570 Biowissenschaften, Biologie
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Ziel dieser Diplomarbeit ist es, verschiedene Peptidkarten von Rinderhaut-Kollagen zu erstellen. Diese sollen eine Charakterisierung von Kollagentypen ermöglichen. Im ersten Teil dieser Arbeit wird das Kollagen mit Hilfe von Bromcyan und speziellen Enzymen in definierte Peptide gespalten. Im zweiten Teil der Arbeit soll überprüft werden, inwiefern die einzelnen Hydrolysefragmente mittels 2D-Gelektrophorese aufgetrennt werden können. Zum Schluss erfolgt eine Bewertung der Praxistauglichkeit dieser Methoden zur Bestimmung von unterschiedlichen Kollagentypen.
Ziel der Masterarbeit ist es einen Überblick über die freie Bibliothek „BioJava“ zu erstellen und diese dann exemplarisch in einen Tool für die Forschung und Lehre darzustellen. Die Reduzierung des Arbeitsaufwandes bei der Verarbeitung biologischer Daten soll durch das entstehende Tool minimiert werden. Durch den Einsatz in der Lehre sollen die Studentinnen und Studenten eine Grundlage erhalten für den Umgang mit wissenschaftlichen Daten. Der Einsatz moderner Technolgien soll zudem gewährleisten, dass das Tool viele Jahre eingesetzt werden kann.
MicroRNAs, kleine, nichtkodierende RNA-Moleküle, sind in den letzten Jahren aufgrund ihrer regulatorischen Eigenschaften verstärkt in den Fokus der Forschung gerückt. Auch in der Steuerung des Stammzellverhaltens wird ein Einfluss der microRNAs vermutet. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Untersuchung der Funktion ausgewählter microRNAs in der Osteogenese von murinen embryonalen Stammzellen. Dazu wurden die microRNAs in diesen Zellen überexprimiert. Die Kultivierung der Zellen erfolgte in Medien mit unterschiedlichen Glukosekonzentrationen. Mit Hilfe verschiedener Auswertungsmöglichkeiten (qPCR, Kalzium-Assay, Färbungen) wurden die Zellen auf einen positiven bzw. negativen Effekt der microRNA auf die Knochenzellbildung analysiert. Dabei wurde auch der mögliche Einfluss der Kultivierungsbedingungen auf die Wirkung der microRNA berücksichtigt.
Implementierung eines Algorithmus zur automatisierten Lane-Entzerrungauf Gelelektrophorese-Blots
(2014)
Diese Bachelorarbeit beschäftigt sich mit Entwicklung und Implementierung eines Algorithmus zur automatisierten Entzerrung von Gelelektrophorese-Blots. Dazu werden zuerst Algorithmen für die Detektion der Lanes und Banden vorgestellt. Danach werden Möglichkeiten für die Erkennung von Verzerrungen, die Korrektur des Laneverlaufs und schließlich der Entzerrung der Lane vorgestellt.
Zur Optimierung der schnellen Messung des pH-Wertes in Ackerböden wurden verschiedene Bodenproben angelehnt an das DIN-Verfahren mit der Antimonelektrode untersucht. Darüber hinaus wurde die Messzeit auf eine Minute verkürzt und das Volumen der Extraktionslösungen reduziert, um den späteren Chemikalieneinsatz auf dem Feld zu reduzieren. Zur Untersuchung interferierender Matrixeffekte wurden die elektrische Leitfähigkeit, das Redoxpotenzial sowie die Ionengehalte der einzelnen Bodenproben ermittelt. Verschiedene auftretende Effekte wurden mittels des Standard-additionsverfahrens näher charakterisiert und aufgeklärt.
In der vorliegenden Arbeit werden SAOS-2 Zellen, welche auf mikrostrukturierten und ta-C beschichteten Objektträgern adhärierten, anhand von Fluoreszenzmessungen untersucht. Die Identifizirung möglicher Einflussfaktoren auf die Proliferation und Adhäsion der Zelllinie durch mikrostrukturierte undteilbeschichtete Glasobjektträger wird unter Verwendung des Cell Titer Blue Assays und der digitalen Bildverarbeitungs-software CellProfiler untersucht.
After the expression of the titin-Hsp27-construct with the following purification supplies no satisfied results which makes the realization of the atomic force microscopy not possible. The devel-opment of the structure model by using different bioinformatic methods can establish a model for the protein sequence. As bioinformatic methods the template search by different BLAST runs and free available software like SwissModel, Pcons, ModWeb and other tools are used. Nevertheless, the generated model is not the native conformation and has to be analyzed with other software until a stable conformation of the structure can be predicted. Depending on the time which is provided the generated model is a good approach for the aim this master thesis has.
