1,721,028 research outputs found
Quaternary Structure of the European Spiny Lobster (Palinurus elephas) 1×6-mer Hemocyanin from cryoEM and Amino Acid Sequence Data
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Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Get PDFThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Bedeutung der Myeloperoxidase für die Herzinsuffizienz in der MLP defizienten Maus als Modell für eine dilatative Kardiomyopathie
No full textDie Myeloperoxidase (MPO) ist ein inflammatorisches Enzym, das prädominant in neutrophilen Granulozyten exprimiert wird. Neben seiner Bedeutung in der Pathogenabwehr ist MPO auch mechanistisch eingebettet in pathologische Prozesse des Herzkreislaufsystems. Die MLP defiziente Maus ist ein etabliertes Modell für eine dilatative Kardiomyopathie. Ein zusätzliche MPO Defizienz in der MLP-KO Maus führt zu einer Verbesserung der systolischen Herzfunktion. Dies wird vermittelt über eine Verbesserung der endothelabhängigen Gefäßfunktion. Dabei spielt die MPO vermittelte Reduktion der vaskulären Bioverfügbarkeit von NO eine zentrale Rolle.Myeloperoxidase (MPO) is an inflammatoric enzyme which is predominantly wexpressed in neutrophlis. In addition to its importance in defending pathogens MPO is also mechanistically involved in pathological prozesses in the cardiovascular system. The MLP deficient mouse is an established model for dilated cardiomypathy. An additional deficiency of myeloperoxidase in the MLP-KO mouse leads to an improvement of systolic heart function. This is mediated by an improvement of the endothelium dependent vaskular function. In this context the MPO mediated reduction of the bioavailability of NO plays a central role
Variations on the Author
Get PDF“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Expression and function of hemocyanin in hexapoda
No full textHämocyanin ist das am häufigsten vorkommende respiratorische Protein innerhalb der Arthropoda. Das aus sechs identischen oder ähnlichen Untereinheiten gebildete Protein ist durch zwei Kupferionen, welche jede Untereinheit im aktiven Zentrum trägt, dazu in der Lage reversibel Sauerstoff zu binden. Neben seiner eigentlichen Funktion im Sauerstofftransport ist Hämocyanin darüber hinaus in einigen Taxa auch an der Energiespeicherung, der Aushärtung der Cuticula, sowie der Immunantwort beteiligt. Während das Hämocyanin der Crustacea und Chelicerata umfassend untersucht wurde, galten respiratorische Proteine in den Onychophora, Myriapoda und Hexapoda aufgrund ihrer gut ausgebildeten Tracheensysteme lange als überflüssig. Erst nachdem Hämocyanin 2004 in der Steinfliege Perla marginata nachgewiesen werden konnte, zeigten weitere Untersuchungen, dass Hämocyanin in einer Vielzahl der Hexapoda-Ordnungen vertreten ist. Dennoch ist eine Korrelation des Vorkommens von Hämocyanin mit evolutiven Ereignissen, ökologischen Bedingungen, physiologischen Eigenschaften, oder der Morphologie der Tiere bisher nicht möglich. Im Rahmen dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass der Collembola Folsomia candida auf hypoxiebedingt niedrige Sauerstoff-konzentrationen mit einer starken Expressionssteigerung von Hämocyanin reagiert. Die dabei unter Hypoxie bis zu tausendfach gesteigerte Hämocyaninexpression zeigte deutlich, dass Hämocyanin in F. candida entsprechend der vorliegenden Sauerstoffkonzentration reguliert wird und das Protein so eine Rolle in der Sauerstoffversorgung der adulten Tiere übernimmt. Darüber hinaus konnte Hämocyanin in 21 weiteren Collembola-Spezies nachgewiesen und die Tiere phylogenetisch den Unterordnungen der Symphypleona, Tomoceroidea oder Entomobryomorpha zugeordnet werden. Umfassende Untersuchungen an der Wanderheuschrecke Locusta migratoria zeigten, dass kein Bezug der Hämocyaninexpression zu dem Geschlecht der Tiere, der verfügbaren Sauerstoff-konzentration, einer Immunantwort in Reaktion auf Bakterienbefall, oder dem Wechsel in die gregarine Schwarmphase steht. Stattdessen