Universitätspublikationen
Refine
Year of publication
Document Type
- Article (14065)
- Part of Periodical (3508)
- Doctoral Thesis (3364)
- Contribution to a Periodical (2193)
- Book (2123)
- Preprint (1904)
- Working Paper (1903)
- Review (1065)
- Report (909)
- Conference Proceeding (706)
Language
- English (18008)
- German (14120)
- Portuguese (231)
- Spanish (123)
- Italian (66)
- French (64)
- Multiple languages (64)
- Turkish (12)
- Ukrainian (10)
- slo (7)
Keywords
- Deutschland (132)
- COVID-19 (103)
- inflammation (97)
- Financial Institutions (94)
- ECB (69)
- Capital Markets Union (67)
- SARS-CoV-2 (67)
- Financial Markets (63)
- Adorno (58)
- Banking Union (55)
Institute
- Medizin (6773)
- Präsidium (5178)
- Physik (3941)
- Wirtschaftswissenschaften (2324)
- Gesellschaftswissenschaften (2026)
- Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS) (1788)
- Biowissenschaften (1781)
- Informatik (1509)
- Sustainable Architecture for Finance in Europe (SAFE) (1422)
- Biochemie und Chemie (1407)
Giftige Zwerge in der Umwelt? : Über Wirkungen von Nanomaterialien in aquatischen Ökosystemen
(2011)
In Deutschland hängen Bildungschancen wie in kaum einem anderen Land vom Bildungsstatus der Herkunftsfamilie ab. Vom Ideal einer Chancengleichheit sind wir weit entfernt. So verlässt beispielsweise jedes vierte Kind mit Migrationshintergrund die Schule ohne Abschluss. Viele Kinder aus sozial schwierigen Verhältnissen enden wie meist schon ihre Eltern in der Arbeitslosigkeit und in einem Leben am Rande der Gesellschaft.
Stammzellen aus dem Knochenmark werden seit Jahrzehnten gegen Blutkrebs eingesetzt. In der Zukunft sollen auch andere Krankheiten mit Stammzellen und therapeutischen Genen behandelt werden. Die an der Goethe-Universität geleisteten Vorarbeiten zeigen, dass der Standort wie kaum ein anderer geeignet ist, diese neuen und maßgeschneiderten Verfahren voran zubringen.
Während Bildungspolitiker heftig über die Abschaffung der Hauptschule streiten und Hamburger Bürger sich per Volksentscheid für den Erhalt des Gymnasiums ab Klasse 5 einsetzen, sind sich die meisten Bildungsforscher einig: Entscheidend ist nicht, wo, sondern wie Kinder unterrichtet und betreut werden. Wie kann es gelingen, pädagogische Interventionen den unterschiedlichen Lernvoraussetzungen so anzupassen, dass möglichst alle Schülerinnen und Schüler optimal gefördert werden? Um das herauszufi nden, bedarf es intensiver Anstrengungen in der Lehr-Lernforschung, wie sie in Frankfurt im Forschungszentrum IDeA unternommen werden.
Seit einigen Jahrzehnten wollen Biochemiker, Mediziner, Biologen und Pharmazeuten weltweit nicht mehr auf eine bioanalytische Methode verzichten, an deren Entwicklung der Frankfurter Wissenschaftler Prof. Dr. Michael Karas vom Institut für Pharmazeutische Chemie der Goethe-Universität maßgeblich beteiligt war. Die Rede ist von der Matrix-unterstützten Laser-Desorptions- / Ionisations-Massenspektrometrie – kurz MALDI-MS.
Rezension zu: Alain von Lille: Regulae theologiae – Regeln der Theologie Lateinisch – Deutsch, übersetzt und eingeleitet von Andreas Niederberger Freiburg / Basel / Wien 2009 Herder Verlag ISBN 978-3-451-28709-1, 272 Seiten, 37 Euro. Hillel von Verona: Über die Vollendung der Seele Hebräisch – Deutsch, übersetzt und eingeleitet von Yossef Schwartz und Alexander Fidora. Freiburg / Basel / Wien 2009, Herder Verlag, ISBN 978-3-451-28710-7, 304 Seiten, 37 Euro.