Ziel der Bachelorarbeit ist es, Kraft-Abstands-Kurven zu analysieren und auszuwerten, um somit Aussagen über die Kräfte zu bekommen, welche bei der Zelladhäsion wirken. Daher wurden zuerst die Kräfte analysiert und mittels Histogrammen ausgewertet. Aufgrund der Tatsache, dass der Verlauf der Kraft-Abstands-Kurven einen Einfluss auf die Kräfte hat, soll im zweiten Schritt eine Funktion gefunden werden, die diesen Verlauf bestmöglich beschreibt.
Proteins are involved in almost every aspect of life, mediating a wide range of cellular tasks. The protein sequence dictates the spatial arrangement of the residues and thus ultimately the function of a rotein. Huge effort is put into cumbersome structure eludication experiments which obtain models describing the observed spatial conformation of a protein, enabling users to predict their function, to understand their mode of action or to design tailored drugs to cure disease caused by misfolded or misregulated proteins.
However, the result of structure determination experiments are merely models of reality, made under simplifying assumptions - sometimes containing major undetected errors. On the other hand, such experiments are resource demanding and they cannot supply the actual demand.
Thus, scientists are predicting the structure of proteins in silico, resulting in models that are even
more prone to error.
In consequence, the structure biologists search after a practicable definition of structure quality and over the last two decades several model quality assessment programs emerged, measuring the local and global quality of peculiar structures. Seven representatives were studied, regarding the paradigms they follow and the features they use to describe the quality of residues. Their predications were compared, showing that there is almost no common ground among the tools.
Is there a way to combine their statements anyway?
Finally, the accumulated knowledge was used to design a novel evaluation tool, addressing problems previously spotted. Thereby, high quality of its predication as well as superior usability was
key. The strategy was compared to existing approaches and evaluated on suitable datasets.
Die vorliegende Bachelorarbeit befasst sich mit dem Thema, ein besseres Verständnis über den strukturellen Aufbau von Transmembranproteinen zu erlangen. Durch eine intensive Recherche über den biologischen, chemischen und physikalischen Hintergrund von Aminosäuren ist ein zusammengefasstes Grundwissen entstanden, welches in der Lage ist die Bindungseigenschaften und somit auch die Position dieser Aminosäuren in den Proteinen zu erklären. Mit Hilfe der CSU-Analysis vom Weizmann Institut of science wurden diese Kenntnisse an bekannten Transmembranproteinen zielbewusst überprüft. Die daraus resultierenden Ergebnisse zeigten, dass die Eigenschaften der Aminosäuren zur Stabilität dieser untersuchten Transmembranproteine beitragen. Eine weitere Bestätigung dieser Resultate lieferte die abschließende Überprüfung des Musters „AA2-AA3“ welches in Transmembranproteinen die häufigsten Interaktionen eingeht.
Das Kemmlitzer Kaolinwerk baut Kaolin im Tagebau ab und veredelt dieses durch einen Schlämmprozess vor Ort. Zur Erhöhung und Sicherung der dadurch erlangten Güte soll der Schlämmprozess durch die Verwendung von vollentsalztem Wasser verbessert werden. Dieses soll in Eigenversorgung aus Brunnenwasser hergestellt werden. Die Anforderungen an den dazu notwendigen Wasseraufbereitungsprozess sind: · Erfüllung der Qualitätsansprüche an das vollentsalzte Wasser · Kostengünstige Lösung · Kontinuierlicher Betrieb · Verringerung der Risiken für die Umwelt · Bestmögliche Anpassung der Lösung an den Automatisierungsgrad der Produktion, das Qualifikationsprofil der Mitarbeiter und die Organisationsstruktur vor Ort Ziel der vorliegenden Arbeit ist es die verfahrenstechnischen Alternativen zur Gewinnung von vollentsalztem Wasser zu benennen und anhand der formulierten Anforderungen zu bewerten. Untersucht werden die Entsalzungsverfahren mittels Umkehrosmose und Ionenaustauscheranlage bzw. die Vorbehandlungsverfahren mittels verschiedenen Ansätzen zur Enteisenung und Entmanganung. Eine Vorbehandlung mittels Oxydationseinheit, Kiesfilter und Anti-Scalant wird mit einem energieeffizienten Umkehrosmoseverfahren kombiniert und anschließend technisch und wirtschaftlich bewertet.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Generierung von Primern und Son-den zur Identifikation verschiedener Candida-Arten. Hierzu erfolgte zunächst die Evaluierung gebräuchlicher Primer-Programme. Da keines den geforderten An-sprüchen genügt, wurde ein eigener Algorithmus entworfen. Mit Hilfe dessen erfolgte abschließend die Generierung der Primer und Sonden.
