prinzipiell der in der Literatur beschriebenen Expression von Oxytocin und Vasopressin im Nucleus paraventricularis hypothalami, im Nucleus supraopticus sowie in den weit verbreiteten akzessorischen magnozellulären neurosekretorischen Neuronen im Hypothalamus anderer Säugetiere. Bei Cryptomys ergab weder die qualitative noch die quantitative intraspezifische Analyse der immunreaktiven OX- und VP- Neuronen signifikante Unterschiede zwischen Individuen unterschiedlicher sozialer Stellung. Dagegen weist der Graumull im Vergleich mit der Ratte und anderen daraufhin bearbeiteten Säugern bisher nicht bekannte qualitative Unterschiede im oxytocinergen System auf, wobei unsere Befunde an der Ratte weitgehend mit der vorhandenen Literatur übereinstimmen: Eine magnozelluläre Neuronen-population im Corpus mamillare, welche auch in der Routinefärbung (Kresylechtviolett) erkennbar ist, zeigt bei den Graumullen eine Oxytocin-Expression, nicht aber bei den Ratten. In der Literatur ist für diese Neuronenpopulation bis dato nur die Expression von ABA beschrieben worden, nicht aber ihr oxytocinerger Charakter. Darüber hinaus ist eine bei der Ratte auffällige Gruppe akzessorischer magnozellulärer und oxytocinerger Neuronen, der Nucleus commissuralis anterior der Ratte, beim Graumull weder in der Routinefärbung noch immunhistochemisch nachweisbar. Als ein weiterer Unterschied ist die Expression von Oxytocin in der Area hypothalamica lateralis bei der Ratte sehr viel dichter als beim Graumull, ein Merkmal von potentiell qualitativem Charakter.
Der interspezifische Vergleich (Ratte-Graumull) ergab also eine potentiell neue Population Oxytocin-exprimierender Neuronen für den Graumull, nicht aber für die Ratte. Es wäre denkbar, daß über diese neu entdeckte oxytocinerge, aber nicht vasopressinerge Expression/Population mamillärer Neuronen innerhalb des limbischen Systems Projektionen in den Neokortex das Sozialverhalten der Graumulle beeinflussen können. In der Zukunft gilt es zu prüfen, ob diese Neuronenpopulation mit ihrer Oxytocin-Expression auch in anderen Säugetieren inklusive anderen eusozialen Spezies vorkommt. Das Fehlen des Nucleus commissuralis anterior (CoA) beim Graumull beruht hingegen wahrscheinlich nur auf strukturellen Unterschieden zwischen den Gehirnen von Ratten und Graumullen.
Fungi belonging to the Rhytismatales (Ascomycota) are parasites or endophytes of plants, some are saprophytes. Their fruiting bodies are localized in different organs of the host plants belonging to many different families of gymnosperms and angiosperms. Many species of Rhytismatales are known on species of Pinaceae, Ericaceae, and Poaceae. These fungi usually have ascomata that are more or less embedded in host tissue and open by longitudinal or radial splits. They have a more or less carbonized covering stroma, thin-walled, iodine negative asci, and ascospores usually covered by gelatinous sheaths.
In the present study, two lists of species of Rhytismatales in China are presented. One is based on literature and includes 103 species in 15 genera. The second one contains the names of the species in the present study, 57 species in 20 genera based on 90 specimens I collected in the Yunnan and Anhui province in China during July to August in 2001. 31 species in the second list are new species or new records for China, so we presently know 134 species in 22 genera of Rhytismatales for China. 28 new species of Rhytismatales are proposed, 21 species from the Yunnan province and seven from the Anhui province. Among them, three new species are proposed in three new genera, Nematococcomyces, New Genus 1, and New Genus 2, respectively. The 28 new species are Cerion sp., Coccomyces spp. 1-2, Colpoma spp. 1-2, Hypoderma spp. 1-6, Lirula sp., Lophodermella sp., Lophodermium spp. 1-5, Nematococcomyces rhododendri C.-L. Hou, M. Piepenbr. & Oberw., Neococcomyces sp., New Genus 1 sp., New Genus 2 sp., Rhytisma spp. 1-2, Soleella sp., Terriera spp. 1-2, and Therrya sp. The genus Davisomycella is proposed as a synonym of Lophodermella based on observations of the morphology, ecology, and the infected organ. The four genera Cerion, Naemacyclus, Terriera, and Therrya, and three species, Hypoderma rubi, Lophodermium uncinatum, and Naemacyclus pinastri, are reported for the first time for China. All the new taxa, the newly recorded ones, as well as six species which had not been illustrated in detail before, are carefully described and illustrated by line drawings in the present study.
The results show that species of Rhytismatales are highly diverse especially in the natural vegetation in high mountainous areas in China. Most species of Rhytismatales are conspicuously host specific. The diversity of Rhytismatales is closely related to that of the preferred hosts, which are members of Pinaceae, Ericaceae, and Cupressaceae. Based on the detailed morphological observations, the significance of different morphological characteristics for a natural classification of Rhytismatales is discussed. Genera are traditionally defined by character states of a few characteristics, namely the opening patterns of ascomata, the depth of ascomata in the host tissue, and asci and ascospore shape. Data from collections in the field, detailed morphological investigation, and molecular data show, however, that the ecology, the infected organ, the host relationship, and many other characteristics have to be combined to circumscribe natural groups.
The discussion of the systematic significance of morphological characteristics is complemented by molecular data. In the present study, partial nuclear large subunit rDNA sequences of 52 specimens representing 38 species are used to analyse phylogenetic relationships for members of Rhytismatales.
Most species of Rhytismatales are placed in a monophyletic group corresponding to the Rhytismatales in the Maximum Parsimony analysis. The delimitation of the Rhytismatales from the Helotiales is, however, difficult. Cyclaneusma minus should be transferred from the Rhytismatales to the Helotiales, and Cudonia circinans and Spathularia flavida from the Helotiales to the Rhytismatales. These tranfers have previously been proposed based on SSU rDNA analysis by other authors. New Genus 1 sp. has morphological characteristics typical for species of Rhytismatales. In the LSU rDNA analysis, however, it is more closely related to Helotiales rather than toRhytismatales. Therefore New Genus 1 sp. is placed in the Helotiales.
Tryblidiopsis pinastri is morphologically intermediate between members of Rhytismataceae and Cudoniaceae. LSU rDNA sequences in the present study show that T. pinastri is more closely related to species of Cudoniaceae. Therefore, this species is removed from the Rhytismataceae to the Cudoniaceae. The delimitation of further families could not be resolved in the present analysis.
Though many new morphological, ecological, and molecular phylogenetic findings are contributed for the first time, the systematic conclusions at generic, family, and order level can only be fragmentary in the present study. With more collections and more molecular data of the worldwide 450 known and many more unknown species of Rhytismatales at hand, a natural system combining morphological and molecular analysis can be elaborated.
Einleitung
APP und die Alzheimersche Krankheit
Das Alzheimer Amyloid Precursor Protein (APP) ist ein Typ-1 Transmembranprotein mit einem Molekulargewicht von 110-135 kDa [Selkoe et al. 1988, Weidemann et al. 1989]. Es wird in allen bisher untersuchten Geweben exprimiert und weist in mehrzelligen Organismen einen hohen Konservierungsgrad auf [Robakis et al. 1987, Rosen et al. 1989]. APP ist unter anderem Vorläufer des β-A4-Peptides (Aβ), das in extrazellulären Aggregaten (Plaques) im Zentralen Nervensystem von Alzheimer-Patienten akkumuliert [Masters et al. 1985]. Die sogenannte „Amyloid-Hypothese der Alzheimerschen Erkrankung“ besagt, dass das Aβ-Peptid eine pathologische Kaskade initiiert, die zur Bildung von amyloiden Plaques, neuronaler Funktionsstörung und letztendlich Demenz führt [Hardy 1997, Selkoe 1999].
Prozessierung des APP
Der Hauptanteil des zellulären APP wird über den (nicht pathogenen) α-Sekretase-Weg prozessiert, wobei das sekretorische APP (α-sAPP) freigesetzt wird, das beinahe der gesamten N-terminalen Ektodomäne des APP entspricht. Die α-Sekretase spaltet APP innerhalb der Aβ-Domäne und verhindert somit die Bildung des pathogenen Aβ-Peptides. Kandidaten für die Katalyse dieser Spaltung sind Proteasen der ADAM-Familie [Buxbaum et al. 1998, Hooper et al. 1997, Koike et al. 1999, Lammich et al. 1999, Loechel et al. 1998].
Das Aβ-Peptid entsteht bei der sukzessiven proteolytischen Spaltung des APP durch die sogenannten β- und γ-Sekretasen. Bei der β-Sekretase handelt es sich um die Aspartat-Protease BACE (β-site APP cleaving enzyme) [Hussain et al. 1999, Sinha et al. 1999, Vassar et al. 1999, Yan et al. 1999]. Die Identität der γ-Sekretase ist noch nicht endgültig geklärt, jedoch spielen Presenilin-1 und -2 sowie Nicastrin eine Rolle bei der γ-Spaltung des APP [de Strooper et al. 1998, 1999, Struhl et al. 2000, Wolfe et al. 1999].
Unter physiologischen Bedingungen wird ca. 30% des APP durch α-Sekretasen prozessiert, ein viel geringerer Anteil dagegen durch die β-Sekretasen. Mehr als die Hälfte des zellulären APP bleibt ungespalten [Koo 2002].
Biologische Funktionen des APP
Die Funktionen des APP lassen sich unterscheiden nach Funktionen der kurzen zytoplasmatischen Domäne und der ca. 100 kDa großen Ektodomäne (α-sAPP). Die zytoplasmatische Domäne des APP stellt eine Plattform für die Bindung verschiedener Interaktionspartner dar. In Kooperation mit den Bindungspartnern spielt APP eine Rolle in unterschiedlichsten zellulären Prozessen wie vesikulärem Transport, Zellmotilität oder Genaktivierung [Review siehe Annaert und de Strooper 2002]. Die meisten Interaktionspartner der zytoplasmatischen Domäne des APP binden an die YENPTY-Sequenz nahe des C-Terminus des APP, die auch als Signal für die Endozytose des APP dient [Perez et al. 1999].
Die sekretorische Ektodomäne des APP hat eine wachstumsfördernde und neuroprotektive Wirkung. Um diese Wirkung auszuüben, bindet α-sAPP an einen bisher unbekannten Rezeptor, der auf der Zelloberfläche diverser Zelltypen wie Neuronen, Fibroblasten, Thyreozyten und Keratinozyten exprimiert wird [Review siehe Schmitz et al. 2002].
Polarer Transport des APP
In polaren MDCK Zellen wird das APP-Holoprotein fast ausschließlich zur basolateralen Zelloberfläche transportiert [Haass et al. 1994]. Es wurde gezeigt, dass dieser polare Transport des APP durch Tyrosin 653 in der zytoplasmatischen Domäne des APP beeinflusst wird. Mutation dieses Tyrosins zu Alanin führte zu partieller Fehlsortierung von ca. 50% des APP zur apikalen Plasmamembran. Die Sekretion von α-sAPP dagegen fand in MDCK-Zellen unabhängig von Tyrosin 653 basolateral statt [Haass et al. 1995].
Intrazellulärer Proteintransport durch Adaptor-Protein-Komplexe
Am intrazellulären Proteintransport sind Adaptor-Protein-Komplexe (APs) beteiligt, die bestimmte Sortierungssignale in der zytoplasmatischen Domäne von Frachtproteinen erkennen. Bis heute sind vier dieser tetrameren AP-Komplexe (AP-1 bis AP-4) bekannt, die zum Teil verschiedene Isoformen einzelner Untereinheiten aufweisen, z.B. AP-1A und AP-1B [Review: Boehm und Bonifacino 2001]. Jeder AP-Komplex spielt eine Rolle in einem bestimmten Schritt des intrazellulären Proteintransportes. Für AP-1A wird eine Funktion im anterograden und retrograden Transport zwischen Endosomen und TGN beschrieben [Review: Hinners und Tooze 2003]. AP-2 vermittelt Endozytose verschiedener Transmembranproteine von der Plasmamembran [Review: Kirchhausen 2002]. AP-3 spielt eine Rolle im Proteintransport zu Lysosomen und Lysosom-ähnlichen Organellen wie Melanosomen [Robinson und Bonifacino 2001]. AP-4 sowie AP1-B sortieren Proteine zur basolateralen Plasmamembran polarer Epithelzellen [Fölsch et al. 1999, Simmen etal. 2002].
Die Sortierungsmotive, die von Adaptor-Komplexen in der zytoplasmatischen Domäne der Fracht-Proteine gebunden werden, enthalten in den meisten Fällen entweder ein Tyrosin oder zwei Leucine. Das gesamte Motiv besteht aus jeweils vier bis zehn Aminosäuren [Review siehe Bonifacino und Traub 2003].
Ziele der Arbeit
In der vorliegenden Arbeit wurde der polare Transport des APP in Epithelzellen untersucht. Ein Ziel war es, Faktoren zu finden, die den basolateralen Transport des APP in Abhängigkeit von Tyrosin 653 vermitteln. Des weiteren sollte der Transport von APP und sAPP in verschiedenen Epithelzelllinien analysiert werden. Um ein gutes Werkzeug zur Detektion von APP zu haben, wurden GFP-APP-Fusionsproteine hergestellt und charakterisiert.
Ergebnisse und Diskussion
GFP-APP-Fusionsproteine wurden hergestellt und in MDCK-, FRT- und LLC-PK1-Zellen stabil exprimiert. Die Charakterisierung der GFP-APP-Fusionsproteine durch Immunfluoreszenzanalysen zeigte, dass die chimeren Proteine im TGN sowie in peripheren Vesikeln lokalisiert sind und mit endogenem APP stark kolokalisieren. GFPAPP war somit gut geeignet, um den intrazellulären Transport des APP zu untersuchen.
Eine Analyse der zytoplasmatischen Domäne des APP im Bereich des Tyrosin 653 zeigte, dass dieses Tyrosin und die drei folgenden Aminosäuren (YTSI) ein Konsensus-Motiv für die Bindung von tetrameren Adaptor-Protein-Komplexen darstellen.
Zu Beginn dieser Arbeit waren AP-1 bis AP-3 bereits gut charakterisiert, wohingegen für AP-4 keine Funktion bekannt war. In Kollaboration mit Simmen et al. konnte gezeigt werden, dass AP-4 den basolateralen Transport einiger Proteine vermittelt [Simmen et al. 2002]. Immunfluoreszenzanalysen lokalisierten AP-4 im TGN und peripheren Vesikeln, die unterschiedlich von AP-1A/B markierten Strukturen waren. Da kaum Kolokalisation von AP-4 und AP-1A/B zu beobachten war, ist die Lokalisation von AP-4 und AP-1B, das auch eine Rolle im basolateralen Proteintransport spielt, in unterschiedlichen Subdomänen des TGN und unterschiedlichen vesikulären Strukturen anzunehmen.
Polarer Transport des APP durch Adaptor-Protein-Komplexe
Die mögliche Funktion von AP-1 und AP-4 im Transport von APP wurde zunächst mit Hilfe von in vitro-Bindungsstudien untersucht. Dazu wurde die zytoplasmatische Domäne des APP als GST-Fusionsprotein kloniert und exprimiert. Die Frachtproteinbindenden Untereinheiten von AP-1 und AP-4 wurden unter Verwendung von radioaktiv markiertem Methionin durch in vitro-Transkription und -Translation hergestellt. In Bindungsstudien interagierten AP-1A und AP-1B mit der zytoplasmatischen Domäne des APP, nicht aber AP-4. Diese Ergebnisse deuten an, dass AP-1A und AP-1B eine Rolle im intrazellulären Transport von APP spielen könnten. AP-4 dagegen scheint nicht an diesem Prozess beteiligt zu sein.
Durch Mutation des Tyrosin 653 in APP zu Alanin (Y653A) wurde die Interaktion zwischen AP-1B und APP stark verringert, was darauf hindeutet, dass dieses Tyrosin einen Teil des Bindungsmotivs für AP-1B darstellt. Übereinstimmend damit entspricht die genaue Aminosäureabfolge des Y653TSI-Motivs den Sotierungsmotiv-Präferenzen von AP-1B [Ohno et al. 1999]. Die Interaktion von AP-1A dagegen war mit WildtypAPP und der Tyrosin-Mutante vergleichbar und scheint somit auf einem anderen Interaktions-Motiv zu basieren. AP-1A und AP-1B erkennen somit unterschiedliche Sortierungsmotive in der zytoplasmatischen Domäne des APP und kooperieren möglicherweise im intrazellulären Transport des APP. Diese Ergebnisse sind der erste Bericht über eine Interaktion von Adaptor-Protein-Komplexen mit der zytoplasmatischen Domäne des APP.
Die Rolle von AP-1B im basolateralen Transport von APP wurde genauer untersucht mit Hilfe der LLC-PK1 Zelllinie, die kein AP-1B exprimiert [Ohno et al. 1999]. In LLCPK1-Zellen werden verschiedene Proteine unpolar zur apikalen und basolateralen Membran verteilt, die in MDCK-Zellen durch Interaktion mit AP-1B basolateral transportiert werden [Fölsch et al. 1999, Sugimoto et al. 2002]. Um den Transport von APP in polaren LLC-PK1-Zellen zu untersuchen, wurde Plasmamembran-ständiges GFP-APP durch zwei unabhängige Methoden nachgewiesen: die apikale oder basolaterale Oberfläche der Zellen wurde selektiv entweder biotinyliert oder mit GFPAntikörpern markiert. Beide Methoden zeigten, dass GFP-APP in LLC-PK1-Zellen sowohl an der apikalen als auch an der basolateralen Zelloberfläche lokalisiert ist. Somit wird auch APP in diesen Zellen im Vergleich zu MDCK-Zellen anders sortiert. Dieses Ergebnis festigt die Hypothese einer Funktion von AP-1B im Transport von APP, die aufgrund der Daten der in vitro-Bindungsstudien aufgestellt wurde.
Polare Sekretion des sAPP ist unabhängig vom Transport des Holoproteins
Neben dem Transport des APP-Holoproteins war auch die polare Sekretion des sAPP Thema dieser Arbeit. Es war gezeigt worden, dass basolaterale Sekretion des sAPP in MDCK-Zellen unabhängig vom Transport des APP-Holoproteins ist [Haass et al. 1995]. Dieses Ergebnis konnte in der vorliegenden Arbeit bestätigt und auf andere Zelllinien erweitert werden. Um die korrekte Sekretion von GFP-sAPP nachzuweisen, wurde die GFP-sAPP-Sekretion zunächst in polaren MDCK-Zellen untersucht, die stabil GFP-APP exprimierten. Da GFP am N-Terminus des APP angefügt ist, trägt auch das sezernierte APP die GFP-Markierung. GFP-sAPP konnte mittels Immunpräzipitation mit GFP-spezifischen Antikörpern lediglich im basolateralen Medium nachgewiesen werden. Somit sezernieren MDCK-Zellen GFP-sAPP in gleicher Polarität wie von Haass et al. für endogenes sAPP gezeigt wurde [Haass et al. 1995].
