3383 research outputs found
Sort by
Modified vs. Standard Magill Forceps in Difficult Nasal Intubation with Respect to 3 Different Laryngoscopes
No full textEinleitung: Die nasale Intubation setzt sich aus zwei Schritten zusammen: 1. Herstellung der Sicht auf die Glottis; 2. Einführen des Endotrachealtubus. Im Rahmen schwieriger nasaler INtubation kann der erste Schritt durch indirekte Laryngoskopieverfahren erleichtert werden, während der zweite Schritt von der Sicht unabhängig und technisch schwierig sein kann. Üblicherweise wird für den zweiten Schritt der Einsatz einer Magill-Zange empfohlen. Da die Magill-Zange auf die direkte Laryngoskopie abgestimmt ist, stellt sich die Frage, ob diese Zange für die indirekten Laryngoskopieverfahren geeignet ist. Daher haben wir bei Patienten mit zu erwartenden schwierigen nasalen Intubationen den Erfolg einer geraden (alt) Magill-Zange mit einer gebogenen (neu) Zange im Einsatz bei drei verschiedenen indirekten Laryngoskopen (Airtraq, Glidescope, C-Mac) verglichen.
Methoden: Nach Zustimmung der Ethikkommission wurde bei 120 Patienten mit einer erwarteten schwierigen nasalen Intubation (Mundöffnung < 2,5 cm, Mallampati IV, Anamnese einer schwierigen Intubation) nach Randomisierung ein Intubationsversuch mit Airtraq, Glidescope oder C-Mac Laryngoskop durchgeführt. Nach Visualisierung der Glottis wurde versucht, aus dem Nasenrachenraum einen Eschmann-Stab je nach Randomisierung zuerst mit der geraden oder gebogenen Zange in den Kehlkopf zu führen. Danach wurde der Stab zurückgezogen und der Versuch mit der alternativen Zange wiederholt. Es wurden der Erfolg, die Zeit für die Interventionen, die Sicht nach Cormack & Lehane und die gesamte Intubationszeit bestimmt (Mittelwert ± SD, X²-Test; p < 0,05).
Ergebnisse: Alle Patienten konnten mit einem der Laryngoskope intubiert werden. Es gab keinen Unterschied in der Erfolgsrate der drei Laryngoskope. Intubationen mit dem Airtraq dauerten trotz signifikant besserer Sicht (p = 0,0044) signifikant länger (Airtraq 116 ± 56 s; Glidescope 87 ± 48 s; C-Mac 84 ± 40 s; p = 0,0115), was auf eine signifikant längere Zeit bei dem Einsatz der beiden Zangen zurückzuführen ist . Die Erfolgsrate im Einsatz der geraden Zange war signifikant kleiner als bei der gebogenen (p < 0,0001).
Schlussfolgerung: Trotz bester Sicht auf die Glottis dauert die Intubation mit dem Airtraq und dem Einsatz einer Zange signifikant länger. Wenn im Rahmen schwieriger nasaler Intubation indirekte Laryngoskope eingesetzt werden, sollte zur Optimierung der Intubationsbedingungen eine gebogene, d.h. den Laryngoskopen angepasste Zange zur Verfügung stehen.Introduction: In nasal intubations visualization of the glottis and advancement of the endotracheal tube can be independently difficult. For visualization of the glottis indirect laryngoscopes have been developed, while for the advancement of the tube a Magill forceps is recommended. However, it is unclear whether a conventional straight Magill forceps is effective in combination with indirect laryngoscopes. Therefore, we tested in patients(,) with expected difficult nasal intubation(,) the applicability of a standard vs. modified forceps in combination with three different laryngoscopes.
Methods: 150 patients, scheduled for nasal endotracheal intubation, were randomized for intubation with an Airtraq (n=50), Glidescope (n=50), or C-Mac (n=50) laryngoscope. In each patient both forceps were used to advance an Eschmann stylet into the larynx. All patients had at least one risk factor for a difficult intubation (mouth opening ≤ 2.5 cm, Malampati score IV, history of difficult intubation, obvious tumor). Success rate, visualization of the glottis, time for advancement of the stylet and for intubation were evaluated.
