open_UMR (Universität Marburg)
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Strukturiertes Nachweissystem zur Bescheinigung von Digitalkompetenzen für Beschäftigte der Philipps-Universität Marburg.
No full textDas Digikum_UMR ist im Rahmen des Projekts EnableD (2023 – 2025) entwickelt und implementiert worden. Das Gesamtziel des Drittmittelprojekts EnableD war es, die Handlungsfähigkeit in digitalen Arbeitsumgebungen zu fördern. In diesem Rahmen wurde ein Nachweissystem zur Abbildung des Kompetenzerwerbs geschaffen, das individuelle Lernwege abbildet (Meilenstein 3.2.). Das ist in Form des Digikum_UMR gemeinsam mit dem Referat für Personalentwicklung umgesetzt worden. Die Bescheinigung zu digitalen Kompetenzen kann auf drei verschiedenen Niveaustufen (Grundlagen, Mittelstufe, Fortgeschritten) erworben werden. Sie ist anschlussfähig an den europäischen Referenzrahmen DigComp 2.2 und integriert Künst-liche Intelligenz als Querschnittsthema. Die primäre Zielgruppe für das Digikum_UMR sind die Beschäftigten der Philipps-Universität Marburg, insbesondere in der Verwaltung. Perspektivisch kann das Nachweissystem jedoch auch auf andere Gruppen wie Studierende oder Forschende übertragen werden
Iconic Turn in den christlichen Konfessionen
No full textDer Umgang mit Bildlichkeit gehört seit jeher zum Christentum. Dabei oszilliert der unterschiedliche Umgang mit Bildern in den christlichen Konfessionen zwischen Ablehnung und Zustimmung und konnte so zu einem identitätsstiftenden Merkmal werden. Mit Aufkommen der Bilderflut in der Spätmoderne und dem „Iconic Turn“ als Neuorientierung in den Kulturwissenschaften ist zu beleuchten, welche Konsequenzen diese Zusammenhänge für die christlichen Konfessionen heute bedeuten. Der Band bringt kulturwissenschaftliche, philosophische und theologische Perspektiven unterschiedlicher Konfessionen zusammen. Er dokumentiert damit die erste Tagung eines neu gegründeten Forschungsnetzwerkes, das auf europäischer Ebene ökumenisch und interdisziplinär zur Frage der Bildlichkeit und des "Iconic Turn" forscht.Visual imagery has always been part of Christianity, whereby the different ways in which Christian denominations deal with images has become an identity marker, oscillating between icon and aniconism. With the iconic turn as a new orientation in cultural studies, the extent to which the late modern flood of images has an impact on image theologies needs to be explored.Gefördert durch den Open-Access-Publikationsfonds der UB Marburg
Technical evaluation, verification, and clinical implementation of a patient surface monitoring system for Surface Guided Radiation Therapy of lesions in the area of the head
No full textBei Bestrahlungen im Bereich des Kopfes ist eine genaue Positionierung sowie stabile Lagerung der Patientinnen und Patienten unerlässlich. Die Verwendung eines Oberflächen-Überwachungssystems kombiniert mit einem Immobilisierungssystem, welches die Oberfläche der zu behandelnden Region weiter detektierbar ist, stellt hierbei eine Möglichkeit dar sowohl die Positionierung als auch die Überwachung dieser Position durchzuführen. Der aktuelle Standard zur Immobilisierung bei Bestrahlungen im Bereich des Kopfes stellen dabei thermoplastische Maskensysteme dar. Jedoch existiert unter den betreffenden Patientinnen und Patienten ein Kollektiv, welches ein solches Maskensystem nicht toleriert. Ein Oberflächen-Überwachungssystem bietet das Potential die Bestrahlung von Mitgliedern dieses Kollektivs zu ermöglichen. Jedoch muss vor einer Einführung im Vorhinein die Genauigkeit und Stabilität des verwendeten Oberflächen-Überwachungssystems für die angestrebten Lagerungen unter klinischen Bedingungen evaluiert werden.
Die Fragestellungen dieser Arbeit befassen sich mit der Entwicklung einer klinischen Routine zur Einführung eines Ober-flächen-Überwachungssystem für Bestrahlungen im Bereich des Kopfes unter Einsatz reduzierter Immobilisierungssysteme. So wird untersucht, welche Genauigkeit und Stabilität ein bestimmtes Oberflächen-Überwachungssystems, im Bereich des Kopfes erreichen kann. Des Weiteren wird auf die Frage eingegangen, ob ein solches System die Möglichkeit bietet Patientinnen und Patienten, welche keine Maske tolerieren, ohne Einsatz einer solchen unter Beobachtung der Oberfläche korrekt zu bestrahlen. Zudem wird die Frage erörtert, ob und unter welchen Maßgaben bei der Verwendung eines offenen thermoplastischen Maskensystems, welches das Gesicht der zu behandelnden Person zur Beobachtung frei lässt, auf eine tägliche Bildgebung durch ionisierende Strahlung verzichtet werden kann.
Zur Evaluierung von Genauigkeit und Stabilität des Systems wurden unter Verwendung eines anthropomorphen Kopf-Phantoms verschiedene Messungen sowohl zeitaufgelöst als auch positionsgebunden durchgeführt. Dabei wurde gezeigt, dass für eine Dauer von 15 Minute die Stabilität des untersuchten Systems bei 0,10° bzw. 0,1mm liegt, insofern nicht Teile des Sichtfelds des Systems durch das Therapiegerät blockiert werden. Bei einer solchen Blockade ist die Stabilität jedoch nur geringfügig niedriger mit Werten um 0,10° und 0,2mm. Bezüglich der Genauigkeit wurden maximale Abweichungen zwischen detektierter und realer Position von 0,3° 1,1mm festgestellt, welche jedoch nur unter extremen Abweichungen zwischen der angestrebten und der aktuellen Position auftreten. Unter klinischen Bedingungen konnten die Fehler verursacht durch die Ungenauigkeiten des Systems mit um 0,1° und maximal 0,32mm ermittelt werden. Zudem wurden bei der Untersuchung der Genauigkeit verschiedene Abhängigkeiten zwischen Rotationen und translatorischen Bewegungen erkennbar.
Die Untersuchung eines Kollektivs von 14 gesunden Probandinnen und Probanden zeigte, dass diese ihre Köpfe in einem Zeitraum von 15 Minuten im Mittel maximal 0,22° bzw. 2,2mm von der ursprünglichen Position wegbewegten. Bei der Evaluierung von Lagerungsgenauigkeit und -stabilität eines Kollektivs von Patientinnen und Patienten wurde anhand der Untersuchung von 17 Behandlungen gezeigt, dass eine Lagerung anhand einer offenen Maske und dem Oberflächen-Überwachungssystem deutlich exakter ist gegenüber einer Lagerung durch eine konventionelle Maske sowie Markierungen auf dieser. Innerhalb gängiger Bestrahlungszeiträume lagen die Bewegungen der Patientinnen und Patienten in einer offenen Maske unterhalb von 1mm, was vergleichbar ist mit Bewegung, welche in einer geschlossenen Maske möglich sind. Für mögliche Szenarien einer reduzierten Bildgebung wurden für Läsionen verschiedener Größe die benötigten Sicherheitssäume zwischen CTV und PTV berechnet. So wurde beispielhaft gezeigt, dass für die fraktionierte Bestrahlung einer zerebralen Läsion von 10cm Größe durch eine Erweiterung des Sicherheitssaums um weniger als 1mm nur noch jeden zweiten Tag und durch eine Erweiterung um ca. 1,5mm nur noch einmal wöchentlich eine Bildgebung auf Basis ionisierender Strahlung notwendig ist. Zusätzlich wurden im Rahmen einer Fallstudie bei zwei Patienten, welche keine geschlossene Maske tolerierten, eine Bestrahlung gänzlich ohne Maske durchgeführt.