Experimente in GFP-APP exprimierenden LLC-PK1- und FRT-Zellen zeigten, dass auch hier die polare Sekretion des GFP-sAPP und der Transport des APPHoloproteins zwei unabhängige Prozesse sind. Polare LLC-PK1-Zellen transportierten GFP-APP zur apikalen und basolateralen Plasmamembran (siehe oben). GFP-sAPP-Sekretion aus polaren LLC-PK1-Zellen dagegen fand ausschließlich basolateral statt. In FRT-Zellen wurde GFP-sAPP im Gegensatz zu MDCK- und LLCPK1-Zellen apikal sezerniert. Kolokalisation des GFP-APP mit Transferrin-Rezeptor in FRT-Zellen deutete dagegen an, dass das Holoprotein wie in MDCK-Zellen basolateral transportiert wird. Dies ist auch zu erwarten, da FRT-Zellen AP-1B exprimieren und es auch in dieser Zelllinie basolateralen Transport vermittelt [A. Gonzalez, persönlich, ASCB 2003]. Nach diesen Ergebnissen zu urteilen, finden auch in FRT und LLC-PK1-Zellen APP-Transport und sAPP-Sekretion unabhängig voneinander statt.
Basolaterale sAPP-Sekretion ist unabhängig von der Ektodomäne
In MDCK-Zellen wurde zusätzlich die Sekretion eines GFP-APP untersucht, in dem der Großteil der Ektodomäne deletiert und durch GFP ersetzt wurde, die SekretaseSchnittstellen jedoch noch vorhanden waren. Durch Immunfluoreszenzanalyse wurde zunächst nachgewiesen, dass die subzelluläre Lokalisation dieser Deletionsmutante der des endogenen APP entspricht. Die Sekretion dieses stark verkürzten sAPP erfolgte wie die des Wildtyps basolateral. Dieses Ergebnis deutet an, dass die Determinante für die basolaterale Sekretion des sAPP nicht innerhalb der Ektodomäne liegt, wie in einigen älteren Publikationen angenommen wird [Haass et al. 1995, de Strooper et al. 1995]. Neuere Ergebnisse dagegen führen die polare Sekretion des sAPP auf die basolaterale Lokalisation der α-Sekretase zurück [Capell et al. 2002], was die basolaterale Sekretion der Deletionsmutante erklären könnte.
sAPP-Bindung an polaren Zellen
Durch Interaktion mit einem bisher unbekannten Rezeptorprotein erfüllt sAPP für verschiedene Zelltypen die Funktion eines Wachstumsfaktors [Saitoh et al., 1989, Pietrzik et al., 1998, Hoffmann et al., 2000]. Da viele Wachstumsfaktor-Rezeptoren selektiv entweder an der apikalen oder basolateralen Plasmamembran von Epithelzellen lokalisiert sind, wurden Bindungsstudien mit rekombinant exprimiertem sAPP (sAPPrec) an polaren FRT und MDCK-Zellen durchgeführt. Analyse der Bindung mit einem sAPPrec-spezifischen Antikörper zeigte, dass sAPP ausschließlich an der apikalen Plasmamembran beider Zelllinien bindet. Da die Sekretion des sAPP in FRT-Zellen ebenso apikal erfolgt, ist in dieser Zelllinie eine autokrine Regulation durch sAPP vorstellbar, was auch durch vorherige Ergebnisse angedeutet wurde [Pietrzik et al. 1998]. Für MDCK-Zellen, die sAPP basolateral sezernieren und apikal binden, muss ein anderer Regulationsmechanismus vorliegen. Es könnte sich um parakrine Regulation handeln, was jedoch noch bestätigt werden muss.
Fazit: In dieser Arbeit wurde zum ersten Mal gezeigt, dass tetramere Adaptor-ProteinKomplexe eine Rolle im intrazellulären Transport von APP spielen. In diesem Zusammenhang wurde die Funktion des AP-4-Komplexes in einer Kollaboration analysiert. Es wurde gezeigt, dass AP-1A und AP-1B eine Rolle im Transport von APP spielen. Eine Funktion von AP-4 im Transport von APP ist nach den vorliegenden Ergebnissen unwahrscheinlich. Untersuchungen zur APP-Sortierung in verschiedenen Epithelzelllinien zeigten, dass die Hypothese der Unabhängigkeit von APP-Transport und sAPP-Sekretion als genereller Mechanismus angesehen werden kann. Durch Analyse der sAPP-Bindung an polaren FRT- und MDCK-Zellen wurde erstmals die polare Lokalisation des putativen sAPP-Rezeptors untersucht, was einen ersten Einblick in den Mechanismus der sAPP-vermittelten Regulation in polaren Zellen ermöglichte.
Cytochrome P450 (CYP) enzymes oxidize, peroxidize and/or reduce cholesterol, vitamins, steroids, xenobiotics and numerous pharmacological substances in an oxygen- and NADPHdependent manner. Since many CYP isozymes are also capable of metabolizing arachidonic acid to biologically active products, CYP enzymes are often described as the third pathway of arachidonic acid metabolism i.e., in addition to cyclooxygenases and lipoxygenases. CYP enzymes are predominantly expressed in the liver while others, such as members of the CYP 2J, CYP 2C and CYP 4A subfamilies, can be detected in extrahepatic tissues, particularly in the cardiovascular system. Recent data suggest that a CYP 2C enzyme(s) expressed in coronary artery endothelial cells generate epoxyeicosatrienoic acids (5,6-; 8,9-; 11,12- and 14,15-EET) which contribute to the acute control of vascular tone and the longterm regulation of vascular homeostasis.
The expression of CYP 2C in coronary artery endothelial cells is regulated by a number of stimuli, such as cyclic stretch and fluid shear stress as well as by the corticosteroid cortisol and a number of CYP substrates (nifedipine, cerivastatin and -naphthoflavone). However, the signalling pathways and the transcription factors involved in regulating the expression of the gene are unknown.
Since most of the CYP 2C enzymes are transcriptionally regulated, we were interested in identifying the CYP 2C isoform(s) expressed in porcine coronary artery endothelial cells (PCAEC) as well as determining its/their promoter sequence(s). The overall goal was to study the involvement of different transcription factor binding elements in the regulation of the CYP 2C gene(s). Porcine coronary arteries were used given the possibility of analysing the results obtained at the cellular level with alterations in vascular function. Comparison of the porcine CYP 2C and the human CYP 2C8 and 2C9 promoters was also a major goal of this study.
To identify the relevant porcine CYP 2C isoform nested RT-PCR was performed using total RNA from porcine coronary artery endothelial cells. Comparison of the sequence of the product of this reaction with the NCBI database suggested that the CYP 2C expressed in PCAEC was approximately 85% homologous with the human CYP 2C9 enzyme. To obtain the full length CYP 2C isoform 5´ rapid amplification of cDNA end (5´ RACE) was performed using a downstream reverse gene specific primer which is conserved in all of the porcine CYP 2C isoforms. The intention behind using such a primer was to amplify all the possible CYP cDNAs expressed in PCAEC. With the 5´ RACE technology it was possible not only to identify the exact isoform (CYP 2C34) expressed in PCAEC, but it was also possible to amplify 550 bp of the 5´ upstream region. This result was authenticated by comparing the protein/nucleotide sequence with other human CYP 2C genes such as CYP 2C8 and CYP 2C9 as well as different porcine CYP 2C genes (CYP 2C34, CYP 2C49). Multiple protein/nucleotide sequence alignment revealed approximately 85-90% sequence identity. An exon1-2 specific radio-labelled probe of the CYP 2C34 gene was then used to screen a porcine genomic library for positive genomic clones containing the promoter region of the CYP 2C34 gene.
For the isolation of 5´ flanking region of CYP 2C34 gene a PCR-based directional genome walking strategy was used in which the positive porcine genomic BAC clones were taken as a DNA template. Four arbitrarily designed universal walking primers and a gene-specific primer derived from the CYP 2C34 gene sequence were employed and led to the identification and isolation of 1.4 kb of the 5´ flanking region.
The 1.4 kb 5´ flanking region of CYP 2C34 gene contains multiple transcription factor binding sites including glucocorticoid-responsive element (GRE), hypoxia-responsive element (HRE), CAAT-enhancer binding protein (C/EBP), stress responsive element (STRE) consensus sequences. CYP 2C34 promoter constructs were generated and reporter gene activity (luciferase) activity was compared with that of a promoterless vector (pGL3-Basic) at first in HEK cells and then in PCAEC. After using cortisol as a positive control to demonstrate that the promoter constructs generated were functional we determined the effects of physiologically relevant stimuli i.e., hypoxia and cyclic stretch. Additional experiments with zinc sulphate were performed in a preliminary analysis of the role of Zn2+ inducible transcription factors and might be cooperative heterodimerization formation with these transcription factor with C/EBP in the regulation of CYP 2C34 expression. With all these stimuli, reporter gene activity of CYP 2C34 promoter was significantly (3-8 fold) increased over values obtained in unstimulated cells.
Analysis of the regions that are essential for the induction of promoter activity in response to the different stimuli of interest have to be performed in combination with gel shift assays, siRNA experiments as well as site-directed mutagenesis experiments. Comparison of the regulation of the CYP 2C34 gene and correlation with changes in vascular function (in isolated porcine coronary arteries) should deliver information relevant to the regulation of the CYP 2C enzyme expressed in human coronary artery endothelial cells. The recent demonstration of a clinically relevant role for CYP 2C9 in coronary heart disease underlines the importance of such a study.
Determination of the structure of complex I of Yarrowia lipolytica by single particle analysis
(2004)
Komplex I enthält ein Flavinmononukleotid sowie mindestens acht Eisen- Schwefel Zentren als redoxaktive Cofaktoren. Da ein wesentlicher Teil des mitochondrialen Genoms für Untereinheiten von Komplex I codiert, betrifft eine Vielzahl von mitochondrialen Erkrankungen diesen Enzymkomplex.
Komplex I wurde bisher aus Mitochondrien, Chloroplasten und Bakterien isoliert. Die Minimalform von Komplex I wird in Bakterien gefunden, wo er aus 14 (bzw 13 im Falle einer Genfusion) Untereinheiten besteht und eine Masse von etwa 550 kDa aufweist. Generell werden sieben hydrophile und sieben hydrophobe Untereinheiten mit über 50 vorhergesagten Transmembranhelices gefunden. Im Komplex I aus Eukaryoten wurde eine grössere Anzahl zusätzlicher, akzessorischer Untereinheiten nachgewiesen. Hier werden die sieben hydrophoben Untereinheiten vom mitochondrialen Genom codiert, während alle anderen Untereinheiten kerncodiert sind und in das Mitochondrium importiert werden müssen.
Die obligat aerobe Hefe Yarrowia lipolytica wurde als Modellsystem zur Untersuchung von eukaryotischem Komplex I etabliert. Die bisher am besten untersuchte Hefe Saccharomyces cerevisiae enthält keinen Komplex I. Hier wird die Oxidation von NADH durch eine andere Klasse von sogenannten alternativen NADH Dehydrogenasen durchgeführt. Auch Y. lipolytica enthält ein solches alternatives Enzym, das allerdings mit seiner Substratbindungsstelle zur Aussenseite der inneren Mitochondrienmembran orientiert ist. Durch molekularbiologische Manipulation konnte eine interne Version dieses Enzymes exprimiert werden, wodurch es möglich ist, letale Defekte in Komplex I Deletionsmutanten zu kompensieren. Mittlerweile wurden alle Voraussetzungen geschaffen, um kerncodierte Untereinheiten von Komplex I aus Y. lipolytica gezielt genetisch zu verändern. Die Proteinreinigung wird durch die Verwendung einer auf einem His-tag basierenden Affinitätsreinigung erheblich erleichtert...
The transcriptional regulator RcsB controls the expression of a minimum of 20 different genes having diverse functionalities and biosynthetic operons in the family of Enterobacteriaceae. While in the heterodimeric complex with the co activator RcsA, the RcsAB box consensus is recognized, DNA binding sites for RcsB without RcsA have also been identified. The conformation of RcsB might therefore be modulated upon interaction with various co activators, resulting in recognition of different DNA targets. In this study the interaction of RcsB with some of these DNA targets have been analysed by a diverse array of techniques including gel shift assay and SPR. The solution structure of the C-terminal DNA-binding domain of RcsB from Erwinia amylovora spanning amino acid residues 129-215 has been solved in this study by heteronuclear NMR spectroscopy. The C-terminal domain is composed of four α-helices where the two central helices of the H-T-H motif are similar to the structures of the regulatory proteins GerE, NarL and TraR. The DNA-binding activity of the C-terminal domain alone is established for the first time in this study and was specified by fluorescence spectroscopy, SPR and NMR titration experiments. The molecular interaction between the individual RcsB domains was analysed by cross-linking experiments and heteronuclear NMR spectroscopy and the amino acid residues of the C-terminal domain involved in this interaction were identified precisely. Another important part of this project was the cell-free production of different Trp analogue labelled RcsB protein. RcsB protein was produced in quite a good yield with different Trp analogue having spectrally enhanced properties. The isolated RcsB alloproteins proved to be ideal for protein interaction studies by fluorescence spectroscopy and the very first evidence of an oligomerization of RcsB due to molecular association has been put forth from these studies. The phosphorylated state of the RcsB protein was mimicked by a beryllofluoride complex in order to study its role in transcriptional regulation. It was found that RcsB alone could bind to DNA targets upon this modification by the beryllofluoride complex. Thus the phosphorylation of the protein that involves the Asp 56 residue induces a structural change of the protein followed probably by a domain movement also, so that the C-terminal domain having the H-T-H DNA binding motif that was previously eclipsed by the N-terminal domain is relieved of this constraint.
In this study the clinical value of the method of 31P und 1 H MRI spectroscopy is analyzed in the evaluation of tumors of the liver and the cerebrum. At first 39 patients (HCC n=30, metastases of colorectal carcinomas n=9) undergoing transarterial chemoembolization (TACE) were evaluated MR tomographically with 1.5 Tesla using 31P CSI spectroscopy. Moreover, 53 patients with cerebral tumors (17 meningiomas, 11 gliomas WHO grades I-II, 6 gliomas WHO grade III, 13 gliomas WHO grade IV and 6 metastases) were evaluated 1 H spectroscopically with the ISIS technique in different echo times. The results of both groups were correlated with the histopathological findings and compared with a study group. For evaluation the area under the curve of the measurable signal intensities were calculated, the ratios were determined and statistically evaluated. In patients with livertumors undergoing TACE, the 31P spectroscopy was performed before and after each course of TACE. Pretherapeutic evaluation revealed the tumor tissue with increased PME peak, PME/ß-ATP ratio, and PME/PDE ratio. In all cases the tumor spectres were to be differentiated from the spectra of the study group. If chemoembolization was technically successful, we found an increase in the Pi peak (+90.1%) and a decrease in the ß-ATP peak (-19.1%). After each course of therapy a number of patient groups could be differentiated depending on the changes in the different peaks and ratios. A response was characterized by a decrease of the PME/ß-ATP and PME/PDE ratios and an increase of the PDE/ß-ATP ratio. In non-responders, there was no decrease of the PME/ß-ATP and PME/PDE ratios, and these ratios increased 6 weeks later. The PDE/ß-ATP ratio decreased. Constant ratios were found if a steady state of the disease was achieved. Regrowth of tumor was accompanied by elevated PME and decreased PDE peaks. With regard to the 1 H spectroscopical findings the following statements can be made: The tumor spectra can be distinctly differentiated from the study group spectres. In this respect highly significant differences for the NAA/Cho and PCr/Cho ratios can be seen. The spectra of the meningiomas can be often characterized by the missing NAA. A small peak at 2.0 ppm can probably be due to a part of healthy brain tissue in the VOI at the rim of the tumor in some of the spectra. Moreover, some of the meningiomas show Alanin at 1.47 ppm, which, however, can also be overlain by fat signal in this area. On average, the PCr peak is reduced by half with regard to the referene; Inositol can hardly be detected even with short echo times. The metastases show a decreased NAA/Cho and PCr/Cho ratio. In few cases Ins/Cho can be measured, and then below the level of the study group. Additionally, two distinct peaks could be seen at 0.9 and 1.25 ppm according to strongly increased free fatty acids. All gliomas show a reduced NAA signal. In this respect, the reduction of the NAA/Cho ratio shows a nonsignificant dependence on malignity, which can be reflected in an almost completely reduced NAA signal in glioblastomas. PCr and Ins are also decreased. With increasing malignity of the lesion the Inositol signal increases and reaches the normal values of the study group. Using 1 H spectroscopy it is possible to support the differential diagnosis of the imaging modalities. Due to its sensitivity it is possible to use the 31P spectroscopy in therapy control. In order to establish these methods in the daily routine further improvements are necessary, particularly in regard to measurement sequences, automatisms and standardized evaluation protocols.
Taphonomy and palaeoecology of Laetoli as well as Makuyuni, Arusha region in northern Tanzania
(2004)
This thesis is the result of the Hominid Corridor research Project in Tanzania since 1993 to 1995 that include Pliocene and Pleistocene localities. The localities under study include Laetoli and Manyara area in Arusha Region, northern Tanzania. The thesis has the following specific objectives: firstly, to identify taxa recovered from the studied assemblages; secondly, to underpin taphonomic history of the assemblages under study; thirdly, to elucidate further palaeoecological reconstruction of the assemblages; and finally, to examine surface fossil fauna modifications including agents of modifications either hominids or carnivores.
The Upper Laetolil Beds are dated at 3.5 million years ago (Ma) and the Ndolanya Beds are bracketed in age between 3.5 and 2.41 Ma. The Naibadad Beds, also from Laetoli area, are date to be between 2.2 to 2.1 Ma. The Naibadad Beds are correlated with the base of Bed I at Olduvai Gorge. There are so far no absolute dates for Manyara assemblages. Based on biostratigraphic correlation, the younger overlying unit, the Upper Manyara Beds are estimated to belong to Later Pleistocene and the Lower Manyara Beds are estimated to belong to Early Pleistocene. The Upper Manyara Beds are correlated to the age of Bed III at Olduvai Gorge, while the Lower Manyara Beds are interpreted to span the same contemporaneity with the upper part of Bed II at Olduvai Gorge.
At Laetoli localities, terrestrial mammals while localities from Manyara besides terrestrial mammals dominate fauna; they include aquatic species such as fish, crocodiles and hippopotamus. The main families recovered from Upper Laetolil Beds complement those already recovered from former research works by other workers. This is also true for the younger overlying stratigraphic horizon, the Upper Ndolanya Beds. Thus, mammalian families recovered from Upper Laetolil Beds include Bovidae, Carnivora, Elephantidae, Equidae, Lagomorpha, Suidae, Rodentia, Hominoidea and Rhenocerotidae. Remains of an invertebrate, Gastropoda were also recovered. For Upper Ndolanya Beds include almost the same families recovered from Upper Laetolil Beds, but based on former recovery of fossil fauna, these Beds outnumber greatly the Upper Laetolil Beds in bovid composition by 20 per cent. Such a change in species composition is noticed also from South African localities and East African localities such as the East Turkana. This is interpreted to be due to climatic change drier environments that included species adapted to such palaeoclimates.