Results: Intubation was successful in all of the patients with one of the laryngoscopes. Advancement of an Eschmann stylet was significantly more successful with a modified vs. standard forceps (93% vs. 65%; p<0.0001). Time for this procedure was significantly longer for the standard forceps for all intubations (3830s vs. 1919s, p<0.0001) and for each laryngoscope.
Conclusion: For difficult nasal intubations with indirect laryngoscopes the modified Magill forceps was superior in success rate and time. Independent of the type of the indirect laryngoscope a modified Magill forceps can be recommended
Exakte Lösungen für getriebene Diffusionssysteme: Dynamische Defektbildung und Phasenübergänge
No full textA totally asymmetric exclusion process on a ring is investigated in which particles can move one or two sites. Special attention is spent to the high-speed case where particles are not allowed to move a single site if they could move two sites. The stationary state is calculated exactly in the framework of the matrix-product ansatz. Independently of the update this process evolves into subspace of the configuration space and can lead to the formation of an excess hole. One observes two phases where its velocity takes different values which are calculated exactly from the normalization-generating function. Numerically computed density profiles show an interesting algebraic form as a limit of a shock profile. For continuous time the process turns out to be related to the ASEP with a single defect particle and for synchronous update it leads to a natural defect dynamics. For the general definition of the process with maximum velocity two, from an exact analysis of the two-particle sector we find that the distribution of inter-particle distance can oscillate. This is underlined in the thermodynamic limit by an improved mean-field theory which shows a remarkably good agreement with simulations. The main focus of this work is the exact solution of lattice models by matrix-product ansatz. We finally obtain stationary states also for related processes. Especially considerable is a new formulation of steady states for parallel dynamics like the ASEP with open boundaries as a product of a pair-factorized and a matrix-product state.Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich im Wesentlichen mit dem vollkommen asymmetrischen Exklusionsprozess (ASEP) mit periodischen Randbedingungen. Der ASEP ist auf einem eindimensionalen Gitter definiert, auf dem jede Zelle entweder leer oder von genau einem Teilchen besetzt sein kann. In der ursprünglichen Definition können sich die Teilchen unter der Voraussetzung, dass die Zielzelle frei ist, genau um eine Zelle nach rechts bewegen. Hier betrachten wir die Möglichkeit, eine oder zwei Zellen zu hüpfen. Sowohl zufällig-sequentielle als auch parallele Dynamik werden behandelt. Besonderes Interesse gilt dem Hochgeschwindigkeitsfall, in dem sich die Teilchen wenn möglich immer zwei Zellen vorwärts bewegen. Der stationäre Zustand wird mit Hilfe des Matrixproduktansatzes exakt bestimmt. Unabhängig vom Update entwickelt sich dieser Prozess in Unterräume des Konfigurationsraumes und kann zu dynamischer Defektbildung in Form einer überschüssigen Leerstelle führen. Man beobachtet zwei Phasen, wo die Defektgeschwindigkeit verschiedene Werte annimmt, welche jeweils ausgehend von der erzeugenden Funktion der Normierung exakt berechnet werden. Numerisch bestimmte Dichteprofile zeigen eine interessante algebraische Form als Grenzfall eines Schockprofils. Für kontinuierliche Zeit stellt sich heraus, dass der Prozess mit dem wohlbekannten ASEP mit einem Defektteilchen verwandt ist. Für parallele Dynamik erhält man erhält man eine neue natürliche Defektdynamik. Für die allgemeine Definition des Prozesses mit Maximalgeschwindigkeit zwei wird ausgehend von einer Analyse des Zweiteilchensektors gezeigt, dass die Abstandsverteilung der Teilchen oszillieren kann. Diese Beobachtung wird unterstrichen im thermodynamischen Limes mit Hilfe einer verbesserten Mean-Field-Theorie, welche bemerkenswert gute Übereinstimmung mit Simulationen zeigt. Das Hauptaugenmerk dieser Arbeit liegt in der exakten Beschreibung von Gittermodellen mit dem Matrixproduktansatz. Mit diesem Ansatz werden schließlich Lösungen für verwandte Modelle abgeleitet. Besonders beachtenswert ist eine neue Formulierung der stationären Zustände für parallele Dynamik, wie für den ASEP mit offenen Rändern als ein Produkt eines paarfaktorisierten und eines Matrixproduktzustandes
Broadband ferromagnetic resonance and low frequency susceptibility measurements on Iron on Semiconductors
No full textDie vorliegende Arbeit beschreibt den Aufbau und dazugehörige Messungen von zweierlei verschiedenen Messmethoden, mit denen die grundlegenden Eigenschaften magnetischer Filme und Mikrostrukturen untersucht werden können: Den Phasenübergang von ferro- zu paramagnetisch durch Suszeptibilitätsmessungen und die intrinsischen
statischen sowie dynamischen Eigenschaften der Magnetisierung von Eisenfilmen auf III-V-Halbleitern mit Hilfe der Ferromagnetischen Resonanz (FMR).