wurde die bereits bekannte spezifische Expression von Hämocyanin im Embryonalstadium bestätigt. Darüber hinaus konnte in der Fangschrecke Hierodula membranacea erstmalig in einem Hexapoda die Hämocyanin-synthese innerhalb der Hämocyten nachgewiesen werden. Zusammen mit den bereits bestehenden Untersuchungen deuten die vorliegenden Ergebnisse darauf hin, dass Hämocyanin ursprünglich eine allgemeine respiratorische Funktion in den Hexapoda besaß und diese Funktion in einigen Hexapoda, wie den Collembola oder Plecoptera, bis heute übernimmt. In höher entwickelten Hexapoda, wie den Orthoptera oder Blattodea, reicht hingegen das gut entwickelte Tracheensystem aus, um die Sauerstoffversorgung der adulten Tiere zu gewährleisten. Hier übernimmt Hämocyanin stattdessen die Sauerstoffversorgung der in Ootheken oder Eipaketen abgelegten Embryonen.Hemocyanin is the principal respiratory protein of the Arthropoda. The protein is composed of six identical or similar subunits, each carrying two copper ions by which they reversibly bind oxygen. While the transport of oxygen is the main function of hemocyanin, this protein is also involved in amino acid storage, hardening of the cuticle and immune response. The occurrence and properties of hemocyanins have been thoroughly studied in Crustacea and Chelicerata, but their presence in the Onychophora, Myriapoda and Hexapoda has only been recently discovered. In these subphyla, respiratory proteins had long been considered unnecessary, since these species possess an elaborate tracheal system for oxygen supply. Hemocyanin was first described in a Hexapoda in the stonefly Perla marginata in 2004. Since then, hemocyanin was shown to occur in a variety of hexapod orders, but still there is no clear correlation between the presence of hemocyanin and specific evolutionary events, ecological conditions, physiological properties or the species morphology.
Here I showed that the expression of hemocyanin dramatically increases in the collembolan Folsomia candida in response to hypoxia. This is the first time that a direct connection between hemocyanin expression and oxygen availability could be demonstrated in adult Hexapoda. In addition, hemocyanin was identified in an additional 21 collembolan species, which were phylogenetically assigned to the suborders Symphypleona, Tomoceroidea, and Entomobryomorpha. A comprehensive study of the migratory locust Locusta migratoria showed that hemocyanin expression is neither related to the age, phenotypic phase nor sex of the animals, nor is it involved in the hypoxia response or immune reaction. Rather hemocyanin expression is restricted to the embryonic stage, where it probably provides oxygen to the developing embryo across the diffusion barrier of the ootheca. In an additional study, hemocytes were identified as the site of hemocyanin synthesis in the mantis Hierodula membranacea. Further evidence suggests that hemocyanin might have an intracellular function in the hemocytes of H. membranacea, where it could act for example, as a phenoloxidase.
In summary and considering other studies, my findings suggest that hemocyanin originally had a general respiratory function in the Hexapoda. Hemocyanin still has this role in basal Hexapoda that are likely to encounter hypoxia in their habitats, for example Collembola or Plecoptera. In so-called "higher" Hexapoda, however, the tracheal system provides sufficient oxygen to the adult animals. Here hemocyanin developed a more specialized function and supplies oxygen only to the developing embryos or adopted other roles
Molekularphylogenetische Analysen der Ecdysozoa und Haemosporida
No full textThe advent of molecular phylogenetics has revolutionized our understanding of the tree of life. In my PhD thesis, I have aimed to elucidate various aspects of the deep phylogeny of Ecdysozoa and Haemosporida employing classical PCR-based approaches, next-generation sequencing, and bioinformatic data mining techniques.