Hintergrund: Geschlechtsunterschiede in der kardialen Repolarisation und der korrigierten QT-Zeit sind seit der Beschreibung von Bazett in den 1920er Jahren bekannt. Gesunde Frauen haben längere QT-Zeiten und werden öfter durch medikamenteninduzierte Arrhythmien betroffen als Männer. Patientinnen, die unter der erblichen Form des Langen QT-Syndroms (LQTS) leiden, weisen ein niedrigeres Risiko für kardiale Ereignisse während der Schwangerschaft auf. Dies ist nach einer Schwangerschaft deutlich erhöht. Weibliche Geschlechtshormone könnten eine wichtige Rolle spielen; ihr Einfluss ist aber noch unklar. Hypothese: Veränderungen von Östrogen, Progesteron und dem Östrogen/Progesteron Quotienten sind mit einer Veränderung der QTc-Zeit assoziiert. Methoden: Diese Studie gliedert sich in einen klinischen und einen experimentellen Teil. Im klinischen Teil wurden die Geschlechtshormone und die QTc-Zeiten von insgesamt 21 Frauen untersucht. Drei LQTS2-Patientinnen (heterozygote Trägerinnen der HERG-Mutante R752P) und zwei Genotyp negativen weiblichen Familienmitgliedern wurden während des Menstruationszyklus gemessen (inklusive Elektrolytbestimmung). Die zweite Gruppe bestand aus elf gesunden Frauen, die während einer hormonalen Stimulationstherapie gemessen wurden. Eine letzte Gruppe bestand aus fünf gesunden Frauen, die vor, während und nach einer Schwangerschaft untersucht wurden. Im experimentellen Teil wurde die Wirkung von Östradiol (E2) auf Zellkulturen, die mit HERG-DNA (Wildtyp oder R752P), Östrogenrezeptor-DNA (ERalpha oder ERbeta) oder beidem transfiziert waren, mittels konfokaler Mikroskopie untersucht. Ergebnisse: Im klinischen Teil der Studie zeigte sich, dass E2 mit steigender Serum-Konzentration (in allen drei Gruppen) die QTc-Zeit verkürzte (p <= 0,001). Dieser Effekt ist als elektrolyt-unabhängig zu werten. Einen signifikanten Effekt von Progesteron oder dem E2/Progesteron Quotienten konnten wir nicht nachweisen. Als zugrunde liegender zellulärer Mechanismus zeigte sich eine ERalpha-abhängige Zunahme von HERG-Kaliumkanälen an der Plasmamembran. Dieser Effekt war bei der Mutante (R752P) nicht nachweisbar und konnte für ERbeta oder ohne ER nicht gezeigt werden. Ob die Zunahme durch vermehrtes "Trafficking", eine vermehrte Transkription oder einen anderen Mechanismus bedingt ist, kann noch nicht abschließend beurteilt werden. Schlussfolgerung: Eine Zunahme der E2-Serumkonzentration führt in Abhängigkeit von ERalpha zu vermehrter HERG-Lokalisation an der äußeren Zellmembran und erklärt so die Verkürzung der QTc-Zeit. Für die Zukunft könnte man erwägen, LQTS-Patientinnen in der Postpartal-Periode mit E2 zu behandeln, um so möglichen kardialen Ereignissen durch tachykarde Rhythmusstörungen vorzubeugen. Weiterhin wäre zu erwägen, Patientinnen mit erworbenem LQTS ebenso zu behandeln.
Schwerpunktthema: Das Alter. Das Verhältnis von alten zu jungen Menschen hat sich in den vergangenen 50 Jahren in den Industrienationen dramatisch verändert. Die verlängerte Lebenserwartung und abnehmende Geburtenrate führen zu einem »Ergrauen« der Gesellschaft mit einschneidenden Folgen für Sozial- und Gesundheitssysteme. Allein in Deutschland wird es im Jahr 2050 voraussichtlich zehn Millionen über 80-Jährige geben. Wie bereiten wir uns auf diese neue Situation vor? Was hält Menschen geistig und körperlich länger fit? Wie verändert sich die Situation am Arbeitsmarkt? Was tun gegen Parkinson und Alzheimer-Demenz? Welche Hilfen erhalten die Angehörigen Pflegebedürftiger? Alle diese Fragen greift die neue Ausgabe von »Forschung Frankfurt« auf. Die Alternsforschung ist ein expandierendes Forschungsfeld an der Universität Frankfurt, das interdisziplinär von der Ebene der Gene, Moleküle und Organe bis hin zum Menschen und seinem sozialen Umfeld reicht. Seit 2004 fördert das »Forum Alternswissenschaft und Alterspolitik« Forschung, Lehre und praktische Politik zum Thema Alter und Altern, unterstützt von der Universität des Dritten Lebensalters. In den Naturwissenschaften haben sich Grundlagenforscher und klinische Forscher zusammengeschlossen, um im Expertencluster »Alzheimer und Parkinson Forschung Frankfurt« gemeinsam die beiden gängigsten Erkrankungen des Alters zu bekämpfen. In der BHF-Stiftungsprofessur Gerontopsychiatrie verbinden sich medizinische und soziale Aspekte der degenerativen Alterserkrankungen. Schließlich ist auch das neu gegründete Interdisziplinäre Zentrum für Neurowissenschaften engagiert in der Erforschung von Alterskrankheiten, die das Gehirn betreffen.