Es ist eines der größten ungelösten Probleme der letzten Jahrzehnte, wie die Beziehung zwischen Sequenz und 3D-Struktur in Proteinen tatsächlich aussieht. Um die Funktion und den Einfluss von physiologischen Bedingungen exakt verstehen zu können, werden Aussagen über die Struktur von Proteinen benötigt. Energieprofile stellen ein Energiemodell dar, welches die damit verbundenen Aspekte teilweise untersucht. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf Wechselwirkungen der einzelnen Aminosäuren eines Proteins untereinander. Die Grundlage bildet die Berechnung der freien Energie jeder Aminosäure. Zu Beginn dieser Arbeit war es nur möglich, von globulären Proteinen Energieprofile zu berechnen. Ziel der Bachelorarbeit ist es, einen Algorithmus zu entwickeln, der von Membranproteinen Energieprofile berechnen kann, um verstehen zu können, wie sich unterschiedliche physiologische Bedingungen auf Membranproteine auswirken, und wie beispielsweise Punktmutationen die Funktionsfähigkeit und den strukturellen Aufbau von Membranproteinen beeinflussen können.
Die Lokalisation, Aktivität, Funktion, Abbau sowie Synthese von Proteinen werden maßgeblich durch Wechselwirkungen von Proteinen mit weiteren Proteinen, anderen Biopolymeren sowie nie-dermolekularen Molekülen reguliert. Informationen über Art, Stärke und Abhängigkeit der Interak-tionen sind daher von entscheidender Bedeutung für ein umfassendes Verständnis der Prozesse, in die ein Protein involviert ist, sowie den Mechanismen, durch die es reguliert wird. Die umfassende Charakterisierung von Interaktionen von Proteinen in einem gegebenen Proteom (mittlerweile oft als Interaktom bezeichnet) wird der nächste Meilenstein auf dem Weg zum Verstehen der Bioche-mie von den Zellen. Anormale Veränderungen von Protein-Protein- oder Protein-Metabolit-Interaktionen können Ursachen von Krankheiten sein, wohingegen gezielte medikamentöse Beein-flussungen Ansatzpunkte für Krankheitsbehandlungen darstellen. Im Rahmen dieser Masterarbeit wurde das Interaktom der Proteine STAT3, STAT1, BMI1 und CDK9 in humanen embryonalen Nierenzellen (HEK 293T, engl. Human Embryonic Kidney 293T cells) mit einer auf Affinitätsmassenspektrometrie basierenden Strategie untersucht, in der stabile Isotopenmarkierung durch Aminosäuren in Zellkultur (SILAC), in situ Biotinylierung der vier ausgewählten Proteine, Affinitätsanreicherung und massenspektrometrische Analyse verbunden wur-den. Den Schwerpunkt der Arbeit stellte die Optimierung der Datenauswertung dar. Zu diesem Zweck wurde eine Software entwickelt, die ein Protein-Protein Interaktionsnetzwerk aus Interaktionsdatenbanken um das jeweils zu untersuchende Protein erstellt und mit Hilfe von einer Meta-Datenbank und dem Protein-Protein Interaktionsnetzwerk die signifikanten Bindungspartner der Analyse selbstständig ermittelt. Die ermittelten Bindungspartner sollten mit Dreieck-Netzwerk-Motiven und komplementären Daten nachprozessiert bzw. nachevaluiert werden. Mit der PIPs Datenbank sollten alle Ergebnisse verglichen und evaluiert werden, weil diese Datenbank einen ähnlichen Ansatz mit komplementären Daten verfolgt und bereits seit einigen Jahren etabliert ist.
Eine schnelle und zuverlässige C. difficile Diagnostik ist essentiell für die Einleitung geeigneter Therapiemaßnahmen. Bis heute wurde weltweit keine Standardisierung für die Labordiagnostik festgelegt. Jede Untersuchungseinrichtung muss sich selbst aus der Fülle der auf dem Markt vorhandenen Methoden für einen Algorithmus entscheiden. In der Literatur sind unzählige Vorschläge getesteter Verfahrens-Kombinationen mit ihren Leistungsdaten zu finden. Innerhalb dieser Arbeit wurden verschiedene Methoden aufgegriffen und miteinander verglichen. In diesem Zug fand auch die Evaluierung eines neuen Testverfahrens statt. Zusätzlich sollte die Diagnostik des mikrobiologischen Laboratoriums der Zentrum für Diagnostik GmbH Chemnitz analysiert und gegebenenfalls verbessert werden.