Es wird eine Methode beschrieben, mit der an einem Photoelektronenmikroskop elementspezifisch und mit lateraler Auflösung von bis zu < 50nm die Reichweite ferromagnetischer
Korrelationen am Phasenübergang (Tc) in situ visualisiert werden kann.
Hierzu werden Ergebnisse präsentiert, bei denen die maximale Kohärenzlänge in einem Schichtdickengradientenfilm mit 0.7 ± 0.1 m bestimmt wurde. Weitere Messungen an lateral auf Durchmesser 2.44 m strukturierten Filmen zeigen eine signifikante Änderung der Curietemperatur von 1.4K beim direkten Vergleich zum geschlossenen
Film. Die Methode erlaubt die gleichzeitige Darstellung der Magnetisierung und magnetischen Suszeptibilität verschiedener Probenbereiche zum selben Zeitpunkt mit der bereits angegebenen lateralen Auflösung.
In situ Ferromagnetische Resonanzmessungen wurden zum einen mit Hilfe eines Resonators bei 9.3 GHz und zum anderen mit einer für diese Arbeit konstruierten Kurzschlusstechnik bei 1.5−26.5 GHz durchgeführt. Die Präparation von epitaktischem Fe/InAs(001) wird inklusive einer Untersuchung der schichtdickenabhängigen Beiträge zur gesamten magnetischen Anisotropie mit Hilfe der Resonatortechnik gezeigt. Der
Einfluss einer Deckschicht auf die anisotropen Eigenschaften wird ausführlich behandelt. Die magnetische Feldverteilung der für diese Arbeit konstruierten Kurzschlüsse wird anhand von Simulationen verdeutlicht. Auf dieser Technik basierende in situ Messungen
im Bereich von 1.5−26.5 GHz werden an epitaktischen Fe/GaAs(110)-Filmen diskutiert.
Es stellte sich heraus, dass auch bei 10nm Schichtdicke die Filme nicht relaxiert sind, welches sich unter anderem in einem ungewöhnlich großen g-Faktor von g = 2.61 ± 0.1 äußert. Der oberflächensensitive (Detektionstiefe ca. 2 − 3nm) Magnetische Röntgenzirkulardichroismus
(XMCD) gemessen in Remanenz bestätigte dies qualitativ mit
g = 2.21 ± 0.02. Die Erhöhung von g ist demnach auf ein stark erhöhtes Bahnmoment (XMCD: ml = 0.22 ± 0.04 μB) zurückzuführen, welches durch eine anisotrope
Gitterfehlanpassung erklärt werden könnte. Magnetfeldabhängige Anisotropiebeiträge könnten auf Grund von magnetostriktiven Effekten eine feldabhängige Modifikation des g-Faktors zur Folge haben, was den Unterschied zwischen XMCD und FMR erklärt.
Bereits diese ersten in situ Messungen mit dem neu entwickeltem Aufbau zeigten damit bereits ein überraschendes Ergebnis: Einen ungewöhnlich hohen g-Faktor, der nur an unabgedeckten Fe-Schichten im Ultra-Hochvakuum gemessen werden konnte. Zusätzlich werden Ergebnisse zur Ortsauflösung dieser Messmethode und ex situ Messungen der Dämpfungsmechanismen an strukturierten Eisen-Siliziden präsentiert.This work introduces two kinds of measurement setups which allow to determine basic properties of ferromagnetic thin films and microstructures: Magnetic phase transitions from ferro- to paramagnetic by susceptibility measurements and the intrinsical static as well as dynamic properties of the magnetisation of thin Iron films on III-V semiconductors using ferromagnetic resonance (FMR) in situ in ultra high vacuum (UHV). A method to visualize the correlation length at the magnetic phase transition (Tc) uses a photo electron emission microscope. It allows the element specific determination
of Tc in situ at a spatial resolution of < 50nm. A film with a thickness gradient (wedge shaped film) was analysed, and a maximum correlation length of 0.7 ± 0.1 m was determined. Additional measurements on microstructured films (diameter of structure 2.44 m) show a significant reduction of the Curie temperature by 1.4K, when comparing a continous film to the structured areas. This method allows for simultaneous
measurement visualisation of the magnetisation and magnetic susceptibility of different sample areas at the same point in time with a spatial resolution of < 50nm.