For the first time, our team has been able to retrieve specimens identifiable to taxa, a pattern that not possible from previous workers who claimed to have recovered too sparse specimens to be identifiable to any taxon.
The Upper Manyara Beds as well as Lower Manyara taxonomic composition include aquatic species besides the large terrestrial mammalian fauna retrieved from there. In due regard, the former horizon is attributed to have affinity with Olduvai Bed III components and the latter, older horizon, is attributed to have affinity with upper parts of Bed II times at Olduvai Gorge. The Lower Manyara Beds can be said to have, in relative terms, affinity to species recovered from site RC 11 of the Chiwondo Beds, Malema region in northern Malawi, although the former site may be equable to the terminal age of the latter locality.
Fossil hominid remains; attributable to genus Homo and possibly species Homo erectus have been recovered from two localities, Mk 2 and Mk, along Lower Manyara Beds. On the other hand, stone tools, identified to belong to the Acheulian industrial technocomplex, were recovered from site Mk 4.
All of fossil fauna from Laetoli sites were mostly exfoliated and there shows to be little effect in terms of hydrodynamic sorting of the fossil bones. However, intense carnivore activity is witnessed due to the almost one to one ratio of proximal to distal ends. This is also true for the Lower Manyara Beds locality. Through examination of surface modifications of the fossil fauna, it has been established that there was carnivore consumption of ungulates. There is no evidence of hominid involvement that has to be testified by stone tools.
In einer kontrollierten klinischen Studie wurden zehn gesunden Probanden über drei Tage hinweg insgesamt 180 g (3 · 1000 ml) hochmolekularer, hochsubstituierter Hydroxyethylstärke Hespan® 6% HES 450/0,7 (Mw = 450 kDa, DS = 0,7) in 0,9% NaCl infundiert, um die Auswirkungen dieser Volumenersatzlösung auf die Blutgerinnung feststellen zu können. Durch die mittelgroße Infusionsmenge sollte eine wirklichkeitsnahe, an eine perioperative Situation angelehnte Untersuchungsgrundlage geschaffen werden.
Die Gerinnungsanalyse erfolgte durch intrinsisch aktivierte Rotationsthrombelastographie (ROTEG®), die als globale Vollblut-Messmethode mit den Parametern CT (Coagulation time), CFT (Clot formation time) und MCF (Maximum clot firmness) im Gegensatz zu den zusätzlich bestimmten isolierten Einzelfaktoren der klassischen plasmatischen Gerinnungstests wie der Faktor VIII-Aktivität (F VIII: C) oder Fibrinogen den Gerinnungsprozess in seiner dynamischen Gesamtheit (Zusammenspiel von Plättchenfunktion, plasmatischen Gerinnungsfaktoren und Fibrinogen) erfasst. Außerdem wurden, um die Gerinnungsergebnisse mit den HES-Mengen im Blut vergleichen zu können, die HES-Konzentrationen (cHES) sowie die mittleren HES-Molmassen (MwHES) aus dem Probandenplasma bestimmt.
Die Blutabnahmen erfolgten an den drei Infusionstagen zu Beginn, während und am Ende der zweistündigen HES-Infusion sowie zu sieben Abnahmezeitpunkten danach. Zusätzlich fanden Nachuntersuchungen an insgesamt 15 Folgetagen mit zunehmendem zeitlichen Abstand statt.
Die thrombelastographischen Messungen an den Infusionstagen zeigten vor allem bei dem ROTEG®-Parameter CFT (relative Verlängerung des anfangs im Referenzbereich liegenden Medians bis zu 170%), aber auch bei der CT (Verlängerung aus dem Referenzbereich heraus um bis zu 28%) deutliche Veränderungen. Bei den plasmatischen Gerinnungstests betrug die Verminderung der anfangs im Referenzbereich liegenden F VIII: C bis zu 76% (Median), die des anfangs im Referenzbereich liegenden von Willebrand-Faktor-Antigens (vWF: Ag) bis zu 88% (Median). Der ausgeprägteste Hämatokritabfall betrug dabei lediglich 21% (Median).
Aus diesen Ergebnissen folgt, dass hochmolekulare, hochsubstituierte Hydroxyethylstärke eine über einen reinen Dilutionseffekt hinausgehende kombinierte Störung der Thrombozytenfunktion einerseits und des intrinsischen Systems andererseits hervorruft und somit die Gerinnungsfähigkeit des Blutes im Sinne eines erworbenen, künstlichen von Willebrand-Syndroms vom Typ 1 problematisch verringert. Da die CFT noch am zehnten Folgetag um 89% (Median) verlängert war und die F VIII: C noch um 29% (Median) vermindert, ist für die Gerinnungsbeeinträchtigung ein ausgedehnter Zeitraum anzunehmen.
Gleichzeitig zeigte sich am zehnten Folgetag in dieser Studie ein Plasmawert von 8,5 mg/ml (Median) für die cHES, am 60. Folgetag wurden immer noch 3,7 mg/ml (Median) gemessen, was den Kumulationseffekt der Substanz widerspiegelt.
Nach den vorliegenden Daten ist anzunehmen, dass weniger ein hohes Molekulargewicht, mehr jedoch ein hoher Substitutionsgrad und ein großes C2/C6-Verhältnis einerseits die primäre und sekundäre Hämostase direkt beeinträchtigen, gleichzeitig aber auch die Abbaubarkeit großer HES-Moleküle einschränken und somit deren gerinnungskompromittierende Effekte prolongieren.
Die Untersuchungen wurden mit moderaten Dosierungen von hochsubstituierter HES vorgenommen. Es ist anzunehmen, dass bei einer Ausschöpfung der empfohlenen maximalen Dosierung noch extremere Blutgerinnungsstörungen eingetreten wären. Hieraus ergibt sich die Empfehlung, in der Volumenersatztherapie in den meisten Fällen Präparaten mit einem niedrigeren Substitutionsgrad wie HES 130/0,4 den Vorzug zu geben, bei denen bisher keine schwerwiegenden Blutungen beobachtet werden konnte. Die routinemäßige Hämodilution ist nach den vorgelegten Daten keine Indikation für hochsubstituierte HES. Deren Verwendung sollte auf akute Notfälle beschränkt werden. Mehrfachinfusionen an aufeinanderfolgenden Tagen sollten ausgeschlossen werden.
Aus den vorgestellten Studien und Fallbeschreibungen sowie den Daten dieser Arbeit ergeben sich Fragen nach dem genauen Pathomechanismus der Gerinnungsbeeinträchtigung durch hochsubstituierte HES, einschließlich indirekter Effekte wie Plasmaviskositätsveränderungen. Auch die pharmakodynamischen und pharmakokinetischen Probleme, die durch eine Kumulation bei Mehrfachapplikation der Substanz bedingt sind, bedürfen weiterer Klärung. Schließlich bleibt unklar, ab welchem genauen Grad der Einschränkung sowohl der Plättchenfunktion als auch der plasmatischen Gerinnung mit klinisch relevanten mikrovaskulären Blutungen zu rechnen ist.
Nitric oxide (NO) is a potent mediator with pleiotropic functions such as inhibition of platelet aggregation, smooth muscle relaxation and regulation of neuronal transmission. These effects are mostly mediated by intracellular NO-sensitive guanylyl cyclases (GCs) which convert GTP into the second messenger, cGMP. This messenger in turn activates multiple downstream effectors such as cGMP-dependent protein kinases, cGMP-regulated ion channels and cGMPdependent phosphodiesterases. Mammalian NO-sensitive GCs are obligate heterodimers of an α and β subunit each. Given that these enzymes play a key role in cGMP-mediated pathways, one may anticipate that mechanisms other than allosteric activation via NO may exist to regulate the production and turnover of cGMP. In this thesis, novel aspects of the regulation of the most abundantly expressed GC heterodimer α1β1 are presented.
A possible mechanism of regulation that was tested here, is tyrosine phosphorylation. Using anti-phosphotyrosine antibodies, the phosphorylation of the β1 subunit was detected after incubation of β1-overexpressing COS-1 cells with protein tyrosine phosphatase (PTP) inhibitors such as pervanadate and bpV(phen). β1 phosphorylation on tyrosines was also observed in PC-12 cells which endogenously express GC and in rat aorta after inhibition of PTPs. Furthermore, hydrogen peroxide was found to be a physiological stimulus for the induction of reversible β1 tyrosine phosphorylation in intact cells. Using phenylalanine mutants of different tyrosines, residue 192 (Y192) of β1 was identified as the major phosphorylation site. Consistent with this finding, sequence analyses showed that Y192 forms part of a motif that resembles a preferential target site for Src-like kinases. When tyrosine-phosphorylated, this motif exposes a typical SH2 docking site for members of the Src kinase family.
Experiments with inhibitors of Src kinases, PP1 and PP2, clearly showed that phosphorylation of Y192 is Src-dependent. Preincubation of β1-expressing cells with these inhibitors significantly reduced the level of phosphorylated β1 after bpV(phen) treatment. Furthermore, co-expression of β1 with Src led to a strong phosphorylation of this subunit. Co-precipitation experiments showed that Src interacts with GC. Interestingly, kinases of the Src family are recruited to β1 via the SH2 domain upon phosphorylation of Y192. Together, these results indicate that Src kinases phosphorylate tyrosine 192 thereby creating a docking site for their own SH2 domains. Kinase bound to GC may then catalyze phosphorylation of GC or other downstream effectors. Inhibition of PTPs altered GC activity in two ways: it increased both the basal activity and the YC-1- and BAY 41-2272-stimulated activity two-fold, and it reduced the sensitivity of the enzyme towards NO. The detailed mechanism of action is still unknown, but experiments using the mutant β1[Y192F] demonstrated that residue 192 is not responsible for these effects.
Another major focus of this thesis was the identification of novel GC binding proteins. Using the yeast two-hybrid approach, the carboxy-terminal portion of a protein named AGAP1 (amino acid (aa) 399-804) was found to interact with the catalytic domain of α1 (aa 466-690) and with the regulatory domain of β1 (aa 1-348). Human AGAP1 is a multidomain protein of 804 amino acids with a calculated molecular mass of 89,1 kDa comprising an Arf-GAP (GAP:GTPase activating protein), a putative GTPase domain, two Ankyrin repeats and a PHdomain. Co-precipitation experiments using lysates from mammalian cells overexpressing both binding partners confirmed the interaction of AGAP1 with the GC subunits. Immunofluorescence analyses demonstrated that AGAP1 co-localizes with GC in the cytoplasm of COS-1 cells.
In Northern blots, AGAP1 mRNA was detected in various human and murine tissues showing a comparable expression pattern described for the mRNA of α1 and β1. Using an AGAP1-specific antibody, endogenous protein was precipitated from lysates of HEK-293 cells derived from human embryonic kidney. The same antibody efficiently cross-reacted with the rat homologue (rAGAP1) and immunoprecipitated endogenous rAGAP1 from lysates of PC-12 cells, aorta and heart. The molecular mass of rAGAP1 is larger than that of the human protein, possibly due to an additional exon present in the rat genome. Like β1, AGAP1 is a substrate for tyrosine kinases. Phosphorylation of AGAP1 was detected after inhibition of PTPs or by coexpression of Src. Furthermore, the kinase inhibitor PP2 strongly impaired phosphorylation of AGAP1 after pervanadate treatment suggesting that tyrosine kinases of the Src family are involved. Measurements of cGMP production showed that AGAP1 has no influence on the activity of NO-sensitive GC. Interestingly, inhibition of PTPs potently increased the complex formation between AGAP1 and GC indicating that the interaction between these two proteins is modulated by reversible tyrosine phosphorylation. Whether this effect is due to the phosphorylation of AGAP1 or GC is still unknown. AGAP1 associates with endosomes and exposes Arf-GAP activity towards Arf1 and Arf5 which are involved in vesicular transport. Thus, one may hypothesize that binding of α1β1 to AGAP1 targets GC to distinct subcellular compartments in close proximity to cGMP-dependent effectors, thereby optimizing cGMP generation and fostering cGMP-driven actions.
Taken together, these results demonstrate that beside the modulation of GC by NO the enzyme is regulated by tyrosine phosphorylation and interaction with AGAP1.
CFTR ist ein Chloridkanal, der bei der rezessiven Erbkrankheit Mukoviszidose defekt ist. Es ist bekannt, dass CFTR durch Proteinkinasen aktiviert und seine Aktivität durch Nukleotide reguliert wird. Die Regulation von CFTR wurde unter zwei verschiedenen Gesichtspunkten untersucht. Zum einen wurden Experimente durchgeführt, die Aufschluss über die Beteiligung der Nukleotidbindedomänen beim Öffnen und Schließen des Kanals und über die Notwendigkeit einer ATP-Hydrolyse geben sollten. Zum anderen wurde untersucht, ob neben der durch Proteinkinasen vermittelten Aktivierung von CFTR ein alternativer Prozess existiert. Hierbei wurde ein Regulationsmechanismus entdeckt, der eine Proteinkinase-unabhängige Aktivierung von CFTR durch Phosphatidylinositolphosphate ermöglicht.
Humaner CFTR wurde in Oozyten des Krallenfrosches Xenopus laevis heterolog exprimiert und mit der Patch-Clamp-Methode untersucht. Stationäre und zeitaufgelöste Ströme des CFTR-Wildtyps wurden mit mutierten CFTR-Kanälen verglichen. Das Lysin im Walker AMotiv ist an der Koordinierung des γ-Phosphats von MgATP bei der Hydrolyse beteiligt, so dass Walker A-Mutationen die ATP-Bindung und –Hydrolyse von ATPasen beeinflussen. In dieser Arbeit wurden Walker A-Mutanten untersucht, die eine Substitution des konservierten Lysins innerhalb der Walker A-Sequenz der NBD1 (K464A) oder beider Nukleotidbindedomänen (K464A/K1250A) aufwiesen. Da die Öffnungsgeschwindigkeit der Mutante K464A kaum einen Unterschied zu der des Wildtyps aufzeigte, die Mutante K1250A jedoch das Öffnen stark verlangsamte, wurde gefolgert, dass keine Hydrolyse von ATP an der NBD1 für die Öffnung nötig ist. Während Wildtyp-Kanäle auf eine gleichzeitige Applikation von ATP und AMP-PNP, einem nichthydrolysierbaren ATP-Analogon, mit einem verlängerten Offenhalten der Kanäle („locked open“–Effekt) reagierten, das sich in einem langsamen Schließen der Kanäle äußerte, konnte bei K464A-Mutanten dieser Effekt nicht beobachtet werden. Außerdem erfolgte das Schließen der Doppelmutante K464A/K1250A im Vergleich zur Einzelmutante K1250A nach MgATP-Entzug schneller. Daraus wurde geschlossen, dass die NBD1 auf das durch die NBD2 vermittelte Offenhalten des Kanals, möglicherweise durch eine direkte Interaktion, regulierend einwirkt, bevor letztere den Kanal wieder schließt. Da auch ein Öffnen und Schließen des CFTR-Kanals unter Mg2+-freien Bedingungen zu beobachten war, unter denen keine ATP-Hydrolyse erfolgen kann, konnte die Notwendigkeit einer ATP-Hydrolyse bezüglich des Kanalgatings ausgeschlossen werden. Ein Einwirken der NBD1 auf das Offenhalten der Kanäle durch die NBD2 war unter nicht-hydrolytischen Bedingungen anhand des Vergleichs der Schließkinetiken von WT und Mutante K464A nicht feststellbar, so dass eine direkte Interaktion beider Nukleotidbindedomänen wahrscheinlich ausgeschlossen werden kann.
Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde der Effekt des Phospholipids Phosphatidylinositol-4,5-bisphosphat (PIP2) auf CFTR-Kanäle untersucht. Die Applikation von PIP2 und MgATP zu unphosphorylierten CFTR-Kanälen zeigte einen deutlichen Stromanstieg, der einem Chloridstrom entsprach. Einzelkanaluntersuchungen ergaben, dass durch PKA induzierte Kanäle und Einzelkanäle, die durch PIP2 aktiviert wurden, dieselbe Leitfähigkeit von ~5 pS besaßen. Somit konnte eine PIP2-induzierte Aktivität endogener Chloridkanäle ausgeschlossen und ein Einfluss des Phospholipids auf CFTR-Chloridkanäle bewiesen werden, der zudem ATP-abhängig war.
Neben PIP2, welches den stärksten Effekt auf die CFTR-Aktivität zeigte, konnten auch Phosphatidylinositol (PI) und Phosphatidylinositol-4-monophosphat (PIP), sowie Arachidonsäure unphosphorylierte CFTR-Kanäle aktivieren. Damit wurde gezeigt, dass der Effekt des Signalanstiegs durch Phosphatidylinositole abhängig von der Struktur des Moleküls war, also von der Anzahl der Phosphatgruppen am Inositolring und der Fettsäurezusammensetzung des Phospholipids.
Experimente, die unter Mg 2+-freien Bedingungen durchgeführt wurden, so dass eine Phosphorylierungsreaktion durch Kinasen ausgeschlossen werden konnte, zeigten dennoch eine PIP2-vermittelte Aktivierung von unphosphorylierten CFTR-Kanälen. Auch eine Substitution des nicht-hydrolysierbaren ATP-Analogons AMP-PNP anstelle von ATP erlaubte die Öffnung unphosphorylierter CFTR-Kanäle. Mit diesen beiden Ergebnissen wurde gezeigt, dass eine PIP2-vermittelte Aktivierung von unphosphorylierten CFTR-Kanälen unabhängig von einer Proteinphosphorylierung ist.
Physiologisch betrachtet könnte man sich vorstellen, dass über die Aktivierung von Lipidkinasen die Synthese von PIP2 über PI und PIP stimuliert wird, so dass das Phospholipid, wie für viele Ionenkanäle und Transporter gezeigt, eine direkte Interaktion mit dem Protein eingeht. Eine ATP-abhängige Synthese von PIP2 in Makropatches an Xenopus-Oozyten durch endogene Lipidkinasen könnte eine mögliche Erklärung für den gezeigten ATP-abhängigen Anstieg des CFTR-Signals sein.
In dieser Arbeit wurde bei CFTR-Kanälen zum ersten Mal ein alternativer Regulationsmechanismus über Phosphatidylinositolphosphate identifiziert, der Proteinkinaseunabhängig ist und der möglicherweise über eine direkte Interaktion zwischen dem Phospholipid und dem Protein vermittelt wird.