Insgesamt wurde durch die technische Evaluierung des Systems ein erhöhtes Verständnis für dieses geschaffen. Des Weiteren zeigte sich, dass die notwendige Stabilität und Genauigkeit für eine korrekte Lagerung im Bereich des Kopfes gegeben sind. Es konnte gezeigt werden, dass ohne Verwendung eines thermoplastischen Maskensystems sowie anderer individueller Lagerungshilfen eine stabile Positionierung möglich ist. Zudem wurde gezeigt, dass durch die Verwendung des Oberflächen-Überwachungssystem menschliche Fehler bei der Lagerung vermieden werden können. Außerdem wurde herausgestellt, dass der benötigte Sicherheitssaum zwischen CTV und PTV für Lagerung und Bewegung der Patientinnen und Patienten bei einer offenen Maske unter Verwendung des Oberflächen-Überwachungssystems nicht erhöht ist gegenüber einer geschlossenen Maske. Trotz alledem kann bei der Lagerung mit offener Maske durch eine minimale Erhöhung dieses Sicherheitssaums auf eine tägliche Bildgebung unter Verwendung ionisierender Strahlung verzichtet werden. In einzelnen Fällen kann eine Erhöhung des Sicherheitssaums zum gleichen Therapie-Erfolg führen, womit dem ALARA-Prinzip Folge geleistet wird. Außerdem wurde gezeigt, dass eine Bestrahlung von Personen mit klaustrophobischen Symptomen möglich ist, ohne die Sicherheitsstandards einer Bestrahlung mit geschlossener Maske aufgeben zu müssen. Somit wurden alle Ziele dieser Arbeit erreicht und erfolgreich eine Routine zur Einführung des Oberflächen-Überwachungssystem am Universitätsklinikum Marburg entwickelt.For radiotherapies in the region of the head, a precise positioning and stable alignment of the patient is necessary. The usage of a surface guidance system in combination with a system to immobilize the patient, which is suitable for the detection of the patient's surface, represents a solution for the positioning and the monitoring of this position. State of the art of immobilizations for radiotherapies in the region of the head are thermoplastic mask systems. But there is a collective of patients, who does not tolerate the usage of a conventional thermoplastic mask system. A surface guidance system got the potential make a radiotherapy for these patients possible. Nevertheless, before the usage of such a system, the stability and accuracy for the south art of patient positioning has to be evaluated under clinical circumstances.
The aims of this work lead to the clinical implementation of a surface guidance system for radiotherapies in the region of the head under the usage of different immobilization systems. It will be investigated, which amount of accuracy and stability can be reached with a surface guidance system installed at the University Hospital of Marburg. Furthermore, the question will be answered, if such a system offers the possibility to treat patients, which do not tolerate any type of thermoplastic mask. Another point of this work is the question, under which circumstances the rate of imaging using ionizing radiation can be reduced under the usage of a reduced of a thermoplastic mask leaving the face open.
To evaluate the accuracy and stability of the system, different measurements in terms of time and different positions where performed using an anthropomorphic head phantom. For a time period of 15 minutes it was shown that the stability of the system is within 0.10° and 0.1mm, if the field of view is not in blocked in any part. In the case of such a blockage, the stability still lies within 0.10° and 0.2mm. In terms of the accuracy, deviations showed a maximum of 0.3° and 1.1mm$, however this amount of deviations occurred for extreme differences between the sought and the actual position. Under clinical circumstances, the errors resulting from the deviations could be determined about 0.1° and a maximum of 0.32mm. Moreover, a certain systematic was detected between rotational and translational movements.
The investigation of a collective of 14 volunteers showed a maximum movement of the head of 0.22° and 2.2mm on average away from the original position. With the examination of 17 therapies of a collective of patients immobilized with an open mask, it was shown that the accuracy and stability of this positioning is clearly more precise than the positioning with a conventional mask with markers on it. Within common durations of a radiotherapy, the movement of this patients was below 1 mm and thus comparable to the possible movements inside a conventional mask. For different scenarios regarding lesions of different dimensions inside the region of the head and different rates of imaging using ionizing radiation, the margins needed between the clinical and the planning target volume where calculated. For example, for a 10 cm cerebral lesion treated with fractionated radiotherapy, the imaging can be reduced to every other day with an expansion of the margins below 1 mm and with an expansion of about 1,5 mm, only imaging once a week is necessary. Additionally, a case study with the treatment of two patients, which did not tolerate any type of thermoplastic mask, was performed.
Overall, trough the technical evaluation of the surface guidance system, a better understanding of the system has arisen. Additionally, it was shown that the systems accuracy and stability meet the requirements for correct and precise positioning for radiotherapy in the region of the head. Also, it was shown, that a stable positioning without the usage of an individual immobilization system is possible. Furthermore, the usage of the surface guidance system eliminates the possibility of human failure. It was pointed out, that the margins for the usage of a conventional mask system and the investigated open mask system are equivalent. Nevertheless, with the usage of this surface guidance system, the margins can be increased in a small amount to reduce the rate of imaging using ionizing radiation. In single cases, this can lead to the same success of the therapy following the ALARA principles. Additionally, it was shown that a successful treatment of patients not tolerating any thermoplastic mask is suitable with the usage of a surface guidance system. Inferring, all goals of this work were reached successfully and a routine for the implementation of the investigated surface guidance systems in the clinical workflow of the University Hospital Marburg was developed
Untersuchung der gewebespezifischen Anfälligkeit des Endothels in Gehirn und Retina gegenüber systemischen Stressoren der Neuromyelitis optica Spektrum Erkrankungen
No full textNeuromyelitis optica spectrum disorders (NMOSD) are rare autoimmune diseases characterized by the presence of autoantibodies (AQP4-IgG) against the water channel protein aquaporin-4 (AQP4). The primary clinical manifestations are recurrent episodes of transverse myelitis and optic neuritis driven by local, AQP4-IgG-mediated inflammation. While AQP4-IgG primarily target astrocytic AQP4 in the brain, spinal cord and optic nerve, AQP4 is also expressed in retinal Müller glial cells, suggesting a potential primary retinopathy in NMOSD. To investigate whether the brain and retina are equally targeted by AQP4-IgG, it is essential to examine the initial barrier these autoantibodies must overcome to infiltrate target tissues: the endothelium. The microenvironment-induced heterogeneity in endothelial properties across different tissues necessitates research into how these endothelial cells respond to systemic, barrier-disrupting stressors, thereby determining their varying levels of protection against AQP4-IgG extravasation.
The first part of this dissertation examines the impact of systemic hydrogen peroxide (H2O2)-induced oxidative stress on the integrity of the endothelial barrier in the brain and retina, as well as its influence on the endothelial complement secretome. Real-time cell analysis (RTCA), an impedance-based method for assessing paracellular barrier integrity, revealed cell type-specific in vitro growth phases, with primary human brain microvascular endothelial cells (HBMEC) exhibiting a more stable cultivation compared to primary human retinal endothelial cells (HREC). Following exposure to 500 µM H2O2, HBMEC displayed hyperpermeability, whereas HREC maintained a functional barrier under the same conditions. These RTCA findings were confirmed by immunocytochemistry of adherens junction marker vascular endothelial cadherin, which showed a stronger signal reduction in HBMEC compared to HREC following H2O2 treatment. Investigation of the endothelial complement secretome using a bead-based multiplex enzyme-linked immunosorbent assay revealed that both endothelial cell types secrete the complement regulators factor H (FH) and factor I (FI). FH secretion remained stable under oxidative stress in both cell types, while FI secretion decreased at higher H2O2 concentrations.
The second part of this dissertation explores the effects of proinflammatory complement activation products C3a and C5a on the para- and transcellular endothelial barrier integrity in the brain and retina, and the extent to which these complement activation products regulate gene expression of CDH5, C3, C5, C3AR1 and C5AR1. RTCA indicated that C3a decreases paracellular endothelial barrier integrity in HBMEC, but not in HREC, an effect that was mitigated when C5a was present at a 1:10 ratio to C3a. Both C3a and C5a increased transcellular IgG transport in HBMEC, but not in HREC. Gene expression analysis showed an upregulation of C3 and C5 expression in HREC, but not in HBMEC.