Schwerpunktthema: Lernrisiken
*
Vorwort - Inhaltsverzeichnis
*
Kompakt
*
Bewegung – vielseitige Medizin, die wirkt. Dosierte körperliche Aktivität bei chronischen Erkrankungen steigert Gesundheit und Lebensqualität. [Christian Thiel, Lutz Vogt, Winfried Banzer]
*
»Eigentlich ist es nichts Besonderes – und genau das ist gut so!« Nordic Walking in der Onkologie. [Marita Dannenmann]
*
Belastungssteuerung im Spitzensport. Informations-Vorsprung für Trainer und Athleten. [Christian Thiel, Winfried Banzer]
*
Wenn Bartonellen ihre Anker auswerfen. Bartonella henselae verbindet Infektionsforschung mit Blutgefäßwachstum. [Christiane Beerlage, Fiona O'Rourke und Volkhard A. J. Kempf]
*
Verantwortung für die eigene Gesundheit fördern. Bewegungsprogramme stärken Langzeitarbeitslose über 50. [Lars Gabrys, Lutz Vogt]
*
Kinder-Onkologie: Freude durch und an Bewegung. Pädiatrische Stammzelltransplantation und Bewegungstherapie. [Beate Meichsner]
*
Privatanleger ignorieren guteAnlageberatung: Fundierte und unabhängige Empfehlungen gerne gefordert – aber nicht befolgt. [Andreas Hackethal et al.]
*
»Japan danach«: Irritation jenseits kollektiver Harmonie. Zu den vielen Wahrheiten von Fukushima und der Frage nach einer kritischen Öffentlichkeit. [Lisette Gebhardt]
*
Kinder kritzeln, zeichnen und malen – Warum eigentlich? Von der Welt- und Selbsterkundung. [Georg Peez]
*
Die Leiden des jungen »Gretchen« Ein Frankfurter Kriminalfall anno 1771/1772: Der Prozess gegen die Kindsmörderin Susanna Margaretha Brandt. [Kent D. Lerch, Sascha Ziemann und Jörg Ziethen]
*
Kleist Special: Der Unerschöpfliche - Der Unvergessene. Auch 200 Jahre nach seinem Tod: Heinrich von Kleist passt in kein Schema.