Die HIV-Infizierung von Zellkulturen in vitro ist essentiell für das Verstehen der Kinetik der Virusreplikation, für die Aufdeckung von Resistenzentwicklungen gegenüber antiretroviraler Medikamente und für die Entwicklung neuer antiretroviraler Therapiestrategien. Voraussetzung hierfür ist ein geeignetes Monitoring der HIV-Infektion von in vitro infizierten Zellen. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Monitoring der HIV-Replikation von in vitro infizierten Zellen mittels der Real-Time TaqMan™ PCR. Die Ergebnisse der Real-Time TaqMan™ PCR wurden mit denen eines p24 ELISAs verglichen. Der p24 ELISA diente als etablierte Standardmethode zum Monitoring einer in vitro HIV-Infektion. HUT 78-Zellen wurden in vitro mit vier unterschiedlichen HIV-1 IIIb Infektionsdosen (MOI 0,05; MOI 0,01; MOI 0,002; MOI 0,0005) infiziert. Mittels der Real-Time TaqMan™ PCR wurde die HIV-1 gag cDNA quantifiziert. Mittels ELISA erfolgte die Quantifizierung des HIV-p24. Zusätzlich dazu wurde die Anzahl an proviralen HIV-1 Transkripten in den Zellkulturen mittels der TaqMan™ PCR quantifiziert. Die Quantifizierung der HIV-1 gag cDNA und des p24 ergaben nahezu identische Kurvenverläufe der Infektionskinetiken. Beide Nachweismethoden zeigten vergleichbare Daten bezüglich des exponentiellen Ansteigens und der sich daran anschließenden Plateauphase der HIV-Replikation. Die Sensitivität beider Nachweismethoden war ebenfalls vergleichbar. Ein großer Unterschied lag in den Messbereichen beider Methoden. Bei der Real-Time TaqMan™ PCR konnte eine Linearität über 7 log-Stufen
demonstriert werden. Dies hatte den Vorteil, dass die Zellkulturproben vor der Quantifizierung der HIV-1 gag cDNA nicht verdünnt werden mussten. Im Gegensatz dazu war der Messbereich des HIV-p24 ELISAs sehr eng und erforderte in den meisten Fällen eine Verdünnung der Messproben. Bezüglich des Arbeitsaufwandes und der aufkommenden Kosten ergaben sich für die Quantifizierung der HIV-1 gag cDNA mittels der Real-Time TaqMan ™ und für die Quantifizierung des p24 mittels ELISA nahezu identische Werte. Der Verlauf der Werte an proviralen HIV-1 Transkripten ähnelt dem der HIV-1 gag cDNA Kinetik. Mittels der Quantifizierung der proviralen HIV-1 Kopien kann jedoch keine Aussage über die HIV-Replikation getroffen werden. Abschließend ist zu sagen, dass die Real-Time TaqMan™ PCR eine zuverlässige und sensitive Methode ist, eine HIV-1 Replikation von in vitro infizierten Zellen zu quantifizieren und den Replikationsverlauf zu beschreiben. Die Real-Time TaqMan™ PCR stellt eine alternative Methode zum HIV-p24 ELISA dar, um eine in vitro HIV-Replikation zu dokumentieren.
In der vorliegenden in vitro-Studie wurde der Einfluß von zwei Insertionstechniken auf die zervikale Randqualität von Klasse-II-Kompositrestaurationen unter Zuhilfenahme von Kunststoffmatrizen und Lichtkeilen untersucht. Als weiteren Versuchsparameter wählte man zur Adaptation des Füllungsmaterials neben herkömmlichen Metallinstrumenten zusätzlich modifizierte Biberschwanzpinsel.
Die Photodynamische Therapie (PDT) wird mittlerweile bei einer Vielzahl von Erkrankungen eingesetzt. Ziel dieser Dissertation war die nähere Untersuchung der Kinetik und der Wirkmechanismen der Photosensibilisatoren Methylenblau und disulfoniertem Aluminiumphthalocyanin. Zuerst klärten wir die Frage der Toxizität des Methylenblaus. Wir ermittelten dabei die für die nachfolgenden Versuche nötigen Dosen und Höchstdosen des Methylenblaus in Bezug auf die humane Keratozyten-Linie HaCat und periphere mononukleäre Zellen. Für disulfoniertes Aluminiumphthalocyanin stützten wir uns auf vorhandene Publikationen. Als Lichtquelle benützten wir die PDT Lampe der Firma Waldmann, die ein homogenes Lichtspektrum von 600 bis 700 nm erzeugt, so dass das Wirkungsmaximum aller gängigen Photosensibilisatoren abgedeckt ist. Ausserdem liefert diese Lampe eine gleichmässige Energiedichte über eine größere Fläche, die die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse gewährleistet.
In der Arbeit konnte gezeigt werden, dass es für die photodynamische Therapie mit Methylenblau und disulfoniertem Aluminiumphthalocyanin eine Dosis gibt mit der man sowohl Keratinozyten als auch Leukozyten in ihrer Proliferation hemmen kann, ohne eine zytotoxische Wirkung auszulösen. Für Keratinozyten ergab sich dabei ein Anstieg der Proliferationshemmung bei 5 µM Methylenblau und 2stündiger Inkubationszeit bei 200 J/cm², die Toxizität zeigte sich bei 5µM Methylenblau und 4stündiger Inkubationszeit und bereits bei 100 J/cm² maximal. Demgegenüber ergab sich bei stimulierten Leukozyten bereits bei 1µM Methylenblau und 2 Stunden Inkubationszeit ein starker proliferativer Effekt, bei 5µM Methylenblau und 2 Stunden Inkubationszeit zeigte sich dagegen ein deutliche Toxizität. Hierbei fand sich ab 0,5 J/cm² eine zunehmende Proliferationshemmung und Toxizität. Insgesamt war bei Keratinozyten die Differenz bzgl. antiproliferativer und zytotoxischer Dosis geringer als bei Leukozyten. Letztere zeigten sich dabei auch empfindlicher, besonders wenn man die Leukozyten zuvor stimulierte. Daraus ergibt sich ein Potential für den therapeutischen Einsatz der Photodynamischen Therapie bei entzündlichen Dermatosen.
Als mögliche Wege indirekt toxischer Wirkung wurde in der Folge die Stimulation des nukleären Transkriptionsfaktors NF-ΚB, die Bildung von Stickstoffmonoxid (NO) und der protektive Effekt von α-Liponsäure untersucht. Dass der nukleäre Transkriptionsfactor NF-ΚB durch Photodynamische Therapie mit Methylenblau aktiviert werden kann, ist bereits gezeigt worden, so dass wir diese Versuche nicht wiederholten. Die Photodynamische Therapie mit dem Photosensibilisator Methylenblau wirkt also sowohl direkt als auch indirekt toxisch. In unseren Versuchen beschränkten wir uns im weiteren auf die Wirkung des Photosensibilisators disulfoniertes Aluminiumphthalocyanin auf den nukleären Transkriptionsfaktor NF-ΚB. Mittels Gelelektrophorese konnten wir keine Aktivierung von NF-ΚB zeigen. Die Photodynamische Therapie mit dem Photosensibilisator disulfoniertem Aluminiumphthalocyanin wirkt also nur auf direkt toxischem Weg. Bezüglich der Stickstoffmonoxid-Bildung fand sich bei beiden Photosensibilisatoren in den von uns verwendeten Konzentrationen und Inkubabionszeiten kein Nitritnachweis. Auch bei α-Liponsäure ergab sich bei Keratinozyten weder ein pro- noch antiproliferativer Effekt und somt kein Anhalt auf eine indirekte toxische Wirkung.
Der klinische Einsatz der Photodynamischen Therapie erscheint vor dem Hintergrund der erarbeiteten Daten bei entzündlichen Dermatosen möglich, weil infiltrierende aktivierte Leukozyten sensibler gegenüber PDT sind als das umliegende Gewebe, wie hier beispielhaft für Keratinozyten gezeigt wurde.
Um die Rolle von potentiell schmerzauslösenden Substanzen bei der Entstehung von menschlichem Muskelschmerz und von muskulärer Hyperalgesie zu beurteilen, wurde bei dieser Arbeit das DOMS Muskelschmerzmodell und das hypertone NaCl Muskelschmerzmodell in Kombination mit der Mikrodialysetechnik verwendet. Dabei wurden bei 10 gesunden, untrainierten Probanden metabolische Änderungen im Glucosestoffwechsel (Glucose, Laktat) und Fettstoffwechsel (Glycerol), Änderung der Glutamat Freisetzung und Änderungen von inflammatorischen Mediatoren (PGE2, NO, Substanz P) in den schmerzhaften und in den Kontrollmuskeln untersucht. Studienbegleitend erfolgte zur Beurteilung der Effektivität der Übungen und des dabei entstandenen Muskelschadens die Bestimmung von Serum CK, Serum Laktat, des Muskelumfangs und der Muskeldruckschmerzschwelle (PPT). Die Probanden gaben regelmäßig die Schmerzintensität auf einer visuellen Analogskala (VAS) an. Die DOMS Muskelschmerzen wurden 24 Stunden vor dem Beginn der Mikrodialyse durch konzentrisch/ exzentrische Kontraktionen der Wadenmuskulatur im Verum Bein ausgelöst. Während der Mikrodialyse erfolgte die Schmerzstimulation der Wadenmuskulatur durch Plantar- und Dorsalflexion des Fußes. Die Schmerzauslösung beim hypertonen NaCl Modell geschah während der Mikrodialyse durch sequentielle Injektionen von hypertoner NaCl Lösung ( 5 ∗ 200 µl 5.8% NaCl Lösung in 2 Minuten Intervallen) in den Bizepsmuskel am Oberarm. Die Zuordnung der Behandlung (Verum vs. Kontrollmuskel) erfolgte jeweils nach dem Zufallsprinzip.
Direkt nach den DOMS Übungen kam es zu einem signifikanten Anstieg von Laktat im Serum, nach 24 Stunden zu einem signifikanten Ansteigen der CK Aktivität und einer Zunahme des Muskelumfangs. Mit beiden Modellen konnte zuverlässig ein Muskelschmerz erzeugt werden, wobei die Schmerzintensität bei wiederholter Stimulierung abnahm und dies im DOMS Modell stärker ausgeprägt war. Eine mechanische Hyperalgesie konnte nur an den Waden beobachtet werden, die dort aber beidseitig auftrat und damit eine Art „zentraler Übererregbarkeit“ vermuten lässt. Die Dialysatkonzentrationen von Glutamat, PGE2 und Substanz P zeigten aufgrund der Schmerzstimulation im DOMS Bein einen lokalen Anstieg (Glutamat 125 ± 20 µM [p=0.005], PGE2 239 ± 45 pg/ml, Substanz P 64 ± 11 pg/ml). Dabei traten im Kontrollbein keine signifikanten Änderungen auf. Während der Mikrodialyseperiode war die NO Konzentration im DOMS Bein signifikant geringer als im Kontrollbein (p = 0.02), zeigte dabei aber keine Beeinflussung durch die Schmerzstimulation. Gleichzeitig war dabei die Laktatkonzentration im DOMS Bein im Vergleich zum Kontrollbein erhöht. Die Glucose- und Glycerolkonzentrationen wiesen durch die Schmerzauslösung keine bedeutenden Veränderungen auf.
Im Bizepsmuskel kam es infolge der hypertonen NaCl Injektionen zu einem signifikanten Anstieg der Glutamat Konzentration im Dialysat (50 ± 3 µM, p = 0.003), wobei diese im Kontrollmuskel konstant blieb. Die Injektionen hatten aber keinen Einfluss auf die Werte von Glucose, Laktat, Glycerol, NO, PGE2, des Muskelumfangs und der PPT.
Möglicherweise ist ein inflammatorischer Prozess an den peripheren Mechanismen der Muskelschmerzentstehung beim DOMS Modell beteiligt. Die Injektion von hypertoner NaCl Lösung löst den Muskelschmerz vermutlich direkt durch die hohe extrazelluläre Natrium Konzentration aus, wobei es zu einer Depolarisation der Nozizeptormembran mit einer nachfolgenden Glutamat Freisetzung aus den aktivierten Nozizeptoren kommt. Die Vorteile dieses Modells sind die Wiederholbarkeit und die kurze Dauer des Muskelschmerzes. Die dem ausgelösten Schmerz zugrundeliegenden Mechanismen ähneln jedoch nicht den Mechanismen die dem klinischen Muskelschmerz zugrunde liegen. Deshalb könnte es sein, dass die Bedeutungen der Ergebnisse aus diesem Modell relativ beschränkt sind und die Nützlichkeit insbesondere für pharmakologische Studien damit auch eingeschränkt ist.
Der Neurotransmitter Glutamat ist an den peripheren Mechanismen der Muskelschmerzentstehung beteiligt, da die Glutamat Freisetzung direkt mit dem Muskelschmerz beim DOMS Modell und beim Hypertonen NaCl Modell assoziiert war. Die beim DOMS Modell erhöhten Konzentrationen von Laktat, PGE2, sowie die Änderungen von Substanz P und die erniedrigten NO Konzentrationen könnten auch zu der Entstehung von Muskelschmerz beitragen.
Der beobachtete Rückgang der Schmerzintensität bei wiederholter Stimulierung lässt auf eine Art „Gewöhnung“ schließen, die bei Anwendung des DOMS Modells für pharmakologische Untersuchungen einen Nachteil darstellen könnte.
Ziel: Anliegen des Kooperationsprojektes der Klinik für Nephrologie und der Klinik für Psychosomatische Medizin und Psychotherapie ist die internistische und eine umfassende psychologische Untersuchung von152 Lebendnierenspendern, die ihre Niere zwischen 1973 und 2001 in der Universitätsklinik Frankfurt am Main spendeten. Im Rahmen dieser Studie werden aus der oben genannten Arbeitsgruppe heraus, mehrere Arbeiten und Publikationen entstehen. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung der 152 Frankfurter Lebendnierenspender in Bezug auf psychosomatische und psychosoziale Aspekte des Erlebens und der Verarbeitung der Lebendnierentransplantation und ihrer Folgen. In der bisherigen empirischen Forschung zu psychischen und psychosomatischen Folgen einer Lebendnierentransplantation wurden beim Spender eher wenige und wenn, dann im Ausmaß begrenzte psychische Komplikationen berichtet. In der Regel sind die psychische Verarbeitung sowie die psycho-sozialen Auswirkungen einer Lebendnierentransplantation insgesamt positiv zu bewerten.
Methode: N= 152 Lebendnierenspender werden internistisch und psychologisch untersucht. Die psychologische Untersuchung verwendet ein breites Spektrum von Erhebungsmethoden. Neben vier standardisierten testpsychologischen Fragebögen wird ein semistrukturiertes ca. einstündiges Interview mit den Spendern geführt. Die vorliegende Arbeit befasst sich gesondert mit dem halbstrukturierten Interview. Die Erlebnisberichte der Spender werden mittels eines eigens erstellten Kategoriensystems ausgewertet.
Ergebnisse: Abschluss der Datenerhebung der vorliegenden Arbeit ist der 15. Februar 2002. Sieben Spender verstarben vor Beginn der Studie, jedoch nicht an den Folgen der Einnierigkeit.Drei Spender waren nicht auffindbar. 19 Spender wurden wegen Wohnsitz im Ausland und/oder Mangel an deutschen Sprachkenntnissen vom psychologischen Interview ausgeschlossen. Von den 123 in Frage kommenden Untersuchungsteilnehmern haben wir mit 100 Spendern Interviews führen können, was einer vergleichsweise hohen Rücklaufquote von 81,3% entspricht. Die meisten Spender trafen ihre Entscheidung sofort (84%) und bereuten ihre Spende im Nachhinein nicht.
Nahezu alle Spender (97%) würden die Entscheidung ihre Niere spenden zu wollen heute wieder treffen. Die meisten Spender bewerten die Spende als ein positives Ereignis vergleichbar mit einer Lebensrettung oder einer Geburt. Einige Spender berichten durch die Spende eine Steigerung ihres Selbstwertgefühls und Selbstbewusstseins erfahren zu haben. 75% der Spender schildern durch die Spende keine Veränderung in der Beziehung zu dem Empfänger erlebt zu haben, bei 23% habe sich die Beziehung verbessert. 3% geben an, die Beziehung zu bestimmten Familienmitgliedern sei nach der Spende schlechter geworden. 3% der Spender bereuen gespendet zu haben. 8% empfanden Druck im Entscheidungsprozess. 5% hatten starke Angst vor der Operation oder dem Leben mit einer Niere. Insgesamt 6% der Spender berichten über langfristige psychische Komplikationen (Verdacht auf: 2% Anpassungsstörung, 2% Angststörung, 1% Depression, 1% Burnout). 11% wünschen sich eine professionelle psychologische Vor- und/oder Nachbetreuung.
Diskussion: Die Ergebnisse der Untersuchung weisen insgesamt auf eine langfristig positive psychische Verarbeitung, sowie auf positive psychosoziale Auswirkungen einer Lebendnierentransplantation hin. Es gibt eine inhomogene Subgruppe mit kleiner Personenanzahl, die negative Erfahrungen mit der Lebendnierenspende machte. Dieser wird gesondert Beachtung geschenkt und die Bereitstellung von adäquaten Beratungs- und Hilfsangeboten diskutiert.
The majority of bacterial membrane-bound NiFe-hydrogenases and formate dehydrogenases have homologous membrane-integral cytochrome b subunits. The prototypic NiFe-hydrogenase of Wolinella succinogenes (HydABC complex) catalyzes H2 oxidation by menaquinone during anaerobic respiration and contains a membrane-integral cytochrome b subunit (HydC) that carries the menaquinone reduction site. Using the crystal structure of the homologous FdnI subunit of Escherichia coli formate dehydrogenase-N as a model, the HydC protein was modified to examine residues thought to be involved in menaquinone binding. Variant HydABC complexes were produced in W. succinogenes, and several conserved HydC residues were identified that are essential for growth with H2 as electron donor and for quinone reduction by H2. Modification of HydC with a C-terminal Strep-tag II enabled one-step purification of the HydABC complex by Strep-Tactin affinity chromatography. The tagged HydC, separated from HydAB by isoelectric focusing, was shown to contain 1.9 mol of heme b/mol of HydC demonstrating that HydC ligates both heme b groups. The four histidine residues predicted as axial heme b ligands were individually replaced by alanine in Strep-tagged HydC. Replacement of either histidine ligand of the heme b group proximal to HydAB led to HydABC preparations that contained only one heme b group. This remaining heme b could be completely reduced by quinone supporting the view that the menaquinone reduction site is located near the distal heme b group. The results indicate that both heme b groups are involved in electron transport and that the architecture of the menaquinone reduction site near the cytoplasmic side of the membrane is similar to that proposed for E. coli FdnI.
In Archaea, bacteria, and eukarya, ATP provides metabolic energy for energy-dependent processes. It is synthesized by enzymes known as A-type or F-type ATP synthase, which are the smallest rotatory engines in nature (Yoshida, M., Muneyuki, E., and Hisabori, T. (2001) Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2, 669-677; Imamura, H., Nakano, M., Noji, H., Muneyuki, E., Ohkuma, S., Yoshida, M., and Yokoyama, K. (2003) Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 100, 2312-2315). Here, we report the first projected structure of an intact A(1)A(0) ATP synthase from Methanococcus jannaschii as determined by electron microscopy and single particle analysis at a resolution of 1.8 nm. The enzyme with an overall length of 25.9 nm is organized in an A(1) headpiece (9.4 x 11.5 nm) and a membrane domain, A(0) (6.4 x 10.6 nm), which are linked by a central stalk with a length of approximately 8 nm. A part of the central stalk is surrounded by a horizontal-situated rodlike structure ("collar"), which interacts with a peripheral stalk extending from the A(0) domain up to the top of the A(1) portion, and a second structure connecting the collar structure with A(1). Superposition of the three-dimensional reconstruction and the solution structure of the A(1) complex from Methanosarcina mazei Gö1 have allowed the projections to be interpreted as the A(1) headpiece, a central and the peripheral stalk, and the integral A(0) domain. Finally, the structural organization of the A(1)A(0) complex is discussed in terms of the structural relationship to the related motors, F(1)F(0) ATP synthase and V(1)V(0) ATPases.