These findings suggest that both oxidative stress and proinflammatory anaphylatoxins C3a and C5a disrupt the brain endothelial barrier more significantly than the retinal barrier. This indicates a higher susceptibility of the brain to pathological IgG extravasation compared to the retina in NMOSD, highlighting the retina’s potential protective mechanisms against autoimmune damage.Neuromyelitis-optica-Spektrum-Erkrankungen (NMOSD) sind seltene Autoimmunerkrankungen, die durch das Vorhandensein von Autoantikörpern (AQP4-IgG) gegen das Wasserkanalprotein Aquaporin-4 (AQP4) gekennzeichnet sind. Teil einer primären, klinischen Manifestation sind wiederkehrende Episoden von transverser Myelitis und Optikusneuritis, die durch lokale, AQP4-IgG-vermittelte Entzündungen hervorgerufen werden. Während AQP4-IgG hauptsächlich astrozytäres AQP4 im Gehirn, Rückenmark und Sehnerv angreifen, wird AQP4 auch in retinalen Müller-Gliazellen exprimiert, was auf eine mögliche primäre Retinopathie bei NMOSD hinweist. Um zu untersuchen, ob AQP4-IgG Gehirn und Retina gleichermaßen angreifen, ist es wichtig, die initiale Barriere zu betrachten, die diese Autoantikörper überwinden müssen, um in Zielgewebe einzudringen: das Endothel. Unterschiede in der organspezifischen Mikroumgebung erzeugen endotheliale Heterogenität über die Gewebe hinweg. Diese Heterogenität erfordert eine präzise Erforschung der zelltyp-spezifischen Reaktion auf systemische Stressoren, um potentielle Unterschiede zwischen den Geweben hinsichtlich des Schutzgrades vor AQP4-IgG Extravasation zu bestimmen.
Der erste Teil dieser Dissertation untersucht den Einfluss von Wasserstoffperoxid (H2O2) induziertem systemischen oxidativen Stress auf die Integrität der endothelialen Barriere im Gehirn und in der Retina sowie dessen Einfluss auf das endotheliale Komplement Sekretom. Die Echtzeit-Zellanalyse (RTCA), eine impedanz-basierte Methode zur Bewertung der parazellulären Barriereintegrität, zeigte zelltyp-spezifische in vitro Wachstumsphasen, wobei primäre humane mikrovaskuläre Endothelzellen des Gehirns (HBMEC) eine stabilere Kultivierung aufwiesen als primäre humane Endothelzellen der Retina (HREC). Nach der Exposition gegenüber oxidativem Stress mit 500 µM H2O2 zeigten HBMEC Hyperpermeabilität, während HREC unter den gleichen Bedingungen eine funktionelle Barriere aufrechterhielten. Diese RTCA Ergebnisse wurden mittels Immunzytochemie des Zellkontaktmarkers vaskuläres endotheliales bestätigt, dessen Signalstärke eine deutlichere Abnahme in HBMEC im Vergleich zu HREC nach der Behandlung mit H2O2 zeigte. Die Untersuchung des endothelialen Komplement Sekretoms mittels eines bead-basierten enzymgekoppelten Immunadsorptionstests ergab, dass beide Zelltypen die Komplementregulatoren Faktor H (FH) und Faktor I (FI) sezernieren. Die FH Sekretion blieb unter oxidativem Stress in beiden Zelltypen stabil, während die FI Sekretion bei höheren H2O2-Konzentrationen abnahm.
Der zweite Teil dieser Dissertation untersucht die Auswirkungen der proinflammatorischen Komplementaktivierungsprodukte C3a und C5a auf die para- und transzelluläre endotheliale Barriereintegrität im Gehirn und in der Retina sowie inwieweit diese Komplementaktivierungsprodukte die Genexpression von CDH5, C3, C5, C3AR1 und C5AR1 regulieren. Im RTCA zeigte sich, dass C3a die parazelluläre Barriereintegrität in HBMEC, aber nicht in HREC verringert - ein Effekt, der abgeschwächt wurde, wenn C5a in einem Verhältnis von 1:10 zu C3a vorhanden war. Sowohl C3a als auch C5a erhöhten den transzellulären IgG Transport in HBMEC, jedoch nicht in HREC. Die Genexpressionsanalyse zeigte eine Hochregulierung der C3 und C5 Expression in HREC, jedoch nicht in HBMEC.
Die Ergebnisse beider Publikationen deuten darauf hin, dass sowohl oxidativer Stress als auch die proinflammatorischen Anaphylatoxine C3a und C5a die Gehirnendothelbarriere stärker stören als die retinale Endothelbarriere. Dies weist auf eine höhere Anfälligkeit des Gehirns für pathologische IgG Extravasation bei NMOSD hin und unterstreicht die potenziellen Schutzmechanismen der Retina gegen autoimmune Schäden
Erforschung von Biosynthesewegen durch Genom Mining: Fallstudien von zwei Penicillium-Arten
No full textNature, as a vast reservoir of resources closely connected to human life, not only provides the material foundation for daily living but also serves as a vital source for health protection. Among these resources are numerous natural products that have been developed into medicines. However, with the rise of drug resistance and the accelerating environmental changes, the demand for new drugs continues to grow. Microorganisms, as a key component of the natural world, offer promising solutions to this challenge. Having evolved a diverse array of adaptive strategies in response to various environmental pressures, microorganisms engage in processes such as communication and competition, often mediated by secondary metabolites. These molecules, in turn, represent a valuable resource for further drug discovery.
The research on the biosynthesis of natural products has laid a valuable foundation for the production and utilization of medicinal compounds. With the rapid advancements in sequencing and bioinformatics technologies, an enormous amount of microbial genomic data has been become available. This surge in data has significantly increased the number of predicted biosynthetic gene clusters, highlighting the vast potential of microbial systems for synthesizing secondary metabolites. However, many of these biosynthetic gene clusters remain unlinked to the secondary metabolites they produce, creating an urgent need for research focused on predicting and elucidating biosynthetic pathways through genome mining strategies.
In collaboration with Zheng-Xi Zhang, we identified two biosynthetic pathways in Penicillium palitans NRRL 2033 by employing a top-down genome mining strategy with the isolated compounds as the starting point. This led to the identification of a gene cluster, named vdo cluster, which shows notable similarity to the pen and asq clusters involved in the biosynthesis of viridicatin and 4'-methoxyviridicatin. Heterologous expression in Aspergillus nidulans LO8030 and feeding experiments confirmed that four genes, vdoABCD, within this newly identified cluster are responsible for viridicatol biosynthesis. In particular, the cytochrome P450 enzyme VdoD catalyzes a key reaction by converting cyclopenin to cyclopenol, shedding light on a previously uncharacterized meta-hydroxylation process on a monoalkylated benzene ring.
Similarly, another gene cluster, termed spe, was identified in the genome of P. palitans, displaying high similarity to the cpa clusters involved in cyclopiazonic acid (CPA) and speradine A biosynthesis. Disruption of the backbone gene speA in the native producer, coupled with the heterologous expression of speABCDE in A. nidulans LO8030, confirmed the role of these five genes in the biosynthesis of both CPA and speradines including speradine F. Additional heterologous expression and precursor feeding experiments revealed that the P450 enzyme SpeD catalyzes an oxidation reaction at C-2 of the indole ring, while the methyltransferase SpeE is responsible for N-1 methylation. Intriguingly, the conversion of speradine A to speradine F involves multiple spontaneous hydroxylations, leading to the formation of a cyclic ketal ring. This discovery highlights an example of less-studied multiple non-enzymatic hydroxylations and provides insight into the formation of similar chemical skeletons.