o
»...zu leben in einer Zeit, die vorbei, oder nicht da ist« – Von einem, der auszog – Kleists Suche nach einer Lebensform über den Augenblick hinaus. [Nora Khuon]
o
Die Doppelrolle eines simplen Strichs. Wenn der Erzähler erzählt, ohne zu erzählen – Zu Kleists (Gedanken)Strichen. [Waltraud Wiethölter]
o
»Gott, mein Vater!« Neues von der Marquise von O… [Andreas Kraß]
o
»Verwahr’ es wohl, es wird dir dereinst das Leben retten!« Kleist und die Biopolitik. [Davide Giuriato]
o
»Der Krüge schönster ist entzwei geschlagen« Komik in der Materialität des Körpers und des Zeichens. [Heinz Drügh]
o
»Was weiter erfolgte, brauchen wir nicht zu melden ...« Heinrich von Kleists »Poetik der Unschärfe«. [Christian Metz]
o
»O tief, tief sinkt die Schale des Glückes« Seine zwei letzten Jahre in Berlin: Kleist als Herausgeber der ersten Berliner Tageszeitung - Das heiter inszenierte Ende am Kleinen Wannsee. [Lisette Nichtweiss]
o
Von der wundersamen Vermehrung der Kleist-Lektüre. Im Gedenkjahr 2011 erweitern neue Bücher und Biografien das Wissen über den Dichter und Dramatiker. [Lisette Nichtweiss]
*
Gerechtigkeit vor der Höhe. Auch das ambitionierte Projekt »Justitia Amplificata« arbeitet am Forschungskolleg Humanwissenschaften in Bad Homburg v.d.H. [Bernd Frye]
*
Ein Personal Trainer mit Allround-Angebot. Goethe-Unibator ebnet Lehramtsstudenten den Weg in die Selbstständigkeit. [Anne Hardy und Mathias Wagenhoff]
*
Gute Bücher
*
Vorschau - Impressum
Sie sind nicht weniger intelligent als ihre gleichaltrigen Mitschüler, und doch sind ihre schulischen Leistungen meist schlechter: Kinder, die unter einer Störung mit Aufmerksamkeitsdefi zit und Hyperaktivität (ADHS) leiden, haben es schwer im Schulsystem. Wie können sie lernen, ihre Gefühle, Gedanken und Handlungen bewusst zu beeinfl ussen und sich nicht ständig ablenken zu lassen? Frankfurter Studien zeigen zum Beispiel, dass konkrete "Wenn-Dann-Pläne" ihre Konzentrationsfähigkeit deutlich verbessern können.
Yuniyanti Chuzaifah is one of the founders of "Voice of Concerned Mothers" (Suara Ibu Peduli or SIP) and later joined the "Coalition of Indonesian Women" (Koalisi Perempuan Indonesia or KPI). She studied at the Universities of Leiden and Amsterdam in the Netherlands, and later returned to Indonesia. Since March 2010 she has been the Director of the "Indonesian National Commission on Violence against Women" (Komnas Perempuan). This interview was conducted on 15 March 2010 at the organisation’s premises in Jakarta.
Indonesia is a multicultural and multireligious nation whose heterogeneity is codified in the state doctrine, the Pancasila. Yet the relations between the various social, ethnic, and religious groups have been problematic down to the present day, and national unity has remained fragile. In several respects, Christians have a precarious role in the struggle for shaping the nation. They are a small minority (about 9% of the population) in a country predominantly inhabited by Muslims; in the past they were interconnected in manifold ways with the Dutch colonial government; they exert great influence in economy and the military, and constitute the majority of the population in some parts of the so-called Outer Islands (such as Flores, Sumba, and Timor), which are characterized by an attitude fraught with ambivalence towards the state apparatus perceived as ‘Javanese’ and ‘Muslim’. In the aftermath of the former president Suharto’s resignation and in the course of the ensuing political changes – in particular the independence of East Timor – Christians were repeatedly discredited for allegedly posing a threat to Indonesian unity, and have been involved both as victims and perpetrators in violent regional clashes with Muslims that claimed thousands of lives. Since the beginning of the new millennium the violent conflicts have lessened, yet the pressure exerted on Christians by Islamic fundamentalists still continues undiminished in the Muslim-majority regions. The future of the Christians in Indonesia remains uncertain, and pluralist society is still on trial. For this reason the situation of Christians in Indonesia is an important issue that goes far beyond research on a minority, touching on general issues relating to the formation of the nation-state.
From the very outset of European expansion, scholars have been preoccupied with the impact of proselytization and colonization on non-European societies. Anthropologists such as Margaret Mead and Bronislaw Malinowski, who witnessed these processes at the beginning of the twentieth century while at the same time benefitting from the colonial structure, were convinced that the autochthonous societies could not possibly withstand the onslaught of the dominant European cultures, and thus were doomed to vanish in the near future. The fear of losing their object of research, which had just recently been discovered, hung above the heads of the scholars like a sword of Damocles ever since the establishment of anthropology as a discipline. They felt hurried to document what seemed to be crumbling away. Behind these fears there was the notion that the indigenous cultures were comparatively static entities that had existed untouched by any external influences for many centuries, or even millennia, and were unable to change. This idea was shared by proponents of other disciplines; in religious studies, for example, up to the late 1980s the view prevailed that the contact between the great world religions and the belief systems of small, autochthonous societies doomed the latter to extinction. However, more recent studies have shown that this assumption, according to which indigenous peoples have not undergone any changes in the course of history, is untenable. It became apparent that groups supposedly living in isolation have extensive contact networks, and that migration, trade, and conquest are not privileges of modern times. Myths and oral traditions bore witness of journeys to faraway regions, new settlements founded in unknown territories, or the arrival of victorious foreigners who introduced new ways and customs and laid claim to a place of their own within society.