The signal transducer and activator of transcription (Stat) gene family comprises seven members with similarities in their domain structure and a common mode of activation. Members of this gene family mediate interferon induction of gene transcription and the response to a large number of growth factors and hormones. Extracellular ligand binding to transmembrane receptors causes the intracellular activation of associated tyrosine kinases, phosphorylation of Stat molecules, dimerization, and translocation to the nucleus. Prolactin-induced phosphorylation of Stat5 is a key event in the development and differentiation of mammary epithelial cells. In addition to the crucial phosphorylation at tyrosine 694, we have identified an O-linked N-acetylglucosamine (O-GlcNAc) as another secondary modification essential for the transcriptional induction by Stat5. This modification was only found on nuclear Stat5 after cytokine activation. Similar observations were made with Stat1, Stat3, and Stat6. Glycosylation of Stat5, however, does not seem to be a prerequisite for nuclear translocation. Mass spectrometric analysis revealed a glycosylated peptide in the N-terminal region of Stat5. Replacement of threonine 92 by an alanine residue (Stat5a-T92A) strongly reduced the prolactin induction of Stat5a glycosylation and abolished transactivation of a target gene promoter. Only the glycosylated form of Stat5 was able to bind the coactivator of transcription CBP, an essential interaction for Stat5-mediated gene transcription.
Respiratory chain complex I contains 8-9 iron-sulfur clusters. In several cases, the assignment of these clusters to subunits and binding motifs is still ambiguous. To test the proposed ligation of the tetranuclear iron-sulfur cluster N5 of respiratory chain complex I, we replaced the conserved histidine 129 in the 75-kDa subunit from Yarrowia lipolytica with alanine. In the mutant strain, reduced amounts of fully assembled but destabilized complex I could be detected. Deamino-NADH: ubiquinone oxidoreductase activity was abolished completely by the mutation. However, EPR spectroscopic analysis of mutant complex I exhibited an unchanged cluster N5 signal, excluding histidine 129 as a cluster N5 ligand.
Stable supercomplexes of bacterial respiratory chain complexes III (ubiquinol:cytochrome c oxidoreductase) and IV (cytochrome c oxidase) have been isolated as early as 1985 (Berry, E. A., and Trumpower, B. L. (1985) J. Biol. Chem. 260, 2458-2467). However, these assemblies did not comprise complex I (NADH:ubiquinone oxidoreductase). Using the mild detergent digitonin for solubilization of Paracoccus denitrificans membranes we could isolate NADH oxidase, assembled from complexes I, III, and IV in a 1:4:4 stoichiometry. This is the first chromatographic isolation of a complete “respirasome.” Inactivation of the gene for tightly bound cytochrome c552 did not prevent formation of this supercomplex, indicating that this electron carrier protein is not essential for structurally linking complexes III and IV. Complex I activity was also found in the membranes of mutant strains lacking complexes III or IV. However, no assembled complex I but only dissociated subunits were observed following the same protocols used for electrophoretic separation or chromatographic isolation of the supercomplex from the wild-type strain. This indicates that the P. denitrificans complex I is stabilized by assembly into the NADH oxidase supercomplex. In addition to substrate channeling, structural stabilization of a membrane protein complex thus appears as one of the major functions of respiratory chain supercomplexes.
Arsenic trioxide is a toxic metalloid and carcinogen that is also used as an anticancer drug, and for this reason it is important to identify the routes of arsenite uptake by cells. In this study the ability of hexose transporters to facilitate arsenic trioxide uptake in Saccharomyces cerevisiae was examined. In the absence of glucose, strains with disruption of the arsenite efflux gene ACR3 accumulated high levels of (73)As(OH)(3). The addition of glucose inhibited uptake by approximately 80%. Disruption of FPS1, the aquaglyceroporin gene, reduced glucose-independent uptake by only about 25%, and the residual uptake was nearly completely inhibited by hexoses, including glucose, galactose, mannose, and fructose but not pentoses or disaccharides. A strain lacking FPS1, ACR3, and all genes for hexose permeases except for HXT3, HXT6, HXT7, and GAL2 exhibited hexose-inhibitable (73)As(OH)(3) uptake, whereas a strain lacking all 18 hexose transport-related genes (HXT1 to HXT17 and GAL2), FPS1 and ACR3, exhibited <10% of wild type (73)As(OH)(3) transport. When HXT1, HXT3, HXT4, HXT5, HXT7, or HXT9 was individually expressed in that strain, hexose-inhibitable (73)As(OH)(3) uptake was restored. In addition, the transport of [(14)C]glucose was inhibited by As(OH)(3). These results clearly demonstrate that hexose permeases catalyze the majority of the transport of the trivalent metalloid arsenic trioxide.
Structural and functional characterization of the dimerization region of soluble guanylyl cyclase
(2004)
Soluble guanylyl cyclase (sGC) is a ubiquitous enzyme that functions as a receptor for nitric oxide. Despite the obligate heterodimeric nature of sGC, the sequence segments mediating subunit association have remained elusive. Our initial screening for relevant interaction site(s) in the most common sGC isoenzyme, α1 β1, identified two regions in each subunit, i.e. the regulatory domains and the central regions, contributing to heterodimer formation. To map the relevant segments in the β1 subunit precisely, we constructed multiple N- and C-terminal deletion variants and cotransfected them with full-length α1 in COS cells. Immunoprecipitation revealed that a sequence segment spanning positions 204–408 mediates binding of β1 to α1 The same region of β1[204–408] was found to promote β /β1 homodimerization. Fusion of [204 β1–408] to enhanced green fluorescent protein conferred binding activity to the recipient protein. Coexpression of β1[204–408] with α1 or β1 targeted the sGC subunits for proteasomal degradation, suggesting that β1[204–408] forms structurally deficient complexes with α1 and β1. Analysis of deletion constructs lacking portions of the β1 dimerization region identified two distinct segments contributing to α1 binding, i.e. an N-terminal site covering positions 204–244 and a C-terminal site at 379–408. Both sites are crucial for sGC function because deletion of either site rendered sGC dimerization-deficient and thus functionally inactive. We conclude that the dimerization region of β1 extends over 205 residues of its regulatory and central domains and that two discontinuous sites of 41 and 30 residues, respectively, facilitate binding of β1 to the α1 subunit of sGC.
Nitric oxide (NO)-sensitive soluble guanylyl cyclase (sGC) is the major cytosolic receptor for NO, catalyzing the conversion of GTP to cGMP. In a search for proteins specifically interacting with human sGC, we have identified the multidomain protein AGAP1, the prototype of an ArfGAP protein with a GTPase-like domain, Ankyrin repeats, and a pleckstrin homology domain. AGAP1 binds through its carboxyl terminal portion to both the α1 and β1 subunits of sGC. We demonstrate that AGAP1 mRNA and protein are co-expressed with sGC in human, murine, and rat cells and tissues and that the two proteins interact in vitro and in vivo. We also show that AGAP1 is prone to tyrosine phosphorylation by Src-like kinases and that tyrosine phosphorylation potently increases the interaction between AGAP1 and sGC, indicating that complex formation is modulated by reversible phosphorylation. Our findings may hint to a potential role of AGAP1 in integrating signals from Arf, NO/cGMP, and tyrosine kinase signaling pathways.
Nitric oxide (NO) represents a short lived mediator that pivotally drives keratinocyte movements during cutaneous wound healing. In this study, we have identified p68 DEAD box RNA helicase (p68) from an NO-induced differential keratinocyte cDNA library. Subsequently, we have analyzed regulation of p68 by wound-associated mediators in human and murine keratinocytes. NO, serum, growth factors, and pro-inflammatory cytokines were potent inducers of p68 expression in the cells. p68 was constitutively expressed in the epithelial compartment of murine skin. Upon injury, we found a transient down-regulation of overall p68 protein in wound tissue. However, p68 did not completely disappear during early wound repair, as we found an expression of p68 protein in isolated wound margin tissue 24 h after wounding. Moreover, immunohistochemistry and cell fractionation analysis revealed a restricted localization of p68 in keratinocyte nuclei of the developing epithelium. Accordingly, cultured keratinocytes also showed a nuclear localization of the helicase. Moreover, confocal microscopy revealed a strong localization of p68 protein within the nucleoli of the cells. Functional analyses demonstrated that p68 strongly participated in keratinocyte proliferation and gene expression. Keratinocytes that constitutively overexpressed p68 protein were characterized by a marked increase in serum-induced proliferation and vascular endothelial growth factor expression, whereas down-regulation of endogenous p68 using small interfering RNA markedly attenuated serum-induced proliferation and vascular endothelial growth factor expression. Altogether, our results suggest a tightly controlled expression and nucleolar localization of p68 in keratinocytes in vitro and during skin repair in vivo that functionally contributes to keratinocyte proliferation and gene expression.
The MAM (meprin/A5-protein/PTPmu) domain is present in numerous proteins with diverse functions. PTPμ belongs to the MAM-containing subclass of protein-tyrosine phosphatases (PTP) able to promote cell-to-cell adhesion. Here we provide experimental evidence that the MAM domain is a homophilic binding site of PTPμ. We demonstrate that the MAM domain forms oligomers in solution and binds to the PTPμ ectodomain at the cell surface. The presence of two disulfide bridges in the MAM molecule was evidenced and their integrity was found to be essential for MAM homophilic interaction. Our data also indicate that PTPμ ectodomain forms oligomers and mediates the cellular adhesion, even in the absence of MAM domain homophilic binding. Reciprocally, MAM is able to interact homophilically in the absence of ectodomain trans binding. The MAM domain therefore contains independent cis and trans interaction sites and we predict that its main role is to promote lateral dimerization of PTPμ at the cell surface. This finding contributes to the understanding of the signal transduction mechanism in MAM-containing PTPs.
Supersilylated tetrachlorodigermane (tBu3Si)Cl2GeGeCl2(SitBu3) and trigermoxetane (tBu3Si)3Ge3Cl3O
(2004)
In contrast to the tetrachlorodigermane (tBu3Si)Cl2Ge-GeCl2(SitBu3), the cis,transcyclotrigermane (tBu3SiGeCl)3 is sensitive to oxygen. Its treatment with O2 at ambient temperature leads to the trigermoxetane (tBu3Si)3Ge3Cl3O. According to an X-ray structure analysis of single crystals consisting of cocrystallized (tBu3Si)3Ge3Cl3O and (tBu3Si)Cl2Ge-GeCl2(SitBu3) the trigermaoxetane contains an almost planar Ge3O-ring while the tetrachlorodigermane (tBu3Si)Cl2Ge- GeCl2(SitBu3) possesses a Si-Ge-Ge-Si chain which is exactly all trans,
The major light-harvesting complex (LHC-II) of higher plants plays a crucial role in capturing light energy for photosynthesis and in regulating the flow of energy within the photosynthetic apparatus. Native LHC-II isolated from plant tissue consists of three isoforms, Lhcb1, Lhcb2, and Lhcb3, which form homo- and heterotrimers. All three isoforms are highly conserved among different species, suggesting distinct functional roles. We produced the three LHC-II isoforms by heterologous expression of the polypeptide in Escherichia coli and in vitro refolding with purified pigments. Although Lhcb1 and Lhcb2 are very similar in polypeptide sequence and pigment content, Lhcb3 is clearly different because it lacks an N-terminal phosphorylation site and has a higher chlorophyll a/b ratio, suggesting the absence of one chlorophyll b. Low temperature absorption and fluorescence emission spectra of the pure isoforms revealed small but significant differences in pigment organization. The oligomeric state of the pure isoforms and of their permutations was investigated by native gel electrophoresis, sucrose density gradient centrifugation, and SDS-PAGE. Lhcb1 and Lhcb2 formed trimeric complexes by themselves and with one another, but Lhcb3 was able to do so only in combination with one or both of the other isoforms. We conclude that the main role of Lhcb1 and Lhcb2 is in the adaptation of photosynthesis to different light regimes. The most likely role of Lhcb3 is as an intermediary in light energy transfer from the main Lhcb1/Lhcb2 antenna to the photosystem II core.
The transporter associated with antigen processing (TAP1/2) translocates cytosolic peptides of proteasomal degradation into the endoplasmic reticulum (ER) lumen. A peptide-loading complex of tapasin, major histocompatibility complex class I, and several auxiliary factors is assembled at the transporter to optimize antigen display to cytotoxic T-lymphocytes at the cell surface. The heterodimeric TAP complex has unique N-terminal domains in addition to a 6 + 6-transmembrane segment core common to most ABC transporters. Here we provide direct evidence that this core TAP complex is sufficient for (i) ER targeting, (ii) heterodimeric assembly within the ER membrane, (iii) peptide binding, (iv) peptide transport, and (v) specific inhibition by the herpes simplex virus protein ICP47 and the human cytomegalovirus protein US6. We show for the first time that the translocation pore of the transporter is composed of the predicted TM-(5-10) of TAP1 and TM-(4-9) of TAP2. Moreover, we demonstrate that the N-terminal domains of TAP1 and TAP2 are essential for recruitment of tapasin, consequently mediating assembly of the macromolecular peptide-loading complex.
The purification and functional reconstitution of a five-component oligopeptide ATP-binding cassette transporter with a remarkably wide substrate specificity are described. High-affinity peptide uptake was dependent on liganded substrate-binding protein OppA, which interacts with the translocator OppBCDF with higher affinity than unliganded OppA. Transport screening with combinatorial peptide libraries revealed that (i) the Opp transporter is not selective with respect to amino acid side chains of the transported peptides; (ii) any peptide that can bind to OppA is transported via Opp, including very long peptides up to 35 residues long; and (iii) the binding specificity of OppA largely determines the overall transport selectivity.
The mode of the antitumoral activity of multimutated oncolytic herpes simplex virus type 1 G207 has not been fully elucidated yet. Because the antitumoral activity of many drugs involves the inhibition of tumor blood vessel formation, we determined if G207 had an influence on angiogenesis. Monolayers of human umbilical vein endothelial cells and human dermal microvascular endothelial cells, but not human dermal fibroblasts, bronchial epithelial cells, and retinal glial cells, were highly sensitive to the replicative and cytotoxic effects of G207. Moreover, G207 infection caused the destruction of endothelial cell tubes in vitro. In the in vivo Matrigel plug assay in mice, G207 suppressed the formation of perfused vessels. Intratumoral treatment of established human rhabdomyosarcoma xenografts with G207 led to the destruction of tumor vessels and tumor regression. Ultrastructural investigations revealed the presence of viral particles in both tumor and endothelial cells of G207-treated xenografts, but not in adjacent normal tissues. These findings show that G207 may suppress tumor growth, in part, due to inhibition of angiogenesis.
We study issues of duality in 3D field theory models over a canonical noncommutative spacetime and obtain the noncommutative extension of the self-dual model induced by the Seiberg–Witten map. We apply the dual projection technique to uncover some properties of the noncommutative Maxwell–Chern–Simons theory up to first-order in the noncommutative parameter. A duality between this theory and a model similar to the ordinary self-dual model is established. The correspondence of the basic fields is obtained and the equivalence of algebras and equations of motion are directly verified. We also comment on previous results in this subject.
We perform a study of the possible existence of hybrid stars with color superconducting quark cores using a specific hadronic model in a combination with an NJL-type quark model. It is shown that the constituent mass of the non-strange quarks in vacuum is a very important parameter that controls the beginning of the hadron–quark phase transition. At relatively small values of the mass, the first quark phase that appears is the two-flavor color superconducting (2SC) phase which, at larger densities, is replaced by the color-flavor locked (CFL) phase. At large values of the mass, on the other hand, the phase transition goes from the hadronic phase directly into the CFL phase avoiding the 2SC phase. It appears, however, that the only stable hybrid stars obtained are those with the 2SC quark cores.
The production of strange pentaquark states (e.g., Theta baryons and Ξ−− states) in hadronic interactions within a Gribov–Regge approach is explored. In this approach the Θ+(1540) and the Ξ are produced by disintegration of remnants formed by the exchange of pomerons between the two protons. We predict the rapidity and transverse momentum distributions as well as the 4π multiplicity of the Θ+, Ξ−−, Ξ−, Ξ0 and Ξ+ for s=17 GeV (SPS) and 200 GeV (RHIC). For both energies more than 10−3 Θ+ and more than 10−5 Ξ per pp event should be observed by the present experiments.
The ubiquitin (Ub) ligase Cbl plays a critical role in attenuation of receptor tyrosine kinase (RTK) signaling by inducing ubiquitination of RTKs and promoting their sorting for endosomal degradation. Herein, we describe the identification of two novel Cbl-interacting proteins, p70 and Clip4 (recently assigned the names Sts-1 and Sts-2, respectively), that inhibit endocytosis of epidermal growth factor receptor (EGFR) and platelet-derived growth factor receptor. Sts-1 and Sts-2 contain SH3 domains that interacted with Cbl, Ub-associated domains, which bound directly to mono-Ub or to the EGFR/Ub chimera as well as phosphoglycerate mutase domains that mediated oligomerization of Sts-1/2. Ligand-induced recruitment of Sts-1/Sts-2 into activated EGFR complexes led to inhibition of receptor internalization, reduction in the number of EGFR-containing endocytic vesicles, and subsequent block of receptor degradation followed by prolonged activation of mitogenic signaling pathways. On the other hand, interference with Sts-1/Sts-2 functions diminished ligand-induced receptor degradation, cell proliferation, and oncogenic transformation in cultured fibroblasts. We suggest that Sts-1 and Sts-2 represent a novel class of Ub-binding proteins that regulate RTK endocytosis and control growth factor-induced cellular functions.
Alix/AIP1 is an adaptor protein involved in regulating the function of receptor and cytoskeleton-associated tyrosine kinases. Here, we investigated its interaction with and regulation by Src. Tyr319 of Alix bound the isolated Src homology-2 (SH2) domain and was necessary for interaction with intact Src. A proline-rich region in the C terminus of Alix bound the Src SH3 domain, but this interaction was dependent on the release of the Src SH2 domain from its Src internal ligand either by interaction with Alix Tyr319 or by mutation of Src Tyr527. Src phosphorylated Alix at a C-terminal region rich in tyrosines, an activity that was stimulated by the presence of the Alix binding partner SETA/CIN85. Phosphorylation of Alix by Src caused it to translocate from the membrane and cytoskeleton to the cytoplasm and reduced its interaction with binding partners SETA/CIN85, epidermal growth factor receptor, and Pyk2. As a consequence of this, Src antagonized the negative regulation of receptor tyrosine kinase internalization and cell adhesion by Alix. We propose a model whereby Src antagonizes the effects of Alix by phosphorylation of its C terminus, leading to the disruption of interactions with target proteins.