In situ ferromagnetic resonance measurements were performed on the one hand at 9.3 GHz using a conventional cavity, on the other hand in the range of 1.5 − 26.5 GHz using a new microwave setup developed during this work. The preparation of epitaxial Fe/InAs(001) is presented and the thickness dependent evolution of the magnetic anisotropy parameters will be discussed in detail. Results of in situ measurements are presented for epitaxial Fe/GaAs(110) thin films. It turned out that even films with a thickness of 10nm are not relaxed which results in an anomalous high g-factor of g = 2.61±0.1. This large value was qualitatively confirmed by surface sensitive (detection depth 2 − 3nm) x-ray magnetic circular dichroism (XMCD) with g = 2.21±0.02 in remanence. Using the sum rules it was found out that the change of g results from an angular magnetic momentum ml = 0.22 ± 0.04 μB. An anisotropic lattice modification may result in a less quenched orbital moment. Magnetic field dependent magnetic anisotropy parameters induced by magnetostrictive effects explain the differences between the FMR and XMCD results.
The first in situ measurements with this setup show a surprising result: An anomalous high g-factor, which could only be observed on uncapped films under ultra high vacuum conditions. In addition, results concerning the spatial resolution of this method and ex situ measurements concerning the damping mechanisms in structured Iron Silicates are
presented
Equivariant biharmonic maps
No full textWir beweisen die Existenz äquivarianter biharmonischer Abbildungen zwischen einer Riemannschen Mannigfaltigkeit und einer Untermannigfaltigkeit eines euklidischen Raumes. Mit der Methode der "Dimensionsreduktion der singulären Menge" beweisen wir partielle Regularitätsresultate, insbesondere hinreichende Bedingungen für die Existenz äquivarianter biharmonischer Abbildungen.We prove the existence of equivariant weakly biharmonic maps between a Riemannian manifold and a submanifold of an Euclidean space. By the method of "dimension reduction of the singular set" we prove partial regularity results, in particular sufficient conditions for the existence of equivariant biharmonic maps
Desorption of water, mass accommodation and residence time of HCl at 213, 218 and 228 K
No full textThe escaping deuterium oxide molecules from a liquid and a solid surface of the sulphuric acid solutions can be monitored by using the vacuum evaporation experiments. The measurements are performed in different spectral angles and temperatures of the solution. The energy distribution of the desorbing molecules is governed by the state of the surface. The observed discrepancy was tried to be explained using the capillary wave theory. In addition, this distribution is influenced only by the temperature. In contrast, the intensity of the velocity distribution decreases as the values of spectral angle and concentration increase. The reduction in the intensity of the velocity distribution for the molecules desorbing from the liquid and solid surface is as a function of the angular cosine of spectral angle (cos ).
Time- of- flight molecular beam technique is used to investigate the mass accommodation coefficient and the residence time of HCl gas molecules, which collide with the binary sulphuric acid water solution. These experiments are carried out in a concentration range from 52 to 75 wt% at temperatures of 213, 218 and 228 K. The measurements demonstrate that the behaviour of the mass accommodation coefficient and the residence time depend not only on the concentration of the sulphuric acid solution but also on the temperature of this solution.
On the one hand, in the concentrations between (50- 64 wt%), the measured values of the mass accommodation coefficient of HCl increases with decreasing temperature of the surface of the sulphuric acid solution, because the temperature affects on the desorption rate constant more than that on the solvation rate constant. On the other hand, in the concentrations above 67 wt%, the mass accommodation coefficient decreases as the temperature of the sulphuric acid solution decreases. The reason of this unexpected behaviour is that the solvation rate constant is stronger influenced by temperature than the desorption rate constant. This discrepancy in the demeanor of the mass accommodation coefficient can be explained using the capillary wave theory.