Wie entsteht Schmerz? Und wie kann man ihn lindern? Um diese Fragen beantworten zu können, untersuchen Forscher eine Gruppe von Schlüsselmolekülen, die Eicosanoide, und ihre Abbauprodukte. Dabei machen sie immer wieder überraschende Entdeckungen: Blockiert man etwa durch Schmerzmittel wie Acetylsalicylsäure gezielt die Entstehung des Abbauprodukts Prostaglandin, schützt dies auch vor Krebs. Verhindert man die Entstehung von Leukotrienen, lassen sich allergische Reaktionen wie Asthma, aber auch Krebs, Osteoporose und Herz-Kreislauf-Erkrankungen beeinflussen.
Der L-Carnitin/gamma-Butyrobetain Antiporter CaiT ist ein Mitglied der Betain/Carnitin/Cholin Transporter (BCCT) Familie. Sekundärtransporter der BCCT Familie transportieren Substrate, die eine positiv-geladene quartäre Ammoniumgruppe besitzen. CaiT besteht aus 504 Amiosäuren und besitzt ein moleculares Gewicht von etwa 56 kDa. In Enterobakterien wie Escherichia coli, Proteus mirabilis und Salmonella typhimurium wird die Expression des caiTABCDE Operons unter anaeroben Bedingungen induziert. Unter diesen Bedinungen ist CaiT der Haupttransporter des Betain-Derivates L-Carnitin. In Enterobakterien wird L-Carnitin unter anaeroben Bedingungen aufgenommen und dehydratisiert wobei Crotonobetain ensteht. Crotonobetain wird anschließend zum Endprodukt gamma-Butyrobetain reduziert. Gamma-Butyrobetain ist das Gegensubstrat, das aus der Zelle hinaustransportiert wird, wenn L-Carnitin in die Zelle aufgenommen wird. Der Austauschmechanismus von LCarnitin gegen gamma-Butyrobetain geschieht ohne das Vorhandensein eines elektrochemischen Gradients, d.h. CaiT ist sowohl H+- als auch Na+-unabhängig. Ein Ziel dieser Arbeit war es die drei-dimensionale (3D) Struktur von CaiT mittels Röntgenstrukturanalyse zu lösen. Weiterhin sollten mit Hilfe der 3D-Struktur und funktionellen Studien detailiertere Erkenntnisse über den kationenunabhängigen Antiportmechanismus von CaiT ermittelt werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die 3D-Röntgenkristallstrukturen von drei CaiT-Homologen der Enterobakterien P. mirabilis (PmCaiT), E. coli (EcCaiT) und S. typhimurium (StCaiT) mittels molekularem Ersatz (engl.: molecular replacement, MR) mit einem Alanin-Model des CaiT verwandten Na+/Glycinbetain Symporters BetP gelöst. PmCaiT konnte mit einer Auflösung von 2.3 Å gelöst werden. Das Protein kristallisierte in der Kristallraumgruppe H3, mit drei Molekülen in der asymmetrischen Einheit (engl.: asymmetric unit, AU). Die drei PmCaiT-Moleküle ordneten sich innerhalb der AU um eine kristallographische dreifach Symmetrieachse an. EcCaiT wurde mittels MR mit einem Alanin-Model von PmCaiT bei einer Auflösung von 3.5 Å gelöst. EcCaiT kristallisierte in der Kristallraumgruppe P32, ebenfalls mit drei Molekülen in der AU, jedoch ohne kristallographische Symmetry. Während der Verfeinerung des EcCaiT-Models wurde eine strenge dreifache nichtkristallographische Symmetry (engl.: non-crystallographic symmetry, NCS) angewandt. StCaiT, das ebenfalls mittels MR mit einem Alanin-Model von PmCaiT, aber bei einer Auflösung von 4.0 Å gelöst wurde, kristallisierte in der Kristallraumgruppe P65, ebenfalls mit drei StCaiT-Molekülen in der AU, ohne kristallographische Symmetry. Bei der Verfeinerung des StCaiT-Modells wurde wie bei EcCaiT eine strenge NCS angewandt. Da die Auflösung von 4.0 Å bei StCaiT zu niedrig ist um detailierte moleculare Erkenntnisse zu gewinnen, wurden Protein- sowie Substratinteraktionen nur an den Strukturen von PmCaiT und EcCaiT analysiert. Alle drei CaiT-Homologe weisen jedoch einen ähnlichen strukturellen Aufbau auf. In der Röntgenkristallstruktur bildet CaiT ein symmetrisches