We propose a method to experimentally study the equation of state of strongly interacting matter created at the early stage of nucleus–nucleus collisions. The method exploits the relation between relative entropy and energy fluctuations and equation of state. As a measurable quantity, the ratio of properly filtered multiplicity to energy fluctuations is proposed. Within a statistical approach to the early stage of nucleus–nucleus collisions, the fluctuation ratio manifests a non-monotonic collision energy dependence with a maximum in the domain where the onset of deconfinement occurs.
Modifications of the gyromagnetic moment of electrons and muons due to a minimal length scale combined with a modified fundamental scale Mf are explored. First-order deviations from the theoretical SM value for g−2 due to these string theory-motivated effects are derived. Constraints for the fundamental scale Mf are given.
We suggest that the fluctuations of strange hadron multiplicity could be sensitive to the equation of state and microscopic structure of strongly interacting matter created at the early stage of high energy nucleus–nucleus collisions. They may serve as an important tool in the study of the deconfinement phase transition. We predict, within the statistical model of the early stage, that the ratio of properly filtered fluctuations of strange to non-strange hadron multiplicities should have a non-monotonic energy dependence with a minimum in the mixed phase region.
We point out that during the supernova II type explosion the thermodynamical conditions of stellar matter between the protoneutron star and the shock front correspond to the nuclear liquid–gas coexistence region, which can be investigated in nuclear multifragmentation reactions. We have demonstrated, that neutron-rich hot heavy nuclei can be produced in this region. The production of these nuclei may influence dynamics of the explosion and contribute to the synthesis of heavy elements.
Phosphorylation of the sarcoplasmic reticulum Ca(2+)-ATPase (SERCA1a) was studied with time-resolved Fourier transform infrared spectroscopy. ATP and ATP analogs (ITP, 2'- and 3'-dATP) were used to study the effect of the adenine ring and the ribose hydroxyl groups on ATPase phosphorylation. All modifications of ATP altered conformational changes and phosphorylation kinetics. The differences compared with ATP increased in the following order: 3'-dATP > ITP > 2'-dATP. Enzyme phosphorylation with ITP results in larger absorbance changes in the amide I region, indicating larger conformational changes of the Ca(2+)-ATPase. The respective absorbance changes obtained with 3'-dATP are significantly different from the others with different band positions and amplitudes in the amide I region, indicating different conformational changes of the protein backbone. ATPase phosphorylation with 3'-dATP is also much ( approximately 30 times) slower than with ATP. Our results indicate that modifications to functional groups of ATP (the ribose 2'- and 3'-OH and the amino group in the adenine ring) affect gamma-phosphate transfer to the phosphorylation site of the Ca(2+)-ATPase by changing the extent of conformational change and the phosphorylation rate. ADP binding to the ADP-sensitive phosphoenzyme (Ca(2)E1P) stabilizes the closed conformation of Ca(2)E1P.
We have studied the ubiquinone-reducing catalytic core of NADH:ubiquinone oxidoreductase (complex I) from Yarrowia lipolytica by a series of point mutations replacing conserved histidines and arginines in the 49-kDa subunit. Our results show that histidine 226 and arginine 141 probably do not ligate iron-sulfur cluster N2 but that exchanging these residues specifically influences the properties of this redox center. Histidines 91 and 95 were found to be essential for ubiquinone reductase activity of complex I. Mutations at the C-terminal arginine 466 affected ubiquinone affinity and inhibitor sensitivity but also destabilized complex I. These results provide further support for a high degree of structural conservation between the 49-kDa subunit of complex I and its ancestor, the large subunit of water-soluble [NiFe] hydrogenases. In several mutations of histidine 226, arginine 141, and arginine 466 the characteristic EPR signatures of iron-sulfur cluster N2 became undetectable, but specific, inhibitor-sensitive ubiquinone reductase activity was only moderately reduced. As we could not find spectroscopic indications for a modified cluster N2, we concluded that these complex I mutants were lacking most of this redox center but were still capable of catalyzing inhibitor-resistant ubiquinone reduction at near normal rates. We discuss that this at first surprising scenario may be explained by electron transfer theory; after removal of a single redox center in a chain, electron transfer rates are predicted to be still much faster than steady-state turnover of complex I. Our results question some of the central mechanistic functions that have been put forward for iron-sulfur cluster N2.
P-O bond destabilization accelerates phosphoenzyme hydrolysis of sarcoplasmic reticulum Ca2+-ATPase
(2004)
The phosphate group of the ADP-insensitive phosphoenzyme (E2-P) of sarcoplasmic reticulum Ca2+-ATPase (SERCA1a) was studied with infrared spectroscopy to understand the high hydrolysis rate of E2-P. By monitoring an autocatalyzed isotope exchange reaction, three stretching vibrations of the transiently bound phosphate group were selectively observed against a background of 50,000 protein vibrations. They were found at 1194, 1137, and 1115 cm–1. This information was evaluated using the bond valence model and empirical correlations. Compared with the model compound acetyl phosphate, structure and charge distribution of the E2-P aspartyl phosphate resemble somewhat the transition state in a dissociative phosphate transfer reaction; the aspartyl phosphate of E2-P has 0.02 Å shorter terminal P–O bonds and a 0.09 Å longer bridging P–O bond that is ∼20% weaker, the angle between the terminal P–O bonds is wider, and –0.2 formal charges are shifted from the phosphate group to the aspartyl moiety. The weaker bridging P–O bond of E2-P accounts for a 1011–1015-fold hydrolysis rate enhancement, implying that P–O bond destabilization facilitates phosphoenzyme hydrolysis. P–O bond destabilization is caused by a shift of noncovalent interactions from the phosphate oxygens to the aspartyl oxygens. We suggest that the relative positioning of Mg2+ and Lys684 between phosphate and aspartyl oxygens controls the hydrolysis rate of the ATPase phosphoenzymes and related phosphoproteins.
The transporter associated with antigen processing (TAP) is a key component of the cellular immune system. As a member of the ATP-binding cassette (ABC) superfamily, TAP hydrolyzes ATP to energize the transport of peptides from the cytosol into the lumen of the endoplasmic reticulum. TAP is composed of TAP1 and TAP2, each containing a transmembrane domain and a nucleotide-binding domain (NBD). Here we investigated the role of the ABC signature motif (C-loop) on the functional non-equivalence of the NBDs, which contain a canonical C-loop (LSGGQ) for TAP1 and a degenerate C-loop (LAAGQ) for TAP2. Mutation of the leucine or glycine (LSGGQ) in TAP1 fully abolished peptide transport. However, TAP complexes with equivalent mutations in TAP2 still showed residual peptide transport activity. To elucidate the origin of the asymmetry of the NBDs of TAP, we further examined TAP complexes with exchanged C-loops. Strikingly, the chimera with two canonical C-loops showed the highest transport rate whereas the chimera with two degenerate C-loops had the lowest transport rate, demonstrating that the ABC signature motifs control peptide transport efficiency. All single site mutants and chimeras showed similar activities in peptide or ATP binding, implying that these mutations affect the ATPase activity of TAP. In addition, these results prove that the serine of the C-loop is not essential for TAP function but rather coordinates, together with other residues of the C-loop, the ATP hydrolysis in both nucleotide-binding sites.
his Erratum replaces incorrect plots shown in Fig. 7 with the corrected ones. In the publication, the NA57 [1] ratios of Ξ− and Ξ¯¯¯¯+ to the number of wounded nucleons at ⟨NW⟩=349 by mistake were plotted at the wrong values. The ratios were calculated and plotted by mistake using ⟨NW⟩=249.
The correct normalization does not change the conclusions of the paper. The correctly normalized results are presented in Fig. 7.
Die Auswertung des IAB-Betriebspanels sowohl in den thematischen Kurzreports als auch dem vorliegenden Endbericht brachte eine Fülle fundierter Informationen und Einsichten in das wirtschaftliche Gefüge, die Beschäftigtenstruktur und Beschäftigungsentwicklung der rheinland-pfälzischen Betriebe sowie die betrieblichen Flexibilisierungsstrategien. Insgesamt zeichnen die Daten des IAB-Betriebspanels und die daraus ableitbaren Erkenntnisse ein differenziertes Bild und bilden eine gute Entscheidungsgrundlage sowohl für die verschiedenen regionalen arbeitsmarktpolitischen Akteure als auch die Unternehmen selbst. Vor dem Hintergrund der aktuellen Wirtschaftslage kommt es nun darauf an, geeignete Maßnahmen und Initiativen zu entwickeln und zu implementieren, um gesellschaftlich unerwünschte Entwicklungen zu minimieren und bislang ungenutzte Potenziale sinnvoll zu nutzen. Diesbezüglich sind die verschiedenen Flexibilisierungsstrategien sowie die Erhöhung der Ausbildungsbeteiligung zu nennen.
Die Ausbildungssituation in Hessen spiegelt deutlich die angespannte Lage auf dem Arbeitsmarkt wider. Zum zweiten Mal in Folge ist der Bedarf an Arbeitskräften, wie er von den befragten Unternehmen geäußert worden ist, binnen Jahresfrist stark zurückgegangen. Insofern kann es nicht verwundern, dass auch die Zahl der im Jahr 2003 neu abgeschlossenen Ausbildungsverträge erneut rückläufig ist. Nach wie vor existiert ein hohes ungenutztes Ausbildungspotenzial. Insbesondere der Sektor Dienstleistungen für Unternehmen sowie das Baugewerbe bilden, gemessen an ihren Möglichkeiten, wenig aus. Andere Größen zeigen allenfalls verhaltene Zeichen der Erholung.
Sowohl die Zahl der Auszubildenden als auch die Ausbildungsquoten sind gegenüber 2002 kaum gestiegen. Allerdings haben sich die Übernahme- quoten, die 2002 eingebrochen waren, wieder erholt. Vor allem der Bereich Sonstige Dienstleistungen weist gegenüber 2002 einen Anstieg der Übernahmequo- ten auf. Gleichwohl werdendamit lediglich zwei Drittel derjenigen Per- sonen, die eine Ausbildung erfolgreich abge- schlossen haben, von ihrem Betrieb übernommen. Dieser Umstand ist für die Zukunftsaussichten der eine Ausbildung anstrebenden Personen von immenser Bedeutung. Gleich- zeitig ist zu bedenken, dass sich der vorhandene Arbeitskräftebedarf mehrheitlich an höher qualifizierte Arbeitskräfte richtet. Die im Jahr 2002 festgestellte Benachteiligung von Frauen hinsichtlich der Übernahme nach einer erfolgreichen Ausbil- dung, konnte bei der Befragung 2003 nicht mehr bestätigt werden.Frauen schlossen häufiger als ihre männlichen Kollegen eine Ausbildung erfolg reich ab und wurden bei erfolgreichem Abschluss etwas öfter vom ausbildenden Betrieb übernom- men. Eventuell liegt hier der Umstand vor, dass Frauen zwar nicht strukturell benachteiligt werden, jedoch bei dem außergewöhnlichen Einbruch der Übernahmequoten im Jahr 2002 vorrangig als Ausgleichs- faktor auf dem Arbeitsmarkt fungierten. In Hinblick auf die verschie- denen Wirtschaftszweige stellt das Bauge- werbe einen besonderen Problembereich dar. Nur sehr wenige Betriebe dieser Branche geben in der Befragung einen sofortigen Bedarf an Arbeitskräften an. Gleichzeitig sindsowohl die Ausbildungstätigkeit als auch die Übernahmequoten im Baugewerbe im Vergleich zum Vorjahr stark zurückgegangen. Insgesamt hat sich an der problematischen Ausbildungssituation in Hessen wenig geändert. Wie bereits in den vergangenen Jahren ist auch 2003 die Lage durch brachliegende Ausbildungskapazitäten und trotz einer gewissen Erholung unbefriedi- gende Übernahmequoten gekennzeichnet. Angesichts des gezeigten Zusammenhanges zwischen Arbeitskräftebedarf und Ausbildungsaktivität muss darüber hinaus der Einbruch bei der geäußerten Nachfrage nach Arbeitskräften als besonderes Krisenzeichen gewertet werden. Paradox bleibt in diesem Zusammenhang, dass obgleich an zwei Drittel der gesuchten Arbeitskräfte die Anforderung einer abgeschlossenen Berufsausbildung gestellt wird, viele Unternehmen selbst keine Anstrengungen in dieser Hinsicht unternehmen.
Anhand der Ergebnisse des IAB-Betriebspanels lässt sich festhalten, dass zwar der Anteil der ausbildungsberechtigten Betriebe seit 2000 relativ konstant geblieben, jedoch die tatsächliche Ausbildungsbeteiligung sukzessive gesunken ist. Auch die Zahl der Auszubildenden ist in diesem Zeitraum kontinuierlich zurückgegangen. So ist der Anteil der Auszubildenden an den Gesamtbeschäftigten im ersten Halbjahr von 5,4% in 2001 auf 4,8% in 2003 gesunken. Damit lag die Ausbildungsquote jedoch auch in diesem Jahr wieder über dem Durchschnitt in Westdeutschland (4,5%). Dieser Trend bestätigt sich auch bei Betrachtung des Abschlusses neuer Ausbildungsverträge für das Ausbildungsjahr 2003/2004, da bis zum 30.06.2003 laut der Ergebnisse des IAB-Betriebspanels für dieses Jahr weniger Verträge eingegangen wurden als für das vorherige. Dies bestätigt sich auch bei Heranziehen des Bundesbildungsberichtes, in dem von einem Rückgang an neuen Ausbildungsplätzen von über 11% im Vergleich zu 1998 gesprochen wird (vgl. Bundesbildungsbericht 2004). Der Rückgang an Auszubildenden verschärft sich noch, da zudem die Übernahmequote von Auszubildenden, die erfolgreich ihre Ausbildung beendet haben, deutlich gesunken ist. Betrachtet man die Betriebe mit ungenutztem Ausbildungspotenzial etwas genauer zeigt sich, dass vor allem Kleinst- und Kleinbetriebe häufig trotz Berechtigung nicht ausbilden. Differenziert nach Wirtschaftszweigen finden sich die meisten Potenziale im Baugewerbe sowie im Verarbeitenden Gewerbe.
Die schwierige Ausbildungssituation konnte bisher auch nicht durch die Aussetzung der Ausbildungs-Eignungs-Verordnung entzerrt werden. Nur wenige Betriebe gaben an, aufgrund dieser Erleichterung eine Ausbildungsberechtigung erworben zu haben. Allerdings planten immerhin 11% der Betriebe, die bislang nicht ausbildungsberechtigt waren, aufgrund dieser Änderung, eine Ausbildungsberechtigung zu erwerben. Welche konkreten Auswirkungen dies auf die Ausbildungsbeteiligung haben wird, bleibt allerdings abzuwarten. Es ist jedoch dringend geboten, zusätzlich Maßnahmen zur Aktivierung der ungenutzten Ausbildungspotenziale einzusetzen.
Der Anteil der rheinland-pfälzischen Betriebe, die Weiterbildung fördern, lag im ersten Halbjahr 2003 etwas niedriger, als der westdeutsche Durchschnitt.
Verglichen mit den Vorjahren, ist der Anteil jedoch stetig gestiegen. Die Weiterbildungsbeteiligung variiert stark in den verschiedenen Wirtschaftszweigen. In einzelnen Branchen ist sie deutlich unterdurchschnittlich (bspw. Bereich Handel und Reparatur sowie Baugewerbe), in anderen Sektoren hingegen bilden die Betriebe ihre Mitarbeiter/innen stark überdurchschnittlich weiter (Öffentlicher Sektor und Dienstleistungsbranche).
Es zeigt sich jedoch, dass die Weiterbildungsbeteiligung über die Jahre hinweg innerhalb der einzelnen Branchen zum Teil deutlich schwankt. Differenziert nach Betriebsgröße hat sich gezeigt, dass mit zunehmender Beschäftigtenzahl auch der Anteil der weiterbildenden Betriebe ansteigt. So lag die Weiterbildungsquote bei Großbetrieben bei nahezu 100%, bei Kleinstbetrieben mit bis zu 10 Beschäftigten hingegen nur bei 28%. Betriebliche Weiterbildungsmaßnahmen konzentrieren sich vorwiegend auf bereits höher qualifizierte Beschäftigte. Damit werden die Unterschiede zwischen Geringer- und Höherqualifizierten, und damit auch die Fähigkeiten und Chancen auf dem Arbeitsmarkt, durch betriebliche Weiterbildung verstärkt. Frauen nahmen im ersten Halbjahr 2003 gemessen an der Frauenbeschäftigtenquote überdurchschnittlich häufig an Weiterbildungsmaßnahmen teil. Ein Vergleich der weiterbildenden mit den nicht-weiterbildenden Betriebe hat zudem verdeutlicht, dass zum Teil gravierende Unterschiede zwischen den Betrieben der beiden Gruppen bestehen. So geht mit der Förderung von Weiterbildungsmaßnahmen zumeist eine positive Entwicklung der Beschäftigung sowie der Ertragslage einher. Außerdem suchen weiterbildende Betriebe wesentlich häufiger zusätzlich Arbeitskräfte und bilden überdurchschnittlich oft aus. In welchem Umfang diese Unterschiede jedoch direkt auf die Weiterbildungsaktivitäten der Unternehmen zurückzuführen sind, kann an dieser Stelle nicht abschließend geklärt werden. Vielmehr liegt auch die Schlussfolgerung nahe, dass Betriebe, die offene Stellen haben bzw. betriebliche Ausbildungen durchführen eher dazu neigen, auch Weiterbildungsmaßnahmen durchzuführen, da ihre Nachfrage an qualifizierten Beschäftigten nicht gedeckt ist.
Insgesamt lässt sich festhalten, dass die Fluktuation auf dem Arbeitsmarkt wesentlich höher ist, als dies bei einem einfachen Blick auf die Bestandsveränderung der Beschäftigten erscheint. Die Fluktuationsrate unterlag in den letzten Jahren erheblichen Schwankungen. Außerdem lag sie 2003 erstmalig seit 2000 über der Fluktuationsrate von Westdeutschland. Gemessen daran scheinen die rheinland-pfälzischen Betriebe die Instrumente der externen Flexibilisierung mittlerweile etwas häufiger zu nutzen als die westdeutschen. Hinsichtlich der Betriebsgrößenklassen zeichnen sich besonders die Unternehmen mit 10 bis 49 Beschäftigten sowie mit 50 bis 249 Mitarbeitern/innen durch eine hohe Beschäftigungsdynamik aus. Das Instrument der Leiharbeitskräfte wird, wenn überhaupt, eher von Betrieben des Produzierenden Gewerbes eingesetzt. Allerdings beschäftigen nur sehr wenig rheinland-pfälzische Unternehmen überhaupt Leiharbeitskräfte. Dieses Mittel wird entsprechend eher selten zum Ausgleich kurzfristiger Bedarfe eingesetzt. Ein Einflussfaktor auf die Arbeitsmarktdynamik ist die Zahl der offenen Stellen. Die überwiegende Mehrheit der offenen Stellen wendet sich an Höherqualifizierte. In Relation zur Zahl der Beschäftigten lag die Anzahl Stellen in Rheinland-Pfalz etwas niedriger als in Westdeutschland. Im Vergleich zu den Vorjahren ist sie sowohl in Rheinland-Pfalz Westdeutschland deutlich zurück gegangen Mit Blick auf die offenen Stellen wurden die Personalrekrutierungsstrategien thematisiert. Dabei wurde deutlich, dass die Mund-zu-Mund-Propaganda als wichtigstes Instrument der Personalgewinnung angesehen wird. Auch konventionellen Zeitungsanzeigen sowie Initiativbewerbungen wird eine hohe Bedeutung zugeschrieben. Alle anderen Strategien werden von betrieblicher Seite als wenig bedeutsam eingestuft.