The superphylum Ecdysozoa was first proposed based on phylogenetic analyses of 18S rRNA sequences. Among others, it comprises the two most species-rich animal phyla, Arthropoda and Nematoda. The Ecdysozoa concept was initially received with considerable skepticism and controversy as it contradicted traditional animal systematics; and while it is now widely accepted in the scientific community, the relationships within Ecdysozoa have remained poorly understood. To improve our understanding of the deep phylogeny of Ecdysozoa, new transcriptome data from a number of ecdysozoan species belonging to previously undersampled taxa were generated. All phylogenetic analyses found strong support for the monophyly of Ecdysozoa. The scalidophoran taxa Priapulida and Kinorhyncha were recovered in a sister group relationship at the base of Ecdysozoa. Within Euarthropoda, I found strong support for a common origin of Myriapoda, Crustacea, and Hexapoda (Mandibulata hypothesis) thus rejecting the notion of a sister group relationship between Myriapoda and Chelicerata (Myriochelata hypothesis), which was recovered in a number of earlier molecular analyses. Molecular clock analyses resulted in divergence time estimates that are notably younger than the estimates of most previous studies based on sequence data. However, the molecular dates still significantly predate the earliest fossil evidence and point to an Ediacaran origin of Arthropoda followed by diversification of the extant arthropod subphyla in the Cambrian.
Haemosporida are intracellular blood parasites with a complex life cycle that infect a great variety of vertebrate hosts. Haemosporidians are member of the phylum Apicomplexa and include the agents of human malaria (genus Plasmodium). Despite being the focus of numerous studies, there is still no consensus on the deep phylogeny of Haemosporida. As genome sequencing projects have focused on mammalian parasites of the genus Plasmodium, sequence data from the other haemosporidian genera was only available for a small set of standard genes, which are not ideal for reconstructing the earliest events in haemosporidian evolution. This limited gene sampling is due to numerous challenges involved in developing nuclear markers for this diverse group. By employing a newly developed bioinformatic pipeline for primer design and by carefully optimizing design parameters and PCR protocols, I was able to obtain sequence data from a number of nuclear genes in haemosporidian species belonging to the genera Haemoproteus, Leucocytozoon, Polychromophilus, and Plasmodium. Phylogenetic analyses resulted in highly congruent topologies consistently placing Leucocytozoon at the base of Haemosporida. Surprisingly, the phylogenetic analyses recovered Polychromophilus, a genus of bat-infecting parasites, as the sister group to a monophyletic clade comprising all Plasmodium parasites. This relationship has not been proposed before but is well supported and appears plausible when considering various aspects of parasite life history. Within Plasmodium, a sister group relationship between the avian and the mammalian species was found.
Contamination by DNA from external sources (e.g. cloning vectors or human DNA) is a common problem in NGS projects. If the contaminating sequences are not identified and remain in the datasets after sequence assembly and deposition into public databases, subsequent analyses may yield confusing results that can lead to false conclusions. Moreover, the identification of parasite-derived contaminations may also enable the discovery of novel parasite lineages and shed light on previously unknown host-parasite associations. In order to quantify the extent of contamination by apicomplexan parasites in the public genome and transcriptome databases and to extract as many parasite-derived contigs from the contaminated animal assemblies, I developed a software pipeline that uses a series of sequence similarity searches to identify contigs of parasite origin. In total, 953 assemblies of terrestrial animals were analysed and, in 51 assemblies, a combined 20,907 contigs from apicomplexan parasites were found. For most of the contaminating parasite species, no molecular data had been available previously and, for some of them, large amounts of the parasite's gene repertoire could be extracted from the sequence assemblies. Phylogenetic inference yielded a well-resolved tree and the contaminating parasite species could be identified as members of the apicomplexan taxa Gregarinasina, Coccidia, Piroplasmida, and Haemosporida
Die Expression respiratorischer Proteine ausgewählter Arthropodenspezies
No full textHämoglobine und Hämocyanine erfüllen in vielen Arthropoden eine Funktion im Transport und in der Speicherung von Sauerstoff. Hämoglobine gehören zu der Klasse der Häm-Proteine, die sich alle durch den Besitz eines metallhaltigen Porphyrinkomplexes auszeichnen. Die reversible Bindung von Sauerstoff wird durch das zentral im Häm vorliegende, zweiwertige Eisenion ermöglicht. Im Gegensatz dazu binden Arthropoden-Hämocyanine mit Hilfe zweier Kupferionen Sauerstoff. Sie bilden stets Hexamere bzw. Multihexamere aus sechs ähnlichen oder identischen Untereinheiten, wobei jede dieser ca. 75 kDa Untereinheiten ein Kupferzentrum besitzt. Die Hämocyanine der Arthropoden werden mit vier hämocyanin-ähnlichen Proteinklassen bestehend aus Enzymen (Phenoloxidasen), Speicherproteinen (Pseudohämocyanine und Hexamerine) sowie bestimmten Rezeptoren (Hexamerinrezeptoren) zu der Hämocyanin-Superfamilie der Arthropoden zusammengefasst. In der vorliegenden Arbeit erfolgte die Identifizierung und Charakterisierung dieser zwei respiratorischen Proteine in ausgewählten Krebstieren.