Aufgrund der Zusammensetzung des Speiseeises bietet dieses Mikroorganismen einen geeigneten Nährboden zum Leben und zur Vermehrung. Daher müssen Reinigungs- und Desinfektionsvorgänge bei der Herstellung der Produkte strengstens überwacht und auch unter ökonomischen Aspekten betrachtet werden. Fragen des Umfangs einer Reinigung sowie deren Häufigkeit gilt es dabei ebenfalls zu klären und zu optimieren. Darüber hinaus muss ferner die Einhaltung vorhandener Gesetze berücksichtigt werden. Diese Arbeit widmet sich der Untersuchung des Umfangs der aktuell angewandten Reinigungsvorgaben aus mikrobieller Sicht heraus.
In der vorliegenden Bachelorarbeit werden die Wechselwirkungen von umweltrele-vanten Metallen mit biologischen Komponenten untersucht. Dazu dienen die bak-teriellen Haldenisolate Lysinibacillus sphaericus JG-A12 und Lysinibacillus sp. JG-B53. Diese zeigten bereits in vorangegangenen Untersuchungen sehr hohe Metallbindungs-kapazitäten. Für die Sorptionsversuche werden die Schwer- und Edelmetalle Platin, Palladium, Blei, Cadmium, Europium und Gold und das Halbmetall Arsen verwendet. Durch die Einbeziehung von isolierten Zellwandbestandteilen der Gram-positiven Mikroorganismen, wie z.B. S-Layer-Proteine und Membranlipide sollen genauere Kenntnisse der Sorptionseigenschaften der biologischen Komponenten erlangt werden. Als analytische Verfahren werden die ICP-MS und die QCM-D eingesetzt. Durch einen Vergleich der zwei Bakterien werden unterschiedliche Metallselektivitäten aufgedeckt, die in weiteren Forschungsvorhaben und Anwendungsgebieten Einsatz finden können.
In dieser Arbeit werden die Auswirkungen des Probentransportes von Warmwasser auf die mikrobiologischen Analyseergebnisse für Legionellen erläutert. Dazu werden entsprechende Grundlagen zur Legionellenproblematik, Vergleiche mit der Norm zum Probentransport, die experimentelle Durchführung und anschließend Ergebnisse der Untersuchungen aufgeführt. Die Ergebnisse werden wissenschaftlich ausgewertet, eine Datengrundlage für die bestehenden Normen erstellt und Empfehlungen für zukünftige Untersuchungen beschrieben.
The bachelor thesis is about cis-trans isomerization of Xaa-Pro (Xaa = any amino acid), their quantitative acquisition and the selection of 3D structure information for the prediction with a support vector machine (SVM). The quantitative detection of occurrence of cis-, trans- and cis/trans conformation in membrane proteins will be examined and evaluated. The 3D structure informa-tions include 12 features, the amino acids around proline and are including of proline. These include the inside/outside classification, the real secondary structure, energy consideration, as well as five further amino acid occur properties within a defined radius of the proline. From this information, a data set was created for the SVM. This program is used for the prediction of unknown and known Xaa Pro Isomerisms. The methods for the analysis were implemented with the platform independent programming language Java. Two programs have emerged from the work to a Xaa PIPT for the quantitative detection and extracting structural information and m Xaa-PIPT to the pure prediction of Xaa-Pro isomerism in protein structures. 389 Membrane proteins from the PDB (Protein Data Bank) served as a basis. The data were also statistically analysed and evaluated.
Hormonelle Belastungen in Grund-, Oberflächen und Trinkwasser sind weitreichend bekannt. Die daraus resultierenden Einflüsse auf das endokrine System bei Mensch und Tier, besonders durch das endogene Steroidhormon 17b -Estradiol (E2), sind bewiesen und führen unter anderem zu Feminisierung, Dezimierung von Spermien und kann als Indikator bei Brustkrebs wirken. Bisherige Filteranlagen können die rückstandslose Entfernung von pharmakologisch wirksamen Stoffen und deren Rückstände aus den Oberflächen-, Grund- und Trinkwässern nicht gewährleisten. Ein neuartiger Reinigungsansatz auf Aptamer-basis sollte untersucht werden und dessen Potential E2 aus belasteten Gewässern zu entfernen. Das bereits existierende und E2 selektive DNA Aptamer wurde in silico durch molekular dynamischen Simulationen untersucht um möglich Bindungsstellen zu identifizieren. Das ssDNA Aptamer wurde in die robustere PNA überführt. Diese soll anstelle der DNA in das Filtersystem integriert werden und in vivo Einsatz getestet werden.