Das IAB-Betriebspanel ist eine jährliche Befragung im Auftrag des Instituts für Arbeitsmarkt- und Berufsforschung der Bundesagentur für Arbeit (IAB). Diese wird seit 1993 (Westdeutschland) bzw. 1996 (Ostdeutschland) von Infratest Sozialforschung München jeweils zwischen Juni und Oktober durchgeführt. Grundgesamtheit der Bruttostichprobe ist die Betriebsdatei der Bundesagentur für Arbeit, welche alle Betriebe mit mindestens einem sozialversicherungspflichtig Beschäftigten enthält (2,15 Mio. Betriebe). Für die Stichprobenziehung werden die 223 Wirtschaftszweig-Gruppen zu 20 Branchen und die Betriebsgrößen zu 10 Klassen zusammengefasst.
Mit Ausnahme der Betriebe ohne sozialversicherungspflichtig Beschäftigte sowie privater Haushalte mit weniger als fünf sozialversicherungspflichtig Beschäftigten ist das IAB-Betriebspanel repräsentativ für alle Betriebe in Deutschland. Es werden (soweit wie möglich) jedes Jahr dieselben Betriebe befragt, was neben Querschnitts analysen auch Längsschnittbetrachtungen erlaubt. Die Befragung erfolgt durch ein persönlich-mündliches Interview vor Ort. Der ausführliche 24-seitige Fragebogenerl aubt nicht nur eine Bestandsaufnahme betrieblicher Strukturen, Situationen und Problemzu sammenhänge, sondern überdies werden Stimmungslagen und zukünftige Einschätzungen der Betriebe eingefangen.
Alle im Rahmen des IAB-Betriebspanels abgefragten „besonderen“ Beschäftigungsformen sind in Hessen zwischen Mitte 2002 und Mitte 2003 absolut und relativ zur Gesamtbeschäftigtenzahl angestiegen. Inzwischen zählt etwa jedes dritte Arbeitsverhältnis zu den nichtstandardisierten Beschäftigungsformen. Zu einem Anstieg der Gesamtbeschäftigtenzahl hat dies jedoch nicht geführt, vielmehr ist die standardisierte Beschäftigung in ähnlicher Größenordnung gesunken. Ob und inwieweit die seit April 2003 bestehenden Neuregelungen zwar keinen Beschäftigungsanstieg bewirkt, aber ein Absinken der Beschäftigung verhindert haben, lässt sich anhand der Daten nicht beantworten. Festzuhalten bleibt, dass gerade die Midijobs in relativ kurzer Zeit eine nicht unerhebliche Bedeutung erlangt haben, nahezu jeder 4. Betrieb in Hessen hatte bereits 3 Monate nach der Gesetzesänderung Midijober beschäftigt. Die Zahl der geringfügig Beschäftigten hat sich trotz neuer gesetzlicher Anreize für Arbeitnehmer, dagegen nur minimal verändert. Ein Boom bei der geringfügigen Beschäftigung ist jedenfalls aus den Ergebnissen des IAB-Panels nicht zu erkennen. Aus betrieblicher Sicht sind Minijobs durch die gesetzlichen Änderungen nicht unbedingt attraktiver geworden (die Pauschalabgaben zur Sozialversicherung sind von 21% auf 25% gestiegen), Midijobs sind aus betrieblicher Sicht hier günstiger.
Ob und inwieweit die Midijobs Minijobs verdrängt und damit einen höheren Anstieg der Minijobzahlen verhindert haben, lässt sich hier nicht eindeutig beantworten. Leiharbeit und andere externe Beschäftigungsformen sind in ihren Zahlen zwar ebenfalls leicht angestiegen, ihr Anteil an den Gesamtbeschäftigten bleibt gering. Leiharbeit konzentriert sich überwiegend auf an- oder ungelernte Arbeiter. Wie gering ihre Bedeutung als Instrument betrieblicher Flexibilität (noch) ist, zeigen nicht nur diese Zahlen, sondern auch die entsprechende Einschätzung der Betriebe: Von allen Instrumenten zum Ausgleich von Geschäftsschwankungen wird Leiharbeit als das am wenigsten genutzte und am wenigsten bedeutsamste beschrieben (vgl. IAB-Betriebspanel-Report 3/2004).Teilzeitarbeit ist zwar ebenfalls leicht angestiegen, allerdings nicht mehr so stark wie zwischen 2001 und 2002. Teilzeitarbeit erreicht inzwischen einen Anteil von 25% an allen Beschäftigten in Hessen. Einen durchaus merklichen Anstieg verzeichneten befristete Beschäftigungsverhältnisse (+9%). Dies ist insbesondere bei den Neueinstellungen spürbar, hierbei erreichten sie einen Anteil von 40%.
Das Institut für Arbeitsmarkt- und Berufsforschung der Bundesagentur für Arbeit (IAB) führt seit über 10 Jahren in Zusammenarbeit mit Infratest Sozialforschung eine repräsentative Betriebsbefragung in Deutschland durch. In den letzten Jahren wurde die Zahl der befragten Betriebe durch die finanzielle Beteiligung der Bundesländer so aufgestockt, dass auch Auswertungen auf Bundesländerebene möglich sind.
Seit der Befragung 2001 ist durch die Unterstützung der Hessischen Landesregierung und Regionaldirektion Hessen der Bundesagentur für Arbeit eine gesonderte Auswertung auch für Hessen möglich. Ziel dieses erweiterten Panels ist es, Informationen und Erkenntnisse über die Entwicklung des Arbeitsmarktes, über das betriebliche Beschäftigungsverhalten sowie die wirtschaftliche Situation der Betriebe in Hessen zu erhalten. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse bieten den regionalen und lokalen Akteuren eine fundierte Basis für problemadäquates Handeln Das Institut für Wirtschaft, Arbeit und Kultur (IWAK) ist mit der Auswertung dieses Panels für Hessen beauftragt und berichtet in Zusammenarbeit mit den oben genannten Institutionen regelmäßig in Form von Kurzreporten über zentrale Ergebnisse der Befragung. Der vorliegende Bericht ist der dritte Bericht im Rahmen der Befragung 2003 und befasst sich mit der Beschäftigungsdynamik hessischer Betriebe. Zur Jahresmitte 2003 waren in Hessen etwa 2.745.000 Personen beschäftigt Gegenüber dem Vorjahr war dies ein minimaler Rückgang um 7.000 Personen oder -0,25%. Unter Berücksichtigung von möglichen Fehlertoleranzen kann man somit von einer Stagnation der Beschäftigtenzahlen in Hessen sprechen. Hinter dieser scheinbar stagnierenden Beschäftigung verbirgt sich jedoch eine wesentlich höhere Dynamik, wenn man alle im Jahresverlauf aufgetretenen Neueinstellungen bzw. Personalabgänge berücksichtigt. Der vorliegende Report befasst sich mit den Bewegungen auf dem Arbeitsmarkt in Hessen im ersten Halbjahr 2003. Auf diesem Wege soll die auf dem Arbeitsmarkt herrschende Fluktuation untersucht werden. Die folgenden Ausführungen basieren auf der Befragung von 1.024 Betrieben in Hessen vom Sommer 2003. Diese Stichprobe ist repräsentativ; die Ergebnisse wurden auf alle Betriebe in Hessen hochgerechnet.
Der Anteil an Betrieben, die Weiterbildung fördern, ist in Hessen in den letzten beiden Jahren um 3 Prozentpunkte angestiegen und liegt mit 42% leicht über dem Durchschnitt für Westdeutschland (41%). Allerdings fiel dieser Anstieg in Hessen geringer aus als in Westdeutschland (+5 Prozentpunkte), so dass eine Angleichung erfolgte. Hessen hat im Vergleich zu Westdeutschland weiterhin eine überdurchschnittliche Weiterbildungsquote in den meisten Wirtschaftszweigen. Lediglich bei den sonstigen Dienstleistungen liegt Hessen unter dem Durchschnitt.
Was den von Weiterbildung profitierenden Personenkreis betrifft, so hat sich in Hessen zwar eine leichte Verschiebung zugunsten von an- und ungelernten Arbeitern ergeben (ihr Anteil an allen Weiterbildungsteilnehmern ist von knapp 5% auf über 10% gestiegen), dennoch konzentrieren sich betriebliche Weiterbildungsaktivitäten weiterhin auf bereits qualifizierte Arbeitskräfte.
Die Unterschiede zwischen Gering- und Höherqualifizierten werden durch betriebliche Weiterbildung somit tendenziell verstärkt. Teilweise überraschend ist die betriebliche Begründung für den Verzicht auf Weiterbildung: Für die Mehrzahl der nicht-weiterbildenden Betriebe sind nicht finanzielle Gründe oder personelle Engpässe hier ausschlaggebend, sondern die Einschätzung, dass ihre Beschäftigten über ein ausreichendes Qualifikationsniveau verfügen. Ein Vergleich von weiterbildenden und nicht-weiterbildenden Betrieben hat jedoch gezeigt, dass mit der Förderung von Weiterbildung positive Entwicklungen von Ertragslage und Beschäftigung einhergehen. Auch wenn es zur eindeutigen Messung dieser Effekte einer multivariaten Analyse bedarf (die innerhalb dieses Reports nicht geleistet werden kann), ist der Zusammenhang in der Tendenz eindeutig. Es bestehen damit für nicht-weiterbildende Betriebe, auch wenn sie ihre Beschäftigten als ausreichend qualifiziert einschätzen, durchaus Möglichkeiten, ihre betriebliche Situation durch Weiterbildung zu verbessern. Weiterhin wurde deutlich, dass ein Zusammenhang zwischen Weiterbildungs- und Ausbildungsaktivitäten besteht: Weiterbildende Betriebe bilden deutlich häufiger aus als nicht-weiterbildende Unternehmen.
Pathologic data indicate that human cytomegalovirus (HCMV) infection might be associated with the pathogenesis of several human malignancies. However, no definitive evidence of a causal link between HCMV infection and cancer dissemination has been established to date. This study describes the modulation of the invasive behavior of NCAM-expressing tumor cell lines by HCMV. Neuroblastoma (NB) cells, persistently infected with the HCMV strain AD169 (UKF-NB-4AD169 and MHH-NB-11AD169), were added to endothelial cell monolayers and adhesion and penetration kinetics were measured. The 140- and 180-kDa isoforms of the adhesion receptor NCAM were evaluated by flow cytometry, Western blot, and reverse transcriptionpolymerase chain reaction (RT-PCR). The relevance of NCAM for tumor cell binding was proven by treating NB with NCAM antisense oligonucleotides or NCAM transfection. HCMV infection profoundly increased the number of adherent and penetrated NB, compared to controls. Surface expression of NCAM was significantly lower on UKF-NB-4AD169 and MHH-NB-11AD169, compared to mock-infected cells. Western-blot and RT-PCR demonstrated reduced protein and RNA levels of the 140- and 180-kDa isoform. An inverse correlation between NCAM expression and adhesion capacity of NB has been shown by antisense and transfection experiments. We conclude that HCMV infection leads to downregulation of NCAM receptors, which is associated with enhanced tumor cell invasiveness.
THE FINANCIAL SERVICES INDUSTRY IS OPERATING IN HIGHLY VOLATILE MARKETS.
TO CONSIDER THE IMPACT OF UNCERTAIN MARKET ENVIRONMENTS ON INAND OUTSOURCING DECISIONS, WE INTRODUCE A REAL OPTIONS BASED DECISION SUPPORT MODEL. WE APPLY THE MODEL TO AN IT INFRASTRUCTURE OUTSOURCING DECISION AND DETERMINE - BASED ON COST SAVINGS RESULTING FROM OUTSOURCING AND OPTION VALUES ACCOUNTING FOR UNCERTAINTY - DIFFERENT “TRIGGER” OUTPUT VOLUMES WHICH INDICATE IF IN- OR OUTSOURCING IS PREFERABLE. FINALLY WE SHOW THAT THE MODEL CAN ALSO BE TRANSFERRED TO SOURCING DECISIONS OF TRANSACTION BASED BUSINESS PROCESSES LIKE CLEARING AND SETTLEMENT OF SECURITIES.
Da consideração de que moral e direito implicam uma referência ao ponto de vista do participante, o autor explica que o segundo compensa a fraqueza da primeira nas condições modernas. Apoiando-se na teoria do discurso de Habermas, ele argumenta por uma relação interna entre Estado de direito e democracia. Primeiro, porque direitos humanos e soberania popular se implicam mutuamente. Depois, porque a idéia de Estado de direito envolve agora o conceito de poder comunicativo: a sobreposição e interligação de formas de comunicação baseadas em argumentos. Desta segunda relação, o autor extrai uma concepção de democracia em que a fonte de legitimidade não é mais a vontade pré-determinada dos indivíduos, mas o próprio processo de deliberação.
The starting point of Demirovic's text is Adorno's idea that concepts as forms of thinking are constellations of power. Differently from many interpretations of Adorno as resigned, Demirovic shows that this assumption enables Adorno to give his own theory the character of interventions in the ideological consensus of everyday life with regard to emancipation.
Wie kein anderer Ort ist Auschwitz zu einem Synonym für die nationalsozialistische Terrorpolitik geworden. Mit Majdanek teilt die Stadt das Schicksal, sowohl ein Konzentrations- als auch ein Vernichtungslager beherbergt zu haben. Mindestens 1,1, möglicherweise sogar anderthalb Millionen Menschen wurden in Auschwitz ermordet, vor allem europäische Juden, aber auch nichtjüdische Polen, Sinti und Roma. Mit Monowitz und seinen Nebenlagern befand sich hier zudem "das erste von einem Privatunternehmen initiierte und finanzierte Konzentrationslager" (S. 43). Jenseits dieses dreiteiligen Lagerkomplexes sollte in Auschwitz eine deutsche Musterstadt entstehen. Auf den Reißbrettern nationalsozialistischer Visionäre avancierte die Stadt "zum Ideal ökonomischer Erschließung und rassischer Auslese, zum Zukunftsmodell der deutschen Herrschaft im eroberten Land" (S. 51). Kurzum: an keinem anderen Ort manifestierte sich die symbiotische Verbindung zwischen Lebensraum und Vernichtung deutlicher als in dieser im deutsch-polnischen Grenzgebiet gelegenen Stadt. Dies rechtfertigt es, Auschwitz eine Überblicksdarstellung in einer Reihe (C. H. Beck Wissen) zu widmen, deren historische Veröffentlichungen in der Regel größere Epochen behandeln, zumal über Auschwitz noch immer keine Monografie erschienen ist. ...
Gli storici del diritto dell’età medievale – quei pochi, almeno, o pochissimi che ancora si interessano ai secoli che segnarono il passaggio dalla tarda antichità al primo medioevo – non possono che salutare con grande piacere il volume del L. riconoscendovi immediatamente un nuovo e prezioso strumento di lavoro. L’importanza della Gallia tardoantica e poi di quella merovingia nella storia della tradizione giuridica romanistica era certo già nota da tempo. Merito del L. non è però solo quello di riproporre all’interesse della storiografia un tema – quello della storia delle fonti normative e giurisprudenziali di quell’epoca così particolare – che negli ultimi decenni, nonostante alcune lodevoli eccezioni, sembrava avviato a un progressivo abbandono. Nella sua rassegna d’insieme, egli non si limita infatti a riferire lo stato delle ricerche aggiornando e integrando l’opera tuttora fondamentale del Conrat.1 Si sforza invece di intervenire costantemente, prendendo posizione in pratica su ogni questione e proponendo, di volta in volta, integrazioni, precisazioni e, soprattutto, originali considerazioni, frutto di lunghi studi personali. Un libro coraggioso e sovente originale, dunque, che – è facile prevedere – nelle librerie degli studiosi del diritto nell’età altomedievale troverà posto, appunto, accanto alla Geschichte del Conrat. ...
Frühjahr 1934. Vorübergehend sieht es so aus, als kehrten im deutschen Reich wieder Ruhe und Ordnung ein: Hilfspolizei und "wilde" Konzentrationslager werden aufgelöst, mit der Wirtschaft geht es bergauf und ein Nichtangriffspakt mit Polen verheißt außenpolitische Stabilität. Das neue Regime hat sich konsolidiert; nun wird die revolutionäre "Bewegung" in rechtsstaatliche Bahnen gelenkt – so sieht es jedenfalls der "Reichsjuristenführer" Dr. Hans Frank. Am 20. März tönt seine Stimme landesweit durch die Volksempfänger: "Der Staat Adolf Hitlers … ist ein Rechtsstaat." Die Macht des Nationalsozialismus verwirkliche sich "ausschließlich in den Formen des Rechts"; sie strebe nach "Rechtssicherheit", "Rechtsschnelligkeit" und "Rechtsklarheit". Kurze Zeit später scheinen Frank Bedenken zu kommen: Im Sommer protestiert er gegen die verfahrenslose Erschießung Ernst Röhms und seiner Gefolgsleute. Die Hinrichtung von Parteigenossen der ersten Stunde passt nicht zum Bild eines völkischen Rechtsstaates. Roland Freisler sieht das anders. Selbstverständlich sei der nationalsozialistische Staat ein Rechtsstaat; man müsse diesen Begriff nur richtig deuten: nicht im Sinne eines Staates der "Shylockgerechtigkeit", in dem "das Formale… zur Zwangsjacke des Lebens" wird, sondern eines Staates des "richtigen", weil aus dem gesunden Volksempfinden geschöpften Rechts: "Ihm ist … Recht alles, was dem Volke dient und frommt" – auch Terror, Verfolgung und Mord. ...
Zeichen der Herrschaftsausübung, der Gerichtsbarkeit und der Marktfreiheit, öffentlich angebrachte Maße und Gewichte zur Kontrolle des Wirtschaftslebens, mittelalterliche und frühneuzeitliche Gerichtsstätten, Orte und Gegenstände des Strafvollzugs, die der Rechtshistoriker Karl Frölich in den dreißiger bis fünfziger Jahren des 20. Jahrhunderts auf große Glasplatten gebannt hat, berichten anschaulich von der Rechtsausübung vergangener Epochen, indem sie "Sachzeugen des Rechtslebens" abbilden. Die Platten dieser umfangreichen Fotosammlung werden derzeit durch die Bibliothek des Max- Planck-Instituts für europäische Rechtsgeschichte eingescannt, um die Bilder der Forschung zu erhalten und zur Verfügung zu stellen. Ein Teil der "Sammlung Frölich" befindet sich heute in der Obhut von Prof. Dr. Gerhard Dilcher, Frankfurt am Main. Ein weiterer, größerer Teil, ist nach München ins Leopold-Wenger-Institut gelangt (Prof. Dr. Hermann Nehlsen); auch diese Bilder werden nun durch Scannen mit der "Frankfurter Partie" virtuell zusammengeführt. ...