In a third project, in collaboration with Yu Dai and Dr. Jing Zhou, a bottom-up approach focused on targeted gene cluster mining was employed to investigate a gene cluster in Penicillium roqueforti FM164, which is responsible for the biosynthesis of alkyl salicylaldehyde derivatives. The products of this biosynthetic gene cluster were identified through heterologous expression in A. nidulans LO8030 combined with promoter replacement. These products were determined to be novel alkyl salicylaldehyde derivatives containing an ethanolamine moiety. Heterologous expression and feeding experiments revealed that their biosynthesis requires a cytochrome P450 enzyme and two flavin-containing monooxygenases, which operate in a coordinated sequence of oxidation steps both prior to and following ethanolamine incorporation. This finding enhances our understanding of the diverse modification potential in alkyl salicylaldehyde scaffolds. As the second gene cluster identified in P. roqueforti responsible for producing alkyl salicylaldehyde derivatives, these results further emphasize the role of gene cluster duplication in diversifying biosynthetic pathways and expanded the structural variety of secondary metabolites.Die Natur stellt ein riesiges Reservoir an Ressourcen dar, welches in enger Verbindung zum menschlichen Leben steht und nicht nur die materielle Grundlage für das tägliche Leben liefert, sondern auch als wichtige Quelle für die Gesundheit dient. Zu diesen Ressourcen gehören zahlreiche Naturstoffe, die zu Arzneimitteln entwickelt wurden. Mit der Zunahme von Arzneimittelresistenzen und den sich beschleunigenden Umweltveränderungen steigt jedoch die Nachfrage nach neuen Medikamenten weiter an. Mikroorganismen, die ein wichtiger Bestandteil der natürlichen Welt sind, bieten vielversprechende Lösungen für diese Herausforderung. Mikroorganismen haben als Reaktion auf verschiedene Umweltbelastungen eine Vielzahl von Anpassungsstrategien entwickelt und sind an Prozessen wie Kommunikation und Wettbewerb beteiligt, die häufig durch Sekundärmetaboliten vermittelt werden. Diese Moleküle wiederum stellen eine wertvolle Ressource für die weitere Entdeckung von Arzneimitteln dar.
Die Erforschung der Biosynthese von Naturstoffen hat eine wertvolle Grundlage für die Herstellung und Anwendung von Arzneimitteln geschaffen. Die raschen Fortschritte in der Sequenzierung und den Bioinformatik-Technologien haben zu einer deutlichen Zunahme der Verfügbarkeit von mikrobiellen Genomdaten geführt. Diese große Menge an Daten hat die Anzahl der vorhergesagten biosynthetischen Gencluster erheblich erhöht und verdeutlicht das enorme Potenzial mikrobieller Systeme für die Biosynthese von Sekundärmetaboliten. Viele dieser biosynthetischen Gencluster sind jedoch nicht mit den von ihnen produzierten Sekundärmetaboliten verknüpft, sodass ein dringender Bedarf an Forschung besteht, die sich auf die Vorhersage und Aufklärung von Biosynthesewegen durch Genom-Mining-Strategien konzentriert.
In Zusammenarbeit mit Zheng-Xi Zhang wurden zwei Biosynthesewege in Penicillium palitans NRRL 2033 aufgedeckt, Mit Hilfe einer Top-down-Genom-Mining-Strategie haben wir die isolierten Verbindungen als Ausgangspunkt verwendet. Dies führte zur Identifizierung eines Genclusters mit der Bezeichnung vdo-Cluster, der eine bemerkenswerte Ähnlichkeit mit den pen und asq Clustern für die Biosynthese von Viridicatin und 4'-Methoxyviridicatin aufweist. Die heterologe Expression in Aspergillus nidulans LO8030 und Fütterungsversuche bestätigten, dass die vier Gene vdoABCD innerhalb dieses neu identifizierten Clusters für die Biosynthese von Viridicatol verantwortlich sind. Insbesondere das Cytochrom-P450-Enzym VdoD katalysiert dabei eine Schlüsselreaktion, indem es Cyclopenin in Cyclopenol umwandelt, wodurch ein bisher wenig erforschter Meta-Hydroxylierungsprozess an einem monoalkylierten Benzolring aufgeklärt werden konnte.
In ähnlicher Weise wurde im Genom von P. palitans ein weiteres Gencluster mit der Bezeichnung spe identifiziert, was eine große Ähnlichkeit mit den cpa-Clustern aufweist, die an der Biosynthese von CPA und Speradin A beteiligt sind. Die Inaktivierung des Backbone-Gens speA im nativen Produzenten sowie die heterologe Expression von speABCDE in A. nidulans LO8030 bestätigte die Rolle dieser fünf Gene bei der Biosynthese von CPA und Speradinen, einschließlich Speradin F. Weitere heterologe Expressionsexperimente und Fütterungsstudien mit Vorläufermolekülen zeigten, dass das P450-Enzym SpeD die Oxidation an C-2 des Indolrings katalysiert, während die Methyltransferase SpeE für die N1-Methylierung verantwortlich ist. Interessanterweise geht die Umwandlung von Speradin A in Speradin F mit mehreren spontanen Hydroxylierungen einher, die zur Bildung eines zyklischen Ketalrings führen. Diese Entdeckung stellt ein Beispiel für weniger untersuchte nicht-enzymatische Mehrfachhydroxylierungen dar und bietet Einblicke in die Bildung strukturell ähnlicher Metabolite.
In einem dritten Projekt in Zusammenarbeit mit Yu Dai und Dr. Jing Zhou wurde ein Bottom-up-Ansatz mit Schwerpunkt auf gezieltem Gencluster-Mining angewandt, um ein Gencluster in Penicillium roqueforti FM164 zu untersuchen, das für die Biosynthese von Alkylsalicylaldehydderivaten verantwortlich ist. Die Produkte dieses biosynthetischen Genclusters wurden durch heterologe Expression in A. nidulans LO8030 in Kombination mit einem Promotoraustausch identifiziert. Es wurde festgestellt, dass es sich bei diesen Produkten um neuartige Alkylsalicylaldehyd-Derivate handelt, die eine Ethanolamin-Einheit enthalten. Heterologe Expressions- und Fütterungsexperimente ergaben, dass ein Cytochrom-P450-Enzym und zwei flavinhaltige Monooxygenasen an der Biosynthese beteiligt sind, die in einer koordinierten Abfolge von Oxidationsschritten sowohl vor als auch nach dem Einbau des Ethanolamins involviert sind. Diese Entdeckung erweitert unser Verständnis des vielfältigen Modifikationspotenzials von Alkylsalicylaldehydgerüsten. Da es sich um den zweiten in P. roqueforti identifizierten Gencluster handelt, der für die Produktion von Alkylsalicylaldehyd-Derivaten verantwortlich ist, unterstreichen diese Ergebnisse die Rolle der Gencluster-Duplikation bei der Diversifizierung der Biosynthesewege und der Erweiterung der strukturellen Vielfalt von Sekundärmetaboliten
Optimizing fountain codes for DNA data storage
No full textFountain codes, originally developed for reliable multicasting in communication networks, are effectively applied in various data transmission and storage systems. Their recent use in DNA data storage systems has unique challenges, since the DNA storage channel deviates from the traditional Gaussian white noise erasure model considered in communication networks and has several restrictions as well as special properties. Thus, optimizing fountain codes to address these challenges promises to improve their overall usability in DNA data storage systems. In this article, we present several methods for optimizing fountain codes for DNA data storage. Apart from generally applicable optimizations for fountain codes, we propose optimization algorithms to create tailored distribution functions of fountain codes, which is novel in the context of DNA data storage. We evaluate the proposed methods in terms of various metrics related to the DNA storage channel. Our evaluation shows that optimizing fountain codes for DNA data storage can significantly enhance the reliability and capacity of DNA data storage systems. The developed methods represent a step forward in harnessing the full potential of fountain codes for DNA-based data storage applications. The new coding schemes and all developed methods are available under a free and open-source software license.Gefördert durch den Open-Access-Publikationsfonds der UB Marburg
Investigating the interchangeability of a central protein in Escherichia coli’s chemotaxis network
No full textThe evolutionary trajectory of complex, multi-component macromolecular machineries such as the chemotaxis network remains poorly understood, particularly with regard to maintaining the network's functionality. This thesis presents an experimental case study investigating the robustness of the most complex networks in proteobacteria to evolutionary changes. Despite extensive research on the chemotaxis network in Escherichia coli, the stepwise adaptive evolution of its components and their impact on network robustness has yet to be fully explored. To address these gaps, our multidisciplinary approach integrates systems biology, molecular biology, phylogenetics, genomics, and biophysics.
