570 Biowissenschaften, Biologie
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The study “Proteomic and systems biological database analysis of changed proteins from rat brain tissue after diving “ is about system biological testing of proteomic data obtained by rat brain after experimental diving in a pressure chamber. Basically, brain tissue from animal decompression sickness (DCS) was analyzed by mass spectrometry and has given two larger sets of modified proteins. Thereupon, the resulting up- and down-regulated proteins wereidentified and later compared by means of systems of biological databases, in this case GeneGo MetaCoreTM, in order to find similar or various affected cell biological signaling pathways when two different mass-spectrometry methods were compared.
nicht vorhanden
Das Zervixkarzinom ist die dritthäufigste Krebserkrankung bei Frauen weltweit. Verursacht wird das Karzinom und seine Vorstufen CIN I-III durch eine Infektion mit einem Hochrisikotypen der Humanen Papilloma Viren. Die derzeitige Gebärmutterhalskrebsvorsorge basiert auf dem zytologischen Pap-Abstrichstest und hat in den letzten Jahren durch eine Steigerung der Erkennungsrate die Mortalität auf Grund der Erkrankung gesenkt. Leider ist dieser Test durch viele subjektive Faktoren, wie die Abstrichnahme und die Beurteilung der Zellen sehr fehleranfällig und kann lediglich eine Erkennungsrate von 53% aufweisen. Die Etablierung von molekularen Markern auf Basis der Methylierung kann in diesem Zug als Ergänzung oder letztendlich als Ersatz das Vorsorgesystem der Krebsfrüherkennung bereichern. Die DNA-Methylierung kann dabei Einfluss auf die Tumorentstehung und Entwicklung haben. Die Base Cytosin wird dabei in CpG-Dinukleotiden in CpG-Inseln durch die DNA-Methyltransferase in 5-Methylcytosin umgewandelt. Häufig findet sich so eine untypische Hypermethylierung in CpG-Inseln in Promotorregionen von Genen, unübliche Methylierungsmuster können also ein Indiz für das Vorliegen eines Tumors oder einer Krebsvorstufe sein und kann in der molekularen Krebsdiagnostik genutzt werden um histologisch auffällige Regionen zu detektieren. Die Markerregionen ASTN1, SSTR1 und TRH wurden im Zuge dieser Arbeit in Hinblick auf ihre Methylierung mittels der Next-Generation-Sequenzierung untersucht und ausgewertet. Die Verbesserung der Sensitivität und Spezifität der Marker stand dabei im Vordergrund.
In dieser Arbeit wurden die zwei isothermalen Amplifikationsmethoden Recombinase Polymerase Amplification und Loop-mediated isothermal amplification hinsichtlich ihrer Anwendung in einem diagnostischen Teststreifensystem analysiert. Des Weiteren wurden die Bindungseigenschaften des Proteins RecA untersucht, um dieses zur Hybridisierung einer Sonde in ein amplifiziertes Produkt zu nutzen. Dadurch soll die Spezifität der Amplifikationsmethode erhöht werden.
In der Bachelorarbeit ,,Erkennung von Ähnlichkeitsbeziehungen wohl definierter Muster in Membranproteinen mit Hilfe regulärer Ausdrücke" wurde 32 Pfamfamilien, in Bezug auf Motive, untersucht.Als Grundlage dienten hierfür 50 Sequenzmuster von Gerstein et al. [11]. Die Proteinsequenzen der verwendeten 32 Proteinfamilien, von deren Domänen keine Funktion bekannt ist, wurden auf Beinhalten dieser Muster hin untersucht. Im nächsten Schritt wurde untersucht, welche dieser 50 Muster zusammen in einer Proteinsequenz auftreten, um so die Co - Co- Occurence festzustellen. Anhand der somit erhaltenen häufigsten Paarungen im transmembranen, nichttransmembranen und Transition - Bereich und mit Hilfe von bereits beschriebenen Mustern und Pattern von biologischen Datenbanken, wurde versucht, bestimmten Musterpaarungen aus der Arbeit von Gerstein