Trimer, das über ionische und polare Wechselwirkungen zwischen den Protomeren stabilisiert wird. Der trimere Oligomerisierungszustand von CaiT in Detergenzlösung sowie in zweidimensionalen Lipidmembrankristallen wurde bereits in früheren Arbeiten gezeigt. Jedes der drei CaiT-Protomere besteht aus zwölf Transmembranhelices (TMH), die N- und C-terminalen Domänen des Proteins befinden sich auf der cytoplasmatischen Seite. Zehn der TMH bilden zwei invertierte Wiederholungseinheiten aus jeweils fünf TMH. Die erste Einheit besteht aus den TMH 3 – 7, die invertierte zweite Einheit besteht aus den TMH 8 – 12. Beide Wiederholungseinheiten sind strukturell nahezu identisch und lassen sich fast vollständig übereinanderlegen, jedoch weisen die Aminosäuren der beiden Einheiten keine signifikante Sequenzidentität auf. Die ersten beiden Helices der Wiederholungseinheiten, die TMH 3 – 4 und die TMH 8 – 9, bilden ein antiparalleles vier-Helix-Bündel, in dem in CaiT zwei Substratbindestellen lokalisiert sind. Eine derartige Transporterarchitektur wurde erstmals in der Struktur des Na+/Alanin Symporters LeuTAa des thermophilen Bakteriums Aquifex aeolicus gezeigt. Bislang wurden, inklusive CaiT, sieben Sekundärtransporterstrukturen gelöst, die diese LeuT-Transporterarchitektur aufweisen. Ungewöhnlich dabei ist, dass diese sieben Sekundärtransporter fünf verschiedenen Transporterfamilien angehören und eine Verwandschaft auf Basis der Aminosäuren nicht zu finden ist. Da jedoch die tertiäre Struktur dieser Tansporter konserviert ist, kann davon ausgegangen werden, dass sie alle von einem Urprotein entstanden sind, welches zunächst aus fünf TMH bestanden haben muss. Im Laufe der Evolution hat sich das Urgen des Urproteins zunächst dupliziert und die weitere Evolution hat zwar die Aminosäuresequenz verändert und den Umweltbedingungen angepasst, jedoch ist die tertiäre Struktur erhalten geblieben. Da sich die tertiäre Struktur der sieben Sekundärtransporter so stark ähnelt, ist zu vermuten, dass auch der Transportmechanismus ähnlich, jedoch nicht identisch ist. Nach dem strukturellen Aufbau der Transporter, der Lage der Substratbindestellen in den jeweiligen Transportern und der Tatsache, dass es sich bei diesen Proteinen um Membranproteine handelt, wurde ein Transportmechanismus aufgestellt, in dem die Bindestelle des zu transportierende Substrats alternierend zu beiden Seiten der Membran zugänglich ist, ohne jedoch jemals den Substratweg innerhalb des Proteins vollständig zu öffnen. Dieser Mechanismus wurde als “alternating access mechanism” beschrieben. Anhand der unterschiedlichen Zustände, in denen einige der Transporter kristallisierten, kann abgeleitet werden, welche Konformationsänderungen erforderlich sind um das Substrat von einer Seiter der Membran auf die andere zu transportieren. Bisher kristallisierten einzelne der sechs Transporter in der nach außen gerichteten offenen Form, der nach außen gerichteten Form, in der die Substratbindestelle jedoch nicht mehr zugänglich ist, in einer Form, die keine Öffnungspräferenz der Substratbindestelle zu einer Seite der Membran hat und in der nach innen gerichteten Form, in der die Substratbindestelle jedoch nicht geöffnet ist. CaiT kristallisierte in der noch fehlenden Konformation, der nach innen gerichteten Form, in der die Substratbindestelle zugänglich ist. Mit dieser noch fehlenend Konformation kann der Transportzyklus des “alternating access mechanism” vollständig beschrieben werden. Alle drei CaiT-Homologe kristallisierten in der nach innen gerichteten, offenen Konformation. Im Gegensatz zur EcCaiT-Struktur kristallisierte PmCaiT in der substratungebundenen Form. In der