This study primarily investigates the CheY protein, which is highly conserved across proteobacteria and plays a central role in the chemotaxis network. The effects of replacing CheY with both ancient and modern homologs were examined, and the resulting changes in motility behavior were assessed. This approach enabled the quantification of how protein functionality within the network degrades across evolutionary distances, thereby shedding light on the limits of protein interchangeability of a core protein in a biological network. This study has demonstrated that the chemotaxis network is robust to alterations in its central node. However, this robustness is not without limits. The factors that influence the limit of interchangeability are the evolutionary limits of interaction partners and protein dosage.
In the latter part of the study, we conducted experimental evolution to evaluate the network’s adaptability to these changes. Our findings revealed that the limits of protein interchangeability could be expanded through adaptive evolution. Typically, the network adapts to the changes of its central protein, which illustrates the evolvability of biological networks. Notably, expression-related changes often occur outside the network to overcome the protein dosage limitation.
Our work underscores the value of studying the evolution of complex networks by establishing a link between the evolutionary changes of a central protein in the network and the network functionality. This approach could not only elucidate past evolutionary events but could also provide a framework for designing more robust biological systems.Die evolutionäre Entwicklung komplexer, mehrkomponentiger makromolekularer Mechanismen wie des Chemotaxis-Netzwerks ist nach wie vor kaum verstanden, insbesondere im Hinblick auf die Aufrechterhaltung der Funktionalität des Netzwerks. In dieser Arbeit wird eine experimentelle Fallstudie vorgestellt, die die Robustheit der komplexesten Netzwerke in Proteobakterien gegenüber evolutionären Veränderungen untersucht. Trotz umfangreicher Forschungen über das Chemotaxis-Netzwerk in Escherichia coli ist die schrittweise adaptive Evolution seiner Komponenten und deren Einfluss auf die Robustheit des Netzwerks noch nicht vollständig erforscht worden. Um diese Lücken zu schließen, integriert unser multidisziplinärer Ansatz Systembiologie, Molekularbiologie, Phylogenetik, Genomik und Biophysik.
In dieser Studie wird vor allem das CheY-Protein untersucht, das in Proteobakterien hoch konserviert ist und eine zentrale Rolle im Chemotaxis-Netzwerk spielt. Die Auswirkungen des Ersatzes von CheY durch alte und moderne Homologe wurden untersucht und die daraus resultierenden Veränderungen im Motilitätsverhalten analysiet. Mit diesem Ansatz konnte quantifiziert werden, wie sich die Proteinfunktionalität innerhalb des Netzwerks über evolutionäre Distanzen hinweg verschlechtert, was die Grenzen der Austauschbarkeit eines Kernproteins in einem biologischen Netzwerk deutlich macht. Diese Studie hat gezeigt, dass das Chemotaxis-Netzwerk robust gegenüber Veränderungen in seinem zentralen Knotenpunkt ist. Diese Robustheit ist jedoch nicht grenzenlos. Die Faktoren, die die Grenze der Austauschbarkeit beeinflussen, sind die evolutionären Grenzen der Interaktionspartner und die Proteindosierung. Im letzten Teil der Studie haben wir eine experimentelle Evolution durchgeführt, um die Anpassungsfähigkeit des Netzwerks an diese Veränderungen zu bewerten. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Grenzen der Protein-Austauschbarkeit durch adaptive Evolution erweitert werden können. Typischerweise passt sich das Netzwerk an die Veränderungen seines zentralen Proteins an, was die evolutionäre Anpassungsfähigkeit biologischer Netzwerke verdeutlicht. Es ist bemerkenswert, dass expressionsbedingte Veränderungen häufig außerhalb des Netzwerks stattfinden, um die Limitierungen der Proteindosierung zu überwinden.
Unsere Arbeit unterstreicht den Wert der Untersuchung der Evolution komplexer Netzwerke, indem wir eine Verbindung zwischen den evolutionären Veränderungen eines zentralen Proteins im Netzwerk und der Funktionalität des Netzwerks herstellen. Dieser Ansatz könnte nicht nur Aufschluss über vergangene evolutionäre Ereignisse geben, sondern auch ein Framework bieten, um robustere biologische Netzwerke zu designen
Kapitulation im Kino. Zur Kultur der Besatzung im Jahr 1945
No full textNach dem Ende des Zweiten Weltkriegs im Mai 1945 verfolgten die Alliierten in ihren Besatzungszonen mit verschiedenen Maßnahmen eine Politik der Entnazifizierung. Filme waren dabei für die Besatzungsmächte Frankreich, Großbritannien, die Sowjetunion und die Vereinigten Staaten eine Möglichkeit, ihre politischen Intentionen, ihre Kultur und ihre Zukunftsvisionen den Deutschen anschaulich zu vermitteln. Die Geschichte des Kinos in der Nachkriegszeit und die Kultur- und Filmpolitik der vier Besatzungsmächte steckt jedoch voller Widersprüche und offener Fragen, die in »Kapitulation im Kino« aus einer vergleichenden Perspektive untersucht werden
The history of the Berlin Pharmacist Association after 1945
No full textDie vorliegende Studie befasst sich mit der Geschichte des Berliner Apotheker-Vereins
(BAV), der sich 1933 im Zuge der Machtergreifung der Nationalsozialisten selbst auf-
gelöst hatte. Somit war seine Tätigkeit politisch bedingt bis zum Ende des Zweiten
Weltkrieges unterbrochen. An seine Stelle traten Organisationen wie die Reichs-
apothekerkammer, die nach dem Führerprinzip organisiert war. Nach 1945 wurden bis-
herige Standesorganisationen durch die Alliierte Militärregierung aufgelöst oder ruhten.
Die Neuorganisation von Apothekern kontrollierten die jeweiligen Besatzungsmächte.
Die Aufgaben einer Apothekerkammer übernahmen bei den Behörden ansässige phar-
mazeutische Referenten. Die Belange der Heilberufe wurden durch Treuhänder verwal-
tet, die den Gesundheitsbehörden unterstellt waren.
Bereits im Kapitulationsjahr gab es Bestrebungen der Berliner Apotheker, sich wie-
der selbst zu organisieren und Einfluss auf behördliche Entscheidungen zu nehmen. Ab
Sommer 1945 existierten erste provisorische Vertragsbeziehungen zwischen dem durch
den Magistrat eingesetzten Treuhänder und der unter sowjetischen Einfluss geschaffe-
nen Versicherungsanstalt Berlin (VAB). Für die Wiederaufnahme der Rezeptabrech-
nung wurde auf Anregung der Apotheker die alte Rezeptabrechnungsstelle in der
Carmerstraße reaktiviert. Die Lieferverträge liefen ab 1946 jedoch aus; offiziell wegen
des Fehlens einer offiziellen Berufsvertretung. Den Fortbestand der Abrechnungsstelle
sicherte einer von den Apothekeninhabern finanzierte Umlage, die der erste Apotheker-
rat vorschlug. Dieser scheiterte indes an seiner Hauptaufgabe, mit der Versicherung,
eine Auszahlung offener Rezepte von vor 1945 zu vereinbaren, und löste sich auf.