The residence time of the staying molecules in the fluid phase is equal to the solubility residence time and the transport time of the gas molecules in the solution. The interfacial transport time regarding to the capillary wave theory can be described the increase in the residence time of HCl gas molecules in a concentration range from 63 wt% to 75 wt%
Governing Through the Practice of Media Interpretation
No full textDer aus dem angloamerikanischen stammende Forschungsansatz des CSI-Effekts geht davon aus, dann in Fernsehserien über Verbrechensaufklärung die dort angewendeten Methoden der Kriminaltechnik und Gerichtsmedizin als Allheilmittel dargestellt werden und die Geschworenen vor US-amerikanischen Gerichten erwarten, dass diese kriminaltechnischen und gerichtsmedizinischen Methoden fester Bestandteil einer jeden Verbrechensaufklärung sind.
Die Dissertation geht der Frage nach, ob Fernsehsendungen über Verbrechensaufklärung, z.B. CSI: Den Tätern auf der Spur und Aktenzeichen XY... ungelöst, tatsächlich die Methoden der Kriminaltechnik und Gerichtsmedizin als Allheilmittel in der Verbrechensaufklärung darstellen und schlägt ein neues Konzept für eine Form der Machtentfaltung vor, die von der Botschaft dieser Fernsehserien ausgehen kann: Governing Through the Practice of Media Interpretation
Development of new TiC-MOCVD-precursors
No full textEs wurden drei metallorganischen Titanverbindungen hinsichtlich ihrer Eignung als Precursoren für Carbidbeschichtungen untersucht. Dabei wurden Liganden mit sterischem Abschirmungseffekt, sowie elektronischer Stabilisierung ausgewählt. Neben Titantetraneopentyl wurden Tetrakistrimethylsilylmethyltitan und Pentamethylcyclopentadienyltitantrimethyl untersucht.
Für die thermischen Abscheidungen standen keine optimalen Reaktoren zur Verfügung, so dass ein weiterer Teil dieser Arbeit sich auf die Optimierung vorhandener, sowie den Bau neuer Anlagen konzentrierte. Es wurden beim Bau der Reaktoren zwar immer mehrere Aspekte berücksichtigt, die Priorität aber entweder auf einem minimierten Volumen, einer vereinfachten Handhabung bzw. größerer Prozessvielfalt oder der Ausrichtung auf höhere Abscheidetemperaturen gelegt. Dadurch entstanden vier Anlagentypen, wie einem
sehr einfachen Vorversuchsreaktor, einem kleinen, mit Prozessgaszufuhr ausgestattetem Reaktor, der bis 700 C Abscheidetemperaturen eingesetzt werden
kann, einem etwas größeren Induktionsreaktor, der bis 1000 C betrieben werden kann und ein Hot-Wall Reaktor, der auf die NMR-Untersuchung der Gasphasenprodukte optimiert ist. Ergänzend wurde ein ebenfalls für diese Arbeit optimierter Plasmareaktor der Fa. Aurion in Betrieb genommen.
Die Precursoren wurden in die verschiedenen Reaktoren eingespeist und in Experimenten mit unterschiedlichen Bedingungen (vorwiegend unter Variation der Abscheidetemperaturen) zersetzt. Die Abscheideergebnisse in Form beschichteter Substrate wurden mittels REM/EDX, XRD und Raman charakterisiert und vergleichend diskutiert. Während im Syntheseprozess das Tetrakistrimethylsilylmethyltitan durch geringen Zeit- und Arbeitsaufwand positiv hervorstach, wiesen Tetraneopentyltitan und Pentamethylcyclopentadienyltitantrimethyl hervorragende Verdampfungseigenschaften auf. Die Zusammensetzung der erhaltenen Filme aus den Abscheidungen mit dem Np-Precursor kamen der Stöchiometrie des Titancarbids am nächsten, dagegen war die Morphologie erhaltenen Materialfilme bei den Abscheidungen mit dem Cp*-Precursor besonders homogen.
Die Abscheidungen im NMR-Reaktor wurden, in Kombination mit TGA/
DSC-Untersuchungen, zur Ermittlung potentieller Zerfallsmechanismen herangezogen.