StCaiT-Struktur konnte aufgrund der niedrigen Auflösung kein Substrat nachgewiesen werden. In der EcCaiT-Struktur sind zwei gamma-Butyrobetain-Moleküle gebunden. Das erste Molekül wurde in der zentralen Substratbindestelle, der sogenannten Tryptophan-Box bestehend aus vier Tryptophanen, im Zentrum des Protein lokalisiert. Das zweite gamma-Butyrobetain-Molekül wurde in einer Vertiefung an der extrazellulären Proteinoberfläche gefunden. Beide Substrate werden hauptsächlich über Kation-Pi-Interaktionen zwischen der positiv geladenen quatären Ammoniumgruppe des Substrats und des Pi-Elektronensystems der Tryptophane in den jeweiligen Bindestellen gebunden. Eine besondere Eigenschaft von CaiT ist der H+- bzw. Na+-unabhängige Substrattransport. Die CaiT-Struktur erklärt warum kein zusätzliches Kation benötigt wird um Substrat zu binden oder zu transportieren. In der EcCaiT-Struktur ist eine wichtige polare nicht-bindende Interaktion zwischen der Carboxylgruppe des gamma-Butyrobetains und dem Schwefelatom eines Methionins in der zentrale Bindestelle zu erkennen. Dieses Methionin ist konserviert in den prokaryotischen CaiTs und in den Na+-unabhängigen eukaryotischen L-Carnitin Transportern (OCTN), jedoch ist es nicht konserviert im Na+-abhängigen verwandten Glycinbetain Transporter BetP. In BetP ist diese Position des Methionins durch ein Valin ersetzt. Die Mutation des Methionins in CaiT zu Valin ermöglicht zwar immernoch die H+- bzw. Na+-unabhängige Bindung des Substrates durch die Tryptophan-Box, jedoch ist der Substrattransport nahezu vollständig zerstört. Eine derart wichtige Substratkoordinierende Funktion des Schwefelatoms eines Methionins wurde bisher nicht beschrieben. Eine weitere Stelle, die in H+- bzw. Na+-abhängigen Transporter mit H+ bzw. Na+ besetzt ist, ist in CaiT von einem positiv geladenen Arginin eingenommen. Eine positive Ladung an dieser Stelle stabilisiert den Bereich im Protein in der Nähe der zentralen Substratbindestelle. Die Mutation des Arginins zu Glutamat in CaiT erzielt eine vollständige Inaktivierung des Substrattansports. Durch Zugabe von Na+ im Transportansatz kann die Substrattransportaktivität der Glutamat-Mutante jedoch teilweise zurückerlangt werden. Diese eben beschriebenen Aminosäurereste in den beiden Stellen des Proteins erklären die Kationenunabhängigkeit von CaiT. Die Aktivierung des Antiportmechanismus in CaiT wurde mit Hilfe von Bindungsstudien an rekonstituiertem Protein ermittelt. Diese Messungen ergaben für das Wildtypprotein ein sigmoidales Substratbindungsverhalten, was auf ein positiv-kooperatives Bindungsverhalten hindeutet. Die beiden Substratbindestellen im Protein sowie die beiden unterschiedlichen Substrate, L-Carnitin und gamma-Butyrobetain, lassen auf einen heterotropen positiv-kooperativen Bindungs- und einen allosterisch regulierten Transportmechanismus schließen. Bei diesem Mechanismus erhöht die Bindung eines Substrats in der regulatorischen Bindestelle durch induzierte Konformationsänderungen die Affinität eines anderen Substrats in einer weiteren Substratbindestelle. Die regulatorische Bindestelle in CaiT befindet sich an der extrazellulären Proteinoberfläche. Eine Schwächung der Substrataffinität in dieser Bindestelle durch Einführung einer Mutation, verstärkt das sigmoidale Substratbindungsverhalten und hat einen negativen Einfluss auf den Substrattransport. Durch die in dieser Arbeit gelösten 3D-Röntgenkristallstrukturen der zwei CaiT-Homologen, PmCaiT und EcCaiT, sowie den durchgeführten funktionellen Studien sowohl an Wildtypprotein wie auch an Mutanten konnte ein L-Carnitin/gamma-Butyrobetain Antiport-Mechanismus für CaiT vorzuschlagen werden.