Mit dem kiemenspezifischen Hämoglobin (CmaHb) der Strandkrabbe Carcinus maenas (Decapoda, Malacostraca) wurde erstmals ein intrazelluläres Globin in den Crustacea nachgewiesen. CmaHb weist eine Membranlokalisation auf, die bislang nur im Falle einiger bakterieller Globine beschrieben wurde. CmaHb ist dabei das erste bekannte Globin, bei dem die Interaktion mit der Membran über eine N-Myristoylierung vermittelt wird. Sequenzanalysen wiesen darauf hin, dass neben CmaHb auch Globinsequenzen der Chelicerata sowie zumindest zwei Globine der Insecta ein N-terminales Motiv für eine N-Myristoylierung besitzen. Phylogenetische Analysen lassen vermuten, dass eine intrazelluläre, membrangebundene Lokalisation die ursprüngliche Form der Arthropoden-Globine darstellt. Aus diesen sind offensichtlich die intrazellulären, frei im Cytoplasma vorliegenden Globine der Insecta sowie die extrazellulären Globine der Insecta und Branchiopoda (Crustacea) hervorgegangen. Hypothesen zur Funktion des CmaHb umfassen den Schutz der Kiemenmembran vor ROS oder eine Rolle in einem noch unbekannten Signaltransduktionsprozess. Eine respiratorische Funktion ist dagegen aufgrund einer hohen Autoxidationsrate des CmaHb unwahrscheinlich.
Ferner wurde am Versuchstier Speleonectes tulumensis (Remipedia) zum ersten Mal eindeutig die Expression eines respiratorischen, extrazellulären Hämocyanins außerhalb der Malacostraca belegt. Die drei Hämocyaninuntereinheiten gruppieren in allen phylogenetischen Analysen mit den Hämocyaninen der Insekten. Auffällig ist dabei, dass dieser Krebs beide Untereinheitstypen besitzt, die in Insekten vorkommen. Die erhaltenen Resultate weisen somit auf ein mögliches Schwestergruppenverhältnis der Remipedia und Insecta sowie folglich auf eine Paraphylie der Crustacea hin. Jedoch sind weitere Analysen notwendig, um die Stellung der Remipedia sowie ihre Verwandtschaft zu den Hexapoda zu untersuchen.
Im Rahmen eines dritten Projektes wurden erstmalig rekombinante Expressionssysteme für ausgewählte Mitglieder der Hämocyanin-Superfamilie der Arthropoden etabliert. Am Beispiel der Prophenoloxidase 3 (PPO3) aus D. melanogaster gelang es, einen kupferhaltigen Vertreter in biologisch aktiver Form in Insektenzellen zu exprimieren. Parallel durchgeführte Arbeiten mit heterologen, bakteriellen Expressionsystemen zeigten, dass sich auch diese prinzipiell für die rekombinante Expression der Proteine dieser Superfamilie eignen. So gelang am Beispiel des Hexamerins LSP2 von D. melanogaster die Expression eines löslichen, kupferlosen Vertreters in E. coli. Nach Aufreinigung der rekombinanten LSP2-Untereinheiten konnte die Quartärstruktur des Proteins erfolgreich rekonstituiert werden. Bei der rekombinanten Expression der Kupferproteine in E. coli wurden ebenfalls gravierende Fortschritte erzielt, da erstmals die rekombinante Herstellung einer Phenoloxidase und eines Hämocyanins als lösliches Apoprotein in Bakterien gelang. Mit der in dieser Arbeit erreichten rekombinanten Expression einer funktionellen Phenoloxidase und eines Hexamerins stehen somit bereits zwei Vertreter der Arthropoden-Hämocyanin-Superfamilie in ausreichender Menge zur Verfügung, die für bioanalytische Studien eingesetzt werden können
Untersuchung der Funktionalität alternativer Plasmodium Export Elemente anhand ausgewählter Proteine des Malariaerregers Plasmodium falciparum (Welch, 1897)