Die Berliner Apotheker waren in der frühen Nachkriegszeit damit beschäftigt, ihre
Apotheken wiederaufzubauen und die Versorgung der Bevölkerung mit Arzneimitteln
sicherzustellen. Dabei mussten sie mit vielen Herausforderungen umgehen. Aufgrund
der Möglichkeit, wieder unpolitische Organisationen gründen zu dürfen, äußerten im
August 1947 Berliner Apotheker den Wunsch nach einem wieder ganz Berlin umfas-
senden Apotheker-Verein. Aufgrund der politischen Umstände kam es 1948 zunächst
nur zur Errichtung von einzelnen Sektorenvereinen in West-Berlin. Der erste Antrag
wurde im britischen Sektor gestellt, die erste Lizenz erhielt jedoch der Verein im ameri-
kanischen Sektor und die letzte der Verein im französischen Sektor. Die Gründung einer
gemeinsamen Geschäftsstelle unter dem Namen Apotheker-Verein von Groß-Berlin im
amerikanischen– britischen – französischen Sektor war ein logischer Schritt. Diese war
als offizielle Berufsvertretung behördlich anerkannt. Bereits im November 1948 nah-
men Berliner Apotheker an den Sitzungen von Apothekerkammern in Westdeutschland
teil. Ab April 1949 zog die Geschäftsstelle als Mietpartei wieder in das Apothekerhaus
in der Carmerstraße 3.
Nach den Wirren der Währungsreform, der Spaltung Berlins sowie der Gründung
der Bundesrepublik und der DDR, gelang es den West-Berliner Apothekern, die Ge-
nehmigung für einen sektorenübergreifenden Verein zu erhalten. Am 21. September
1949 konnte wieder ein Berliner Apotheker-Verein (BAV) entstehen und eingetragen
10. Zusammenfassung 279
werden. Für diese neu gegründete Interessenvertretung stand die Rückgewinnung verlo-
ren gegangener Vermögens- und Sachwerte im Vordergrund. Der BAV übernahm an-
stelle des Bundes Deutscher Apotheker-Vereine eine wichtige Rolle als Treuhänder für
die ABDA. Er setzte sich im Austausch mit den eigenen Mitgliedern und zusammen mit
den anderen Apothekerorganisationen dafür ein, dass neue Rahmengesetze und eindeu-
tigere Definitionen im Apotheken- und Arzneimittelwesen die uneinheitlichen und ver-
alteten medizinalpolizeilichen Bestimmungen ersetzen.
Anfang der 1960er-Jahre kam es zur Grenzschließung, was mancherorts zu einer
Arbeitskräftekrise führte. 1963 konstituierte sich eine Berliner Apothekerkammer, deren
Gründung der BAV bereits seit 1952 für notwendig gehalten hatte, beispielsweise um
Fürsorgeeinrichtungen für Apotheker zu schaffen. Nach deren Gründung bildete sich
eine Bürogemeinschaft zwischen Kammer und Verein. Eine Bewährungsprobe für die
Zusammenarbeit und auch den internen Zusammenhalt war das Ausufern übertriebener
Marketingmaßnahmen in einigen Berliner Apotheken in den 1970er-Jahren. Als Folge
gab es eine stärkere wirtschaftliche Ausrichtung des Vereins, da man keine Mitglieder
an konkurrierenden Interessenvertretungen verlieren wollte. Auch war es erforderlich,
das eigene Vereinshaus zu sanieren und eine Lösung für das größer werdende Platz-
problem zu finden.
Mit dem Fall der Mauer ergab sich die Chance, wieder einen Groß-Berliner Apothe-
kerverein entstehen zu lassen. In Ost-Berlin hatte es zuvor keine Apothekerorganisation
gegeben. Von dem ehemaligen Ostsektor ging auch die Initiative zur Gründung einer
neuen Interessenvertretung aus. In West-Berlin zeigten sich Apothekerkammer als auch
Apothekerverein sehr bemüht, die Ost-Berliner Apotheker bestmöglich auf das neue
Wirtschaftssystem und die Privatisierung ihrer Apotheken vorzubereiten. Der BAV
strebte dabei einheitliche vertragliche Bedingungen für beide Stadtteile nach Anschluss
der DDR an die Bundesrepublik an. Auf ein gutes Verhältnis zu den Apothekerorgani-
sationen im Berliner Umland legte man großen Wert, und nach Zusammenlegung mit
dem Verband der Berliner Apotheker Ost-Berlins (VBA) erfolgte die Umbenennung in
Berliner Apotheker-Verein. Apotheker-Verband Berlin e. V. Die Beziehungen zur Apo-
thekerkammer waren hingegen durch angespannte persönliche Verhältnisse der Prota-
gonisten zueinander geprägt. Diese Dissonanzen nahmen durch die langwierigen und
nervenaufreibenden Baumaßnahmen im Apothekerhaus weiter zu. Letztlich führte dies
zur Auflösung der Bürogemeinschaft und zum Auszug der Kammer aus dem Apothe-
kerhaus. Zudem kamen im Vereinsvorstand bereits vor der Jahrtausendwende vermehrt
Sorgen um die Zukunft des Apothekerstandes und des Apothekenwesens auf.
Anfang des neuen Jahrtausends bildeten die wirtschaftliche Interessenvertretung und
die Struktursicherung im Gesundheitswesen einen großen Teil der Vereinsarbeit. Vor-
rangiges Ziel war es, zu verhindern, dass auf der Apothekenebene weiter Kosten einge-
spart würden, und die Angriffe auf die 1999 selbst definierten Grundpfeiler des
Apothekenwesens abzuwehren. Ein zentrales Ereignis war der Streit mit der Allgemei-
nen Ortskrankenkasse (AOK), der 2003 zugunsten des BAV ausging und die künftigen
Beziehungen zu den Berliner Krankenkassen entscheidend prägte. In Anbetracht immer
neuer Spargesetzte erschien es den Verantwortlichen wichtig, den heilberuflichen As-
280 10. Zusammenfassung
pekt des Berufes und die Vor-Ort-Apotheke weiter zu stärken, um der Gesellschaft wei-
terhin ein Argument für den eigenen Mehrwert gegenüber anderen Vertriebsformen zu
bieten. Dies konnte nach Ansicht des BAV nur gelingen, wenn in der täglichen Praxis
ein entsprechendes Verhalten von jeder Mitgliedsapotheke individuell umgesetzt wurde.
Der BAV unterstützte zur Erreichung höherer Ziele die Umsetzung einiger unter den
eigenen Mitgliedern unbeliebter Kostendämpfungsmaßnahmen im Gesundheitswesen,
da diese höheren Zielen diente. Kritisch wurden hingegen die Zulassung des Versand-
handels mit verschreibungspflichtigen Medikamenten und die drohende Aufhebung des
Fremdbesitzverbotes gesehen. Hier begrüßte man 2008 das diesbezügliche Urteil des
Europäischen Gerichtshofes (EuGH). Nach Klärung dieser juristischen Aspekte rückten
bis zur Wahl der ersten weiblichen Vorsitzenden im Jahr 2019 wieder Forderungen nach
einer besseren Vergütung der Apotheken in den Vordergrund der Vereinsarbeit.
Als wichtigste Interessenvertretung der Berliner Apotheker bildet der Berliner Apo-
theker-Verein eine durchsetzungsfähige Organisation, die auch in Zukunft weiterhin
ihre Bedeutung behalten wird.This study explores the history of the Berliner Apotheker-Verein (BAV), acknowledged
as Germany's oldest pharmacist organization, originating from the collaborative efforts
of Berlin pharmacists on November 26, 1725. A significant disruption occurred in June
1933 with the self-dissolution in response to the rise of the National Socialists. During
the 'Third Reich', organizations such as the Deutsche Apothekerschaft (DDA) or the
Reichsapothekerkammer (RAK) marked the temporary demise of all democratic phar-
macist organizations. Following World War II, the Allied Military Government prohib-
ited these associations. Initially, the Berlin Magistrate entrusted trustees with the
professional and economic representation of Berlin pharmacists, while pharmaceutical
experts in health authorities assumed the responsibilities of a pharmacist chamber. One
of these experts later became a founding member of the new BAV.