Sommer 1789: Frankreich revoltiert, Preußen evaluiert. Staatsminister Johann Christoph von Wöllner, Chef des geistlichen Departements, entsendet einen bewährten Berliner Schulmann ins deutsche Reich, mit dem Auftrag, die außerpreußischen Lehranstalten zu begutachten, "teils überhaupt die Verfassung der fremden Universitäten kennen zu lernen, teils von dem Vortrag solcher Professoren, auf die einmal bei irgend einer preußischen Universität reflektiert werden könnte, zuverlässig Nachricht und Kenntnis einzuziehen". Es ist Friedrich Gedike, der durch ministeriale Order zum Headhunter für das Königreich ernannt wird. Seine Beobachtungen legt er in einem Bericht an den König nieder, der, 1905 ediert, 61 Blätter umfasst. ...
Die Frage nach Konflikten zwischen den Rechtskulturen der USA und Deutschlands wirft ein kürzlich erschienener zweisprachiger Sammelband auf. Wer aber so fragt, der fragt nach mehr als Differenz. Er sucht nach Differenz in Interaktion, in der unterschiedliche Geltungsansprüche gleichzeitig erhoben werden. Sonst ginge es um das weniger abenteuerliche Vergleichen eines Nebeneinander. Leider bleibt die Publikation der Bayerischen Amerika-Akademie aber hierbei stehen und streift die emphatische Frage ihres deutschen Titels nur in Einzelbeobachtungen. Der Einfluss des amerikanischen Rechts in vielen internationalen Verträgen – Ausdruck der politischen Hegemonialstellung der USA – und die Dominanz amerikanischer Juristen in der internationalen Schiedsgerichtsbarkeit – Ausdruck der wirtschaftlichen Bedeutung der USA – hätten jedoch Anlass gegeben, immunologische Reaktionen an lebenden Rechtskörpern zu studieren. So aber bleibt es bei der In-vitro-Insemination des deutschen Lesers mit Hinweisen darauf, dass und warum die anderen es anders machen (etwa in Beiträgen zur Kriminalprävention von Streng und Kelling oder zum Jugendstrafrecht von Silverman). In letzterem, in kulturhistorischen Erklärungsversuchen des Warum, findet der Band freilich seinen gedanklichen Schwerpunkt und einige interessante Einsichten. Lamento also nach hinten und Lob nach vorne. ...
Eine Schlinge ist eine Schlinge. Zugleich ist sie ein markantes Symbol für den Tod durch Erhängen. Doch galt das Zeichen der Schlinge für diese grausame Tötungsart erst seit dem 18. Jahrhundert, als der spezifische Henkersknoten erfunden worden war. Zuvor wurden die zum Tode Verurteilten von einer Leiter aus mit einem Strick um den Hals an eine Leine gehängt und die Leiter dann weggestoßen. Entsprechend war das Symbol für die Strafe des Strangulierens eine Leiter. Der Kunstwissenschaftler Samuel Y. Edgerton, der in seinem wunderbaren Buch Pictures and Punishment von 1985 die Bestrafungsszenen auf Bildern als rechtshistorische Quelle erschlossen hat, schreibt in dem Sammelband Kunst als Strafe über den Nutzen, den Künstler lange Zeit aus der Todesstrafe zogen. Die Getöteten und anschließend Sezierten boten im Mittelalter und der Renaissance das beste anatomische Anschauungsmaterial für die Maler menschlicher Körper. So hat beispielsweise auch das bekannte Werk von Andreas Vesalius De fabrica corporis humani von 1543 von den Hingerichteten profitiert. ...
Vom Terror : [Szene aus einer Montage-Fassung des Dramenfragments "Moloch" von Friedrich Hebbel]
(2004)
Szene aus einer Montage-Fassung des Dramenfragments "Moloch" von Friedrich Hebbel. Die Szene steht als Einschub zwischen dem Ersten und Zweiten Akt der Tragödie, als eine Art Interludium. Im Laufe des Stückes wechselt die Perspektive mehrmals zwischen den Schauplätzen Germanischer Wald und Rom, dem Zentrum des Imperiums. Geplant ist eine Aufführung der Gesamtbearbeitung an der Volksbühne Berlin, voraussichtlich Ende 2004.
The article presents a brief overview of research and publication in the history of international law in Europe today. The upsurge of interest in historical studies is traced back to a sense of present transformation, with historical studies seeking to explore both aspects of continuity and change in the international legal system. The article outlines three tasks for the discipline in the future: to begin work for international law’s Ideengeschichte, to focus on the relationship between the West and its "Other", and to undertake studies in the historical sociology of international law.
Seit der Studie Otto Brunners ist der Fehde führende Adlige rechtshistorisch rehabilitiert. Anders steht es umdas Bild des seiner Herrschaft unterworfenen Bauern: Ihm als dem unter grundherrlichem "Schutz und Schirm" Stehenden war – wie auch dem Bürger – das "subsidiäre Rechtsmittel" angeblich nur in der Ausnahmeform von Blutrache und Totschlagsfehde erlaubt. Der "neutralere" Kontext einer regulären Interessenkollision zwischen Parteien, den die Konfliktforschung nahe legt, wird für bäuerliches Handeln nicht in Erwägung gezogen; einen aktiven Part bei der Durchsetzung eigener Ansprüche erkennt man dabei höchstens im kollektiven "Widerstand". Eindimensionale soziale Rollenzuschreibungen bestimmen den Forschungshorizont. Nie ist z. B. die Frage gestellt worden, ob ein mittelalterlicher oder frühneuzeitlicher Mensch tatsächlich der Waffenfähigkeit oder Waffen bedurfte, um eine Fehde zu führen. So weckt der "gemeine Mann" in der viel besprochenen Untersuchung von Gadi Algazi zwar erstmals überhaupt das nähere Interesse einer Untersuchung zum Fehdewesen, tritt jedoch auch da nur als Objekt einer sich sozial reproduzierenden "Herrengewalt" in Erscheinung. Algazis Ansatz hat allerdings Denkanstöße gegeben, ohne welche wohl gerade Christine Reinles Habilitationsschrift nicht jene konzeptionelle Konturschärfe gewonnen hätte, die sie kennzeichnet. Selbstredend setzt sich die Autorin darin nicht nur mit Algazi auseinander – auch wenn dieser mit Abstand ihrHauptgegner bleibt. Die zugegeben nicht sehr quellengesättigte These des Historikers steht auf einer Beobachtungslinie mit den Studien von Joseph Morsel und Hillay Zmora. Allen dreien geht es, grob gesagt, um die soziale statt die seit Brunner oft strapazierte rechtliche Funktion der Fehden – um die Beobachtung einer engen Verknüpfung dieser Konfliktpraxis mit sozialer Stratifikation und adliger Herrschaftsbildung. ...
Krieg, das haben wir von den Massenmedien gelernt, ist nur dort, wo jemand zusieht, das spectaculum bedarf des Mediums. Mediale Aufmerksamkeit bestimmt darüber, ob Kriege und ihre Folgen überhaupt noch von jemand anderem wahrgenommen werden als von den unmittelbar Betroffenen. Manipulationen über die Nachrichten vom Krieg sind so alt wie das Kriegswesen, nur tritt heute neben die Manipulation das Ringen um die knappe Währung Aufmerksamkeit. Längst haben wir uns an bizarre Mitteilungen wie die gewöhnt, der Afghanistan- Krieg sei der erste des neuen Jahrtausends gewesen, während dauerhaft schwelende Kriegsherde der Welt unbeachtet bleiben. Und längst ringen die Siegessicheren darum, dass sie ihren Krieg vor allem medial gewinnen – das andere ist gar nicht so wichtig. Um all dies geht es Thomas Scharff in seiner Habilitationsschrift eigentlich gar nicht. Eigentlich. Dennoch ist er mit seiner Analyse von Texten über den Krieg der Karolinger ganz nah dran am 21. Jahrhundert. Nicht warum Krieg geplant, geführt und wie er gewonnen wird, sondern das Schreiben der "Intellektuellen" über Krieg, der Krieg als Thema – das ist Scharffs erklärtes Vorhaben. Nach Politik und Sozialgeschichte soll nun die Historiographiegeschichte den Blick auf neue Facetten eröffnen. ...
Eine in Verfassungslehre und Europarechtswissenschaft weit verbreitete Annahme lautet: "Europa muss, um eine Zukunft haben zu können, sich zu einer Geschichtsgemeinschaft entwickeln." Was man dabei übersieht: So wenig sich nationale Geschichtsgemeinschaften identifizieren lassen, so wenig wird sich eine europäische Geschichtsgemeinschaft konstituieren.
Am anderen Ende derWelt, in einem argentinischen Städtchen im Bundesstaat Buenos Aires, versetzten die epochalen Ereignisse in Europa nach dem Fall des Eisernen Vorhangs den Bürger Dinko Šakić in Entzücken. Fünfzig Jahre nachdem er aus seiner Heimat geflüchtet war, führten die tektonischen Umwälzungen nach dem Ende des Kommunismus und der europäischen Teilung sogar zur staatlichen Verselbständigung seiner einstigen Heimat Kroatien – zu einer jahrzehntelang nicht einmal im Traum denkbaren Entwicklung. Dinko Šakić setzte sich daraufhin öffentlich für seine frühere Heimat ein. Es fiel ihm gar nicht ein, dass ihn seine Vergangenheit einholen könnte. Wahrscheinlich weil er "ein gutes Gewissen" hatte, ein von ihm gern benutzter Ausdruck, oder weil er in der jungen Republik Kroatien eine Art Fortsetzung jenes Staatsgebildes sah, dem er in seiner Jugend "gedient" hatte (auch ein beliebter Ausdruck Šakićs). In der größten lateinamerikanischen Kroatengemeinde in Argentinien gab es wahrscheinlich nichts, was ihn zur Vorsicht hätte mahnen können. Er schien die Öffentlichkeit geradezu gesucht, womöglich sogar eine Anerkennung erwartet zu haben. Bei einem Empfang zu Ehren des kroatischen Präsidenten während dessen Staatsbesuchs in Argentinien wurde Šakić von Journalisten beobachtet, wie er Tudjman nicht von der Seite weichen wollte, was diesen sichtlich irritierte und zu Hause für Empörung sorgte. Šakić, der sich selbst bei mehreren Gelegenheiten als glühenden kroatischen Nationalisten schilderte, weshalb er schon als Jugendlicher Anhänger der Ustascha-Organisation geworden sei, ahnte offensichtlich nicht, dass seine Art der Heimatliebe dort Entsetzen hervorrufen würde. ...
"Ein jegliches hat seine Zeit und alles Vornehmen unter dem Himmel hat seine Stunde". Wir wissen das. Wir wussten es vermutlich schon lange bevor der "Prediger" Salomo (3.1), der ein Philosoph war, uns vor nunmehr gut 2200 Jahren darüber belehrte. Aber wir handeln nur selten nach unseren Einsichten. Trennungen fallen schwer und Gewohnheiten verkleiden sich bereitwillig als Notwendigkeit. Verschwendung ist den Reichen keine Kategorie, und wer vom Verschwender lebt, erhebt keine Vorwürfe. Schließlich das Wichtigste: Wer außer Gott hat Kraft und Befugnis "Zeit" und "Stunde" zu bestimmen? ...
Nach Hause…
(2004)
Read only memory. Eine CD ROM ist ein Festwertspeicher. Die Daten kann man lesen, aber nicht verändern, ergänzen oder löschen. Man kann die Scheibe zertrümmern oder die Platte zerstören, aber die Daten manipulieren kann man nicht. Eine CD ROM schützt sich selbst vor Variation. Die Erfindung dieser Technik hat eine neue, kleine Gewissheit in der chronisch unsicheren Welt geschaffen. Was auf der CD ROM steht, steht fest. Und da viel auf ihr stehen kann – ganze Bibliotheken der Vergangenheit –, steht viel fest. Das macht Historiker glücklich. Drohen ihnen schon die Fakten abhanden zu kommen, verfügen sie immerhin noch über Festwerte, die aus einer zuverlässigen "Quelle" (Oexle, S. 165) fließen. ...
"Fortgeltung des Zwölftafelrechts" – unter diesem lieblos dahingeworfenen Titel ist jüngst eine Dissertation erschienen. "Geltung" ist das Symbol der Einheit des Rechtssystems: Recht "gilt", und wenn es nicht (mehr) gilt, ist es kein Recht, sondern Geschichte oder Literatur oder ein Märchen aus alten Zeiten. "Fortgeltung" besagt demnach, dass älteren Rechtssätzen in neueren Rechtssätzen weiterhin Geltung zugesprochen wird.
Wenn man im Fall der Rechtssätze der Zwölf Tafeln wissen will, ob sie "fortgalten", was sollte man dann tun? Es empfiehlt sich, eine CD-ROM des römischen Rechts zu starten, "duodecim" einzugeben und die knapp 200 Stellen zu betrachten, in denen die Zwölf Tafeln genannt sind. So kann man Stück für Stück prüfen, welche Sätze der Zwölf Tafeln in den Juristenschriften und den Kaiserkonstitutionen zitiert werden, welche dieser Sätze als "geltend" bestätigt und welche verworfen werden. Das ist eine etwas langwierige, aber für einen romanistisch ausgebildeten Doktoranden eine nicht allzu schwierige Aufgabe. Immerhin wüsste man am Ende, welche Sätze der Zwölf Tafeln sich in den juristischen Kommunikationen über etwa 500 Jahre als "geltend" gehalten haben. Und mit diesem Wissen wäre eine Leserin der "Fortgeltung des Zwölftafelrechts" schon deshalb sehr zufrieden, weil man bisher kaum weiß, welche Sätze der Zwölf Tafeln die römischen Juristen überhaupt kannten, und deshalb schon gar nicht, welche sie als geltend betrachteten.
Man weiß es auch nach Lektüre der "Fortgeltung des Zwölftafelrechts" nicht. Denn der Autor hat mitnichten getan, was nahe liegt ...
Anfang und Ende eines Telefonbuchs: Aalam, Simone – Zywica, Klaudia. Die beiden verbindet (vermutlich) nichts anderes als die Kadenz des Alphabets. Zwischen A und Z gibt es kein Ereignis, keine Begegnung, keine Geschichte. Die meisten Leute haben deshalb keine Freude an der Lektüre von Telefonbüchern. ...
Wohl kaum wird der amerikanische "Imperator" den gefangenen "Barbaren von Bagdad" im Triumphwagen durch die Straßen von Washington ziehen lassen, auch wenn sich die publizistische Rhetorik seit den Kriegen gegen Afghanistan und den Irak mit Vergleichen zwischen dem antiken Rom und dem neuen Amerika förmlich überschlägt. "Sind die Amerikaner die Römer unserer Zeit?", fragt sich als einer unter vielen der Publizist und Althistoriker Peter Bender. Expansionen der alten wie der neuen Imperatoren werden miteinander verglichen, Parallelen und Unterschiede in der geographischen Lage, in den Interessen und Willen der Akteure ausgemacht. So habe bei den Amerikanern der Sendungsglaube als universale Macht schon am Anfang des Imperiums und nicht erst an dessen Ende wie bei den Römern gestanden. Roms Ostkriege und der kalteOst-West-Krieg hingegen zeitigten dasselbe historische Ergebnis: "Davor waren Rom und Amerika die ersten Weltmächte ihrer Zeit, danach waren sie die einzigen." Von "Aufstiegen" ist die Rede, nicht aber von "Untergängen", wie es die zyklischen Zivilisationsgeschichten der Kulturmorphologen verkünden. Das hat seinen Grund. Hinter der Analyse kommt Normatives zum Vorschein, wenn es um den Schutz der "Zivilisation des Abendlandes" in "einer künftigen Welt" geht, "in der andere Kulturen sich gegen den 'Westen' behaupten, stärken und vordringen …" Bender lässt das imperium romanum nicht untergehen, weil er das amerikanische Imperium als Bollwerk westlicher Kultur braucht. ...
"Eines der schwierigsten geschichtlichen Probleme stellt sich mit der Frage, wie der Aufstieg Roms zu erklären ist und wie sein Untergang. Das Verständnis für diese weltgeschichtlichen Vorgänge wird erleichtert, wenn man sich vergegenwärtigt, dass sie nicht eine, sondern viele Ursachen hatten. Der Untergang des Römischen Weltreiches war kein Ereignis, sondern ein Prozess, der sich über 300 Jahre erstreckte. Es gibt Nationen, die nicht so lange existiert haben, wie Rom allein brauchte, um unterzugehen." So die bedeutungsvollen Worte aus dem Off über dem Vorspann des fast dreistündigen Hollywood-Filmes "Der Untergang des Römischen Reiches" (1963) von Anthony Mann – in den Hauptrollen Alec Guinness als Marc Aurel und Sophia Loren als dessen Tochter Lucilla. ...
Im Niemandsland
(2004)
Dass die Regierungen westlicher Staaten eine offene oder verdeckte Tendenz haben, die ihnen in einem langen historischen Prozess auferlegten rechtsstaatlichen Bindungen aus politischen Gründen wenn nicht abzustreifen, so doch zu lockern, ist ein Thema, das Juristen, Ökonomen, Politologen und Soziologen gleichermaßen beschäftigt. Giorgio Agamben, italienischer Philosoph und Ästhetiker, spitzt die Thematik mit der These zu, die "Normalität" staatlichen Lebens existiere nicht mehr, es sei das "Niemandsland" des Ausnahmezustandes, "in dem wir leben" ("lo stato di eccezione 'in cui viviamo'"). Er sei die "fundamentale politische Struktur" unserer Zeit; er habe inzwischen die "größte planetarische Entfaltung" erreicht, die Menschen auf die "nuda vita", das nackte Leben, reduziert, das dem Kalkül der Macht unterworfen sei und in eine "beispiellose biopolitische Katastrophe" auszuarten drohe. Seine "Materialisierung" hat der Ausnahmezustand in den nationalsozialistischen Konzentrationslagern wie in allen Lagern gefunden, in denen Menschen von der "normalen Ordnung" ausgeschlossen werden; Guantánamo ist für Agamben ein aktuelles Beispiel. Die "Lager" in allen ihren Erscheinungsformen sind die "verborgene Matrix der Politik". Der Ausnahmezustand ist ein arcanum imperii, dessen "Demaskierung" die einzige Möglichkeit ist, den durch ihn bewirkten "Bann" zu brechen. ...
Letzte Fragen
(2004)
Eine Debatte anzuzetteln ist immer ein Risiko. Wer von den – sorgsam, wenn auch letztlich arbiträr ausgewählten – Angeschriebenen und Angesprochenen wird auf die freundliche Einladung einen freundlichen Absagebrief schreiben oder gar nichts schreiben oder nur telephonieren? Wer aus der weiten Welt der Rechtsgeschichte-Leser wird sich beteiligen, ohne ermuntert worden zu sein? Wer wird sich auf die Sache, und das heißt hier die Frage, einlassen? Und wie? Wird es eine spannende Debatte werden oder eine langweilige Bestandsaufnahme? Phantasie oder Inventur? Fußnoten oder Thesen? ...