Die untersuchten homoleptischen Verbindungen wiesen einen einstufigen Zerfallsprozess bei moderaten Temperaturen auf. Sie spalteten laut postuliertem Mechanismus drei von vier Liganden unter Ti-C-Bindungsbruch ab, die Zersetzung des letzten Liganden ist nicht im Detail geklärt. Auch ein heteroleptischer Precursor bietet sich an, wie die Untersuchungen des Cp*-Precursors zeigen
Automatic Modulation Classification in Mobile OFDM Systems with Adaptive Modulation
No full textAdaptive modulation is an efficient way to combat the effects of deep fades in broadband orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems with time-varying multipath channels, where modulation schemes are adapted to the current channel state. Bandwidth efficient modulation schemes are applied on subcarriers with high channel quality, while robust modulation schemes or even no modulation is preferred for subcarriers in deep fades. The resulting benefit in terms of required transmit power was demonstrated for a fixed data rate in the literature, where a gain of 5 · · · 15 dB was recorded for a BER of 0.001 over the OFDM system with a fixed modulation. In literature, several algorithms for adaptive modulation have been proposed with different emphasis on bandwidth efficiency and implemental complexity. In this thesis, the algorithm proposed by Chow is used.
A main drawback of adaptive modulation is that it requires the adapted modulation schemes to be provided at the receiver to enable demodulation. Traditionally, this information is provided in forms of explicit signalling, which reduces the bandwidth efficiency due to the signalling overhead. In the thesis, proposals are developed to reduce this undesirable overhead. These proposals exploit the correlation properties inherently existing in the transmission channel in both time and frequency domain, which leads to memory effects in the signalling source. State-dependent Huffman coding schemes are then applied to reduce the redundancy resulting from these memory effects.
This signalling overhead can be totally eliminated by automatic modulation classification (AMC). In the past, AMC was mainly of interest in military fields like threat analysis and electronic surveillance, where no prior knowledge about the used modulation scheme is available. The received signal is the single information source for classification. Under such circumstance, maximum likelihood (ML) based AMC provides the optimum solution in the sense that the classification error probability is minimized. Nowadays, AMC is drawing more and more research interest also in civilian applications like systems with adaptive modulation, where certain co-operations are organized as in the system considered in this thesis. These co-operations provide certain prior information, which can be utilized to improve the classification reliability. Consequently, the ML based approach does not deliver the minimum error probability any more. Investigations have to be conducted to verify how much the performance can be improved by incorporating this prior information into the AMC algorithm. As one focus in this thesis, a AMC algorithm is developed, which is potentially able to minimize the classification error probability again. Another focus is to reduce the implemental complexity to enable the application of AMC in systems with high time requirements like real-time systems.
In the last part of the thesis, comparisons are performed between these two approaches, namely explicit signalling and
signalling-free AMC, in terms of the end-to-end packet error probability. To ensure a fair comparison, the net data rate is always
maintained as a constant in both operation modes
Characterisation of apoptosis-stimulating p53 binding protein 2 (ASPP2) as a new substrate for asparaginyl hydroxylation
No full textDie posttranslationale Hydroxylierung durch Fe(II)- und 2-Oxoglutarat-abhängige Dioxygenasen wird zunehmend als bedeutsame Protein-Modifikation anerkannt. Es wurde z.B. gezeigt, dass FIH-1-abhängige Hydroxylierung von HIF-α Untereinheiten die Interaktion mit Co-Aktivatoren beeinflusst und dadurch die transkriptionelle Aktivität von HIF reguliert. Drüber hinaus wurde kürzliche eine neue Gruppe von FIH-1-Substraten entdeckt, die alle in einer hochkonservierten Protein Interaktionsdomäne, der Ankyrin Repeat Domäne (ARD), hydroxyliert werden.
In dieser Arbeit wurde ein neues Substrat von FIH-1, Apoptose-stimulierendes p53-bindendes Protein 2 (ASPP2) identifiziert und charakterisiert. Es wurde gezeigt, dass N986 in der ARD von ASPP2 sowohl in vitro als auch in kultivierten Zelllinien durch FIH-1 hydroxyliert wird. Im Gegensatz dazu wurde ein hochkonserviertes Mitglied der gleichen Proteinfamilie, inhibitorisches ASPP (iASPP) in vitro nicht durch FIH-1 modifiziert. Dies belegt, dass, obwohl bereits einige ARD Proteine als Substrate identifiziert wurden und das Enzyme eine hohe Variabilität der Hydroxylierungsstelle toleriert, bestimmte Voraussetzungen für die Hydroxylierung durch FIH-1 gegeben sein müssen und die Reaktion mit einer gewissen Spezifität erfolgt.