The only self-established institution left for pharmacists was the old prescription set-
tlement office located at Apothekerhaus on Carmerstraße 3 (Charlottenburg), which was
reactivated upon request. Starting from the summer of 1945, it processed the prescrip-
tions of the newly established Versicherungsanstalt Berlin (VAB) under Soviet influ-
ence, replacing all previous carriers. The VAB did not recognize a trustee as an official
professional representative. Collective delivery agreements ceased to renew from 1946
onwards, leading the settlement office to face financial difficulties due to the lack of
remuneration. Its sustained existence as an essential institution for the future relied sole-
ly on a levy imposed on pharmacy owners by the pharmacist advisory board established
under the trustee.
The settlement of unpaid prescriptions from the pre-1945 insurance carriers re-
mained distant for pharmacists. Besides rebuilding their pharmacies and ensuring the
supply of medicines to the population, they urgently grappled with establishing a new
collective representation. After gaining permission to establish non-political organiza-
tions in Berlin again, they applied in August 1947 for a city-wide association. However,
due to the prevailing political circumstances, the establishment of sector associations
was only approved in West Berlin in 1948, while it was denied in the Soviet sector. An
association was then founded in the American sector, followed by the British and finally
the French sector.
According to our studies, Berlin pharmacists actively participated in the meetings of
pharmacist chambers in West Germany in November 1948. Another significant
achievement was the subsequent establishment of a jointly recognized official pro-
fessional representation named the 'Apotheker-Verein von Groß-Berlin im amerikan-
ischen– britischen – französischen Sektor.' Successfully, in April 1949, it relocated to
the old Apothekerhaus. On September 21, 1949, approval was granted for a pharmacist
association in the West sectors, which effectively advocated for the recovery of lost
assets and properties and assumed control of the Apothekerhaus. The currency reform in
divided Berlin at that time posed additional challenges.
Preserved protocols and records at the Apothekerhaus reveal that instead of the Bund
Deutscher Apotheker-Vereine, the BAV took on the role of trustee for the ABDA. Col-
laborating with other pharmacist organizations in West Germany, it worked towards es-
tablishing new legislative frameworks and clear definitions in pharmacy and
pharmaceuticals. Until the construction of the Berlin Wall, the BAV fulfilled both asso-
ciation and chamber tasks. In 1963, the Berliner Apothekerkammer (BAK), deemed
necessary since 1952 for creating social institutions for pharmacists, was established,
forming an office community with the BAV. In the 1970s, this cooperation proved suc-
cessful amidst excessive marketing measures by several Berlin pharmacies. With its
membership exclusively comprising economically inclined individuals, the association
increasingly focused on these interests. Following the fall of the Wall, an opportunity
arose to establish a representation for pharmacists in East Berlin. As per our studies, the
emerging Association of Berlin Pharmacists in East Berlin (VBA) closely collaborated
with both the pharmacist chamber and the BAV, aiming to best prepare East Berlin
pharmacists for the new economic system and the privatization of their pharmacies.
After the reunification of Germany, West Berlin pharmacists prioritized uniform
contractual conditions for both parts of the city and sought strong relations with phar-
macist organizations in the surrounding Berlin area. The initially unplanned merger with
the association in the Eastern sector occurred post-reunification, leading to the align-
ment of the name components: ‘Berliner Apotheker-Verein. Apotheker-Verband Berlin
e. V.’ However, the Apothekerhaus, in need of renovation, faced challenges in keeping
up with increased tasks and personnel. Evaluating board reports allowed us to present
proposed and implemented solutions from that time. Tensions escalated during the pro-
longed and intense construction work, straining relations between the association and
the pharmacist chamber, eventually leading to the dissolution of their office community
in the mid-1990s, prompting the chamber to relocate.
The association's board expressed concerns about the future of the pharmacist pro-
fession and the pharmacy. They aimed to safeguard the fundamental pillars of pharmacy
defined in 1999 and tried to prevent further government-induced cost-saving measures
at the pharmacy level. Amid additional cost-cutting laws, reinforcing the professional
aspect of the profession and local pharmacies became crucial to justify their added value
over alternative distribution forms. The association urged member pharmacies to im-
plement corresponding practices in their daily operations, even if it involved unpopular
cost containment measures in healthcare to serve higher goals.
In 2003, a dispute with the Allgemeine Ortskrankenkasse (AOK) in Berlin, favoring
the BAV, affected relations with health insurance. Until the European Court of Justice
(ECJ) confirmed the ban on external ownership of pharmacies in 2008, a significant part
of the association's efforts revolved around dealing with the approval of mail-order sales
of prescription drugs in Germany and the expected emergence of large chains of public-
ly traded companies. Post clarifying the legal aspects, the association refocused on ad-
vocating for better compensation for pharmacies. The present study thoroughly
examines the history of the BAV until the election of the first female chairperson
Zustandsselektive Untersuchungen von Ionen-Neutral Reaktionen mit Hilfe einer weiterentwickelten guided-ion-beam Apparatur
No full textIn der vorliegenden Arbeit wurde die GIB-Apparatur weiterentwickelt, um uner- wünschte Nebenreaktionen durch Diffusion zwischen den Kammern der Apparatur zu unterbinden. Dazu wurden verschiedene Ionenoptiken getestet. Als abschließen- der Aufbau wurde eine Kopplung zweier linearer Oktopole durch ein Transferlin- sensystem aus Aperturlinsen verwendet. Um Feldverzerrungen zu minimieren, sind die äußeren elektrostatischen Linsen, die den Oktopolen am nächsten verortet sind, auf Massepotential gelegt.
In dieser GIB-Apparatur wurde das Reaktionssysteme HBr+ + HCl vergleichend zu den Ergebnissen aus früheren Aufbauten der GIB-Apparatur untersucht. Die alten Ergebnisse konnten mit dem neuen Aufbau reproduziert werden, sodass weitere Reaktionssysteme untersucht wurden. Ein weiteres untersuchtes Reak- tionssystem war das HBr+ + CH4 System. In diesem konnte das Produkt der PT-Reaktion CH+5 , das HA-Produkt H2Br+, das CT-Produkt CH+4 und das BT- Produkt CH4Br+ beobachtet werden. Die erste Reaktion ist exotherm und der Wirkungsquerschnitt nimmt mit zunehmender Stoßenergie monoton ab. Weiterhin nimmt der Wirkungsquerschnitt mit zunehmender Rotationsenergie des Reaktan- dions ab. Die Rotationsabhängigkeit der PT-Reaktion folgt der Gesetzmäßigkeit Θnrot mit n=0.15. Bei identischen Winkelgeschwindigkeiten der Reaktanden kann eine Unstetigkeit beobachtet werden. Die endotherme HA-Reaktion nimmt mit zu- nehmender Stoßenergie wie erwartet zu. Die experimentell bestimmte Reaktions- barriere liegt für verschiedene Wirkungsquerschnittfunktionen bei 0.13 ±0.13 eV für alle untersuchten Rotationsenergien des HBr+-Ions. Dies liegt in guter Über- einstimmung zu der Reaktionsenthalpie, wenn die SO-Energie in der Reaktions- koordinate zur Verfügung steht. Diese Reaktion weist keine signifikante Rotati- onsabhängigkeit auf. Die CT- und BT-Reaktion sind beides Reaktionen mit Bar- rieren. Die CT-Reaktion besitzt die Reaktionsenthalpie als Barriere, während die BT-Reaktion eine Aktivierungsbarriere vorweist. Beide Reaktionen zeigen keine signifikante Abhängigkeit von der Rotation des Reaktandions. Die Reaktionsbar- riere der CT-Reaktion wurde experimentell zu 0.95 ± 0.05 eV bestimmt. Es wurde geschlussfolgert, dass die SO-Energie nicht in der Reaktionskoordinate zur Ver- fügung steht. Die Aktivierungsbarriere der BT-Reaktion wurde experimentell zu 0.78 ± 0.04 eV für die kleinste Rotationsenergie des HBr+-Ions bestimmt. Dies liegt in guter Übereinstimmung zu der theoretisch berechneten Aktivierungsener- gie des Reaktionspfades auf der PES.[286] Die SO-Energie steht für die BT-Reaktion nicht in der Reaktionskoordinate zur Verfügung. Die Wirkungsquerschnitte der CT-Reaktion zeigen in Simulation und Experiment einen concave down Verlauf (Arrhenius-artig[177]), während diese der BT-Reaktion einen concave up Verlauf zeigen. Letzteres deutet auf eine Winkelabhängigkeit der Reaktion bezüglich der beiden Reaktanden hin. AIMD-Simulationen zeigten für die untersuchten Reakti- onskanäle qualitativ gute Übereinstimmung mit den experimentellen Daten. Die unterschiedliche Wölbung der Wirkungsquerschnitte als Funktion der Stoßenergie des CT und BT sind ebenfalls in Simulation und Experiment identisch. Dies indi- ziert eine Winkelabhängigkeit des BT-Reaktionsmechanismus im Gegensatz zum CT-Mechanismus.