No full textMalaria ist eine durch einzellige Parasiten verursachte Infektionskrankheit, die bis zu 700.000 Todesfälle pro Jahr verursacht. Bis heute ist kein kommerzieller Impfstoff vorhanden und Resistenzen gegen gängige Malariamedikamente und Insektizide verbreiten sich. Als wichtigster humanpathogener Erreger gilt Plasmodium falciparum, da dieser für die meisten Todesfälle verantwortlich ist. Die hohe Pathogenität von P. falciparum ist auf die Modifikationen an der Wirtszelle während des intraerythrozytären Zyklus zurückzuführen. Für diese Modifikationen werden zahlreiche Proteine vom Parasiten in den Erythrozyten transportiert. Viele dieser Proteine besitzen ein für den Export verantwortliches pentameres Sequenzmotiv, das so genannte PEXEL-Motiv (engl. Plasmodium Export Element) (R.L.E/D/Q). Dieses Motiv wurde für die Vorhersage des P. falciparum-Exportoms verwendet, wobei über 350 putativ exportierte Proteine identifiziert werden konnten. Im ER des Parasiten wird das PEXEL-Motiv hinter dem Leucin durch die Protease Plasmepsin V gespalten und anschließend N-acetyliert. Sowohl phylogenetische Analysen als auch die Exportomvorhersage von Sargeant et al. (2006) deuten auf eine Funktionalität von alternativen PEXEL-Motiven hin. Diese sind durch die Aminosäuren Lysin oder Histidin an der PEXEL-Position 1 bzw. Isoleucin an der PEXEL-Position 3 gekennzeichnet (R/K/H.L/I.E/D/Q). Bisherige Untersuchungen von alternativen PEXEL-Motiven ließen jedoch vermuten, dass kein Export durch diese vermittelt wird. Daher war das primäre Ziel der Arbeit die Funktionalität von alternativen PEXEL-Motiven zu überprüfen.
Die Funktionalität wurde zum einen mit Hilfe der Reporterproteine KAHRP, REX3 und GBP untersucht. Das klassische PEXEL-Motiv dieser Proteine wurde durch alternative PEXEL ersetzt. Sowohl R.I.E-, K.L.E- als auch H.L.E-Motive sind in REX3 und GBP funktionell, wobei eine Prozessierung bei K.L.E zwischen der alternativen PEXEL-Position 3 und 4 und eine anschließende N-Acetylierung mit Hilfe der Massenspektrometrie nachweisbar war.
Des Weiteren sollte die Funktionalität mittels Lokalisationsstudien endogener P. falciparum-Proteine, welche ein alternatives-PEXEL besitzen, überprüft werden. Für die Lokalisationsstudien wurden GFP-Fusionsproteine verwendet. Dabei konnten neun exportierte Proteine mit alternativem PEXEL-Motiv identifiziert werden, die teilweise in den für die Virulenz von P. falciparum zugeschriebenen Kompartimenten in der Wirtszelle lokalisierten. Darunter waren drei exportierte Proteine, die löslich in der Wirtszelle vorlagen (PFA0135w, PFL0040c und PFL0070c), zwei Maurer´sche Spalten-Proteine (PF08_0004 und PFC0085c), zwei Erythrozytenmembran-assoziierte Proteine (PFA0610c und PFI1780w), ein Protein, welches eine J/K-Dot-ähnliche Lokalisation zeigte (PFL0045c), und ein Protein mit einer Lokalisation in nicht definierten Strukturen in der Wirtszelle (PFF0335c). Exemplarisch konnte sowohl für PFI1780w als auch für PFC0085c mit Hilfe von Mutationsstudien und massenspektrometrischen Analysen eine Funktionalität des alternativen PEXEL-Motivs bewiesen werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass alternative PEXEL-Motive Export vermitteln. Vermutlich machen aber Proteine mit funktionellem alternativem PEXEL-Motiv nur einen kleinen Teil des Exportoms von P. falciparum aus
Expressions- und Evolutionsstudien an Vertretern der Hämocyanin-Superfamilie der Arthropoden
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