Die physiologischen Effekte der FIH-1-abhängigen Hydroxylierung von ASPP2 wurden in Krebs-Zelllinien, in denen die Expression des Enzyms durch lentivirale Transduktion von shRNA supprimiert wurde, untersucht. Obwohl ASPP2 als Regulator der p53-abhängigen Apoptose identifiziert wurde, hatte die Suppression von FIH-1 keinen Einfluss auf diesen Signalweg und auch die Interaktion zwischen ASPP2 und p53 wurde durch Silencing von FIH-1 nicht beeinflusst. Generell hatte endogenes ASPP2 keinen Einfluss auf die Stressantwort von p53-profizienten Zellen nach Behandlung mit verschiedenen Chemotherapeutika. Darüber hinaus waren auch Proliferation, Adhäsion und Migration nach Suppression von FIH-1 im Wesentlichen unverändert. Im Gegensatz dazu war die Interaktion zwischen ASPP2 und dem Tight Junction Protein partitioning defective 3 Homolog (Par-3), welche sowohl für die Regulation der Zellpolarität und der Proliferation neuronaler Vorläuferzellen in vivo als auch für die Ausbildung und Aufrechterhaltung von Tight Junctions in Epithelzellen in vitro von Bedeutung ist, durch Suppression von FIH-1 beeinträchtigt. In dieser Arbeit konnten wir nachweisen, dass die reduzierte Interaktion von ASPP2 und Par-3 nach Depletion von FIH-1 zu einer Umverteilung beider Proteine innerhalb der Zelle führt, wobei ASPP2 und Par-3 nicht länger vorwiegend an Zell-Zell-Kontakten lokalisiert sind. Somit konnten wir zum ersten Mal einen Nachweis für die Funktion der Hydroxylierung von ARD Proteinen erbringen. Wie im Falle von HIF beeinflusst FIH-1-abhängige Hydroxylierung die Assoziation von ASPP2 mit Interaktionspartnern. Im Gegensatz zu HIF-α Untereinheiten, deren Hydroxylierung durch FIH-1 die Interaktion mit transkriptionellen Co-Aktivatoren hemmt, fördert FIH-1-abhängige Hydroxylierung Zelltyp-spezifisch die Interaktion zwischen Par-3 und ASPP2. Der gleiche Effekt wurde auch durch den Hydroxylase-Inhibitor Dimethyloxalylglycin (DMOG) erzielt, was den Effekt eindeutig auf die Aktivität des Enzyms und somit die Modifikation zurückführt. Obwohl weder Adhäsion noch Migration der Zellen in vitro von der Suppression von FIH-1 beeinflusst waren, ist es möglich, dass beispielsweise die Integrität und Barriere-Funktion von Epithelien in vivo beeinträchtigt ist. Daher sind weiterführende in vivo Studien erforderlich, um den physiologischen Effekt der veränderten Lokalisation und Interaktion von ASPP2 und Par-3 aufzuklären. Außerdem wäre es interessant, die Interaktion von ASPP2 und Par-3, die bisher nur in Epithelzellen untersucht wurde, sowie den Einfluss von FIH-1 in anderen Zelltypen zu charakterisieren. Zusammenfassend konnten wir am Beispiel von ASPP2 zeigen, dass Proteininteraktionen von ARD-Proteinen durch FIH-1-abhängige Hydroxylierung reguliert werden können. Dies könnte nicht nur auf ASPP2 zutreffen, sondern auch auf andere ARD-Proteine. FIH-1-abhängige Hydroxylierung könnte somit eine Vielzahl zellulärer Signalwege, in denen ARD-Substrate involviert sind, durch Modulation von Proteininteraktionen regulieren.Hydroxylation by Fe(II)- and 2-oxoglutarate-dependent dioxygenases is increasingly recognised as an important protein modification. FIH-1-dependent hydroxylation of HIF-α subunits has previously been shown to influence the interaction of this protein with important transcriptional co-activators thereby modulating HIF transcriptional activity. Recently, another substrate group could be identified for FIH-1. All substrates of this new group are hydroxylated within a highly conserved protein interaction domain, the ankyrin repeat domain (ARD).