Das HCl+ + Kr Reaktionssystem ist ein von der Stoßenergie dominiertes Re- aktionssystem. Die zwei Parallelreaktionen PT und CT wurden untersucht. Die Wirkungsquerschnitte der ersten Reaktion zeigen als Funktion der Stoßenergie ein Maximum, welches durch Produktdissoziation des HKr+-Moleküls hervorgerufen wird. Die Dissoziationsenergie des HKr+ wurde für die niedrigste Rotationsener- gie des HCl+ zu 4.87 ± 0.68 eV bestimmt. Dies liegt in guter Übereinstimmung mit dem Wert 4.92 eV berechnet aus den Standardbildungsenthalpien. Gutbier hat als untere Grenze für die Dissoziationsenergie 4.5 eV angegeben.[318] Für Sto- ßenergien bis 9 eV dominiert die PT-Reaktion, bei höheren Stoßenergien die CT- Reaktion. Für die CT-Reaktion konnte keine signifikante Rotationsabhängigkeit beobachtet werden, die PT-Reaktion zeigte eine Deaktivierung durch die Rotation des Reaktandions im Bereich der Reaktionsbarriere.
Die HA-Reaktion des NH+3 + H2 Reaktionssystems zeigte keine Rotationsabhän- gigkeit, nur der Q(1)-Übergang der Progression K=J erscheint signifikant akti- viert. Als Funktion der Stoßenergie weist der Wirkungsquerschnitt bei 0.3 eV ein Minimum vor. Unterhalb der Aktivierungsbarriere von 0.2 eV läuft diese Reakti- on signifikant ab. Das Minimum wurde als Resultat der gegenläufigen Effekte von abnehmender Komplexstabilität des Eingangskanals und zunehmender Tunnelrate mit zunehmender Stoßenergie interpretiert.
Alle in dieser Arbeit untersuchten HA-Reaktionen zeigen keine signifikante Ro- tationsabhängigkeit von der Rotation des Reaktandions. Die exothermen PT- Reaktionen zeigen eine Deaktivierung mit zunehmender Rotationsenergie des Re- aktandions. Die endothermen CT-Reaktionen sind im Rahmen dieser Arbeit un- abhängig von der Rotationsenergie des Reaktandions und nur für HBr+ + HCl rotationsaktiviert im Bereich der Reaktionsbarriere. Die BT-Reaktion ist ebenfalls unabhängig von der Rotationsenergie des Reaktandions. Generell sind die Reaktionen, die im Übergangskomplex mit den größeren Enden reagieren oder rotationssymmetrisch sind unabhängig von der Rotationsanregung des Eduktkations.During this work the GIB apparatus was developed to prevent undesired reactions through diffusion between the chambers. Various ion optic setups were tested. In the final stage of development two linear octopole ion guides are coupled by a lens assembly consisting of aperture lenses. The outer lenses are grounded for minimi- zing electric field distortions.
The results of the reaction system HBr+ + HCl in the new apparatus design are compared to the results observed in the earlier stage of development. No signifi- cant changes of the results were investigated. The next reaction system of interest was HBr+ + CH4. The products CH+5 , H2Br+, CH+4 and CH4Br+ were identified. The protone transfer reaction leading to CH+5 is exothermic. The reaction cross section decreases monotonically. Additionally the cross section decreases with in- creasing reactand ion rotation. As a function of the rotational temperature the decrease is proportional to Θnrot with n=0.15. At the point of equal angular speed of the reactands the function has a discontinuity. As expected the cross section of the endothermic hydrogen abstraction reaction increases with increasing collision energy. The experimentally determinded reaction barrier is 0.13 ± 0.13 eV for all investigated rotational energies of the HBr+ ion. This is in accordance with the reaction enthalpy if the SO energy is available in the reaction coordinate. This reaction has no significant rotational dependence. Both the charge-transfer and bromine-transfer reaction have reaction barriers. In case of the charge-transfer the barrier arises from the reaction enthalpy thereas the bromine-transfer has an ac- tivation barrier. Both reactions are not dependent on the rotation of the ionic reactand. The reaction barrier of the charge-transfer was experimentally determined to be 0.95 ± 0.5 eV. Hence the SO-energy is not available in the reaction coordinate. The activation energy of the bromine-transfer is 0.78 ± 0.04 eV for the ion rotational energy of 3.4 meV. This value matches well with that obtained from the reaction path along the potential energy surface.[286] As in the case of the charge-transfer the SO-energy is not available in the reaction coordinate. The cross section of the charge-transfer reaction shows a concave down behavior in simulation and experiment (Arrhenius like[177]), whereas the bromine-transfer cross section has in experiment and simulation a concave-up behavior. The latter indicates an angle dependency of the reaction mechanism. This observation is qualitatively the same in experiment as well as in the simulation results.
The HCl+ + Kr reaction system is dominated by effects of the collision energy. The two parallel reaction charge-transfer and protone-transfer were investigated. The cross section of the latter reaction has a maximum as a function of the collision energy, due to the dissociation of the product of this reaction. Up to 9 eV colli- sion energy the protone-transfer is the domination reaction, above that collision energy the charge-transfer becomes the dominating channel. The charge-transfer has no dependency on the reactand ion rotation, the protone-transfer is deactiva- ted by increasing rotation of the reactand ion near the thermochemical threshold. The dissociation energy of the protone-transfer product was determined to be 4.87 ± 0.68 eV. This value is in good agreement to the value calculated from the standard formation enthalpies 4.92 eV as well as the lower limit reported by Gut- bier of 4.5 eV.[318]
The hydrogen abstraction is the only observable reaction for the NH+3 + H2 reac- tion system. The reactand ion rotation has no effect on that reaction except for the Q(1)-transition of the progression J=K. For that transition the reaction seems to be activated. As a function of the collision energy at 0.3 eV the cross section has a minimum. Below the activation energy of 0.2 eV the reaction significantly takes place. The minimum is interpreted as a result of decreasing stability of the entrance complex and increasing tunneling rate with increasing collision energy.
All the investigated hydrogen abstraction reactions have no significant rotational dependency, whereas the exothermic protone-transfer reactions are deactivated by increasing rotational energy of the reactand ion. The endothermic CT-reactions are independent on the reactand ion rotation and only in the reaction system HBr+ + HCl activated by rotation near the thermochemical threshold. The BT-reaction is independent on the educt ion rotation too. In conclusion all reactions which have rotational symmetric transition complexes or react with the bigger end of the particle are independent on the ion rotation