In our study, we identified a single hydroxylation site for FIH-1 within the ARD of apoptosis-stimulating p53 binding protein 2 (ASPP2), N986, in vitro and in cells. In contrast, the highly conserved family member inhibitory ASPP (iASPP) was not hydroxylated by FIH-1 at the corresponding asparagine in vitro revealing distinct characteristics required for the hydroxylation site despite rather low substrate specificity previously reported for FIH-1. Physiologic effects of ASPP2 hydroxylation were studied in cancer cells depleted of FIH-1 by lentiviral transduction. Interestingly, p53-dependent apoptosis which has previously been shown to be modulated by ASPP2 as well as the interaction between p53 and ASPP2 were not affected by silencing of FIH-1. In general, a role for endogenous ASPP2 in the induction of chemotherapy-induced apoptosis could not be confirmed using wild-type p53 cancer cells. In addition, neither proliferation nor adhesion or migration were affected substantially upon FIH-1 depletion. In contrast, the interaction of ASPP2 with the tight junction protein partitioning defective 3 homolog (Par-3) was impaired upon suppression of FIH-1. This interaction was previously found important for the regulation of polarity and proliferation of neuronal progenitor cells in vivo and for the formation and maintenance of tight junctions of epithelial cells in vitro. In our study, we observed that the interaction between ASPP2 and Par-3 is impaired following silencing of FIH-1which leads to changes in the intracellular localisation of the protein complex in a cell type dependent manner. These findings demonstrate for the first time an impact of FIH-1-dependent hydroxylation on ARD-containing FIH-1 substrates. In contrast to HIF-α where hydroxylation of N803 prevents the association with transcriptional co-activators, the interaction of ASPP2 and Par-3 and the junctional localisation of both proteins was triggered by FIH-1-dependent hydroxylation. Depletion of FIH-1 as well as incubation with the hydroxylase inhibitor dimethyloxalylglycine (DMOG) in part disrupted the interaction and the interdependent junctional localisation of ASPP2 and Par-3. Although cancer cell adhesion and migration were not altered in vitro, FIH-1-dependent hydroxylation of ASPP2 may well affect the integrity of tight junctions and the barrier function of epithelia in vivo. Thus further in vivo studies are required to examine the physiologic effects of FIH-1-depletion. Furthermore, the role of the interaction between ASPP2 and Par-3 may be interesting to study in other cell types as to date all studies were performed in epithelial cells exclusively. Taken together, our results demonstrate that protein interactions of ARD-containing FIH-1 substrates can be modified by hydroxylation. This is likely to apply to other FIH-1 substrates indicating implications for FIH-1 in a broad range of cellular signalling pathways where ARD-containing proteins are involved
Concept Development to Control Non-value Added Logistical Costs in a Primary Aluminium Casthouse by Interfacing Linear Optimization and Simulation
No full textAfter the financial crisis in 2008, demand reduction especially from the automotive in-dustry and changes in CO2 tax regulations which increased the energy prices the alu-minium industry forced to review and reduce its operational expenditure. High energy consumption in the production of primary aluminium dedicates most of the efforts on technological development onto the electrolysis unit. However, other units of a smelter also have the potential to improve their operational efficiency. In this thesis, the focus is on the casthouse unit of the smelter. The aim of this research is to quantify and reduce the non-value added logistical costs in the aluminium industry’s supply chain. This re-search attempts to simulate the internal supply chain of a primary aluminium casthouse and identify the wastes by implementing a lean thinking approach. After highlighting the possible improvements, optimization models attempt to reduce these wastes which create non-value added costs to the system. This concept is further developed by inter-facing the simulation model with the optimization model to validate the improvements. The success of the concept is tested by measuring the reduction in redundant logistical costs of a case study founded on the real casthouse specifications. Scenarios are defined to analyze the casthouse supply chain under different perspectives. The potential gain of the new concept is verified by applying it to these scenarios. In conclusion, the results analysis of the scenarios indicates the success of the main objective of this research; to develop a new concept that controls the non-value added logistical costs in the primary aluminium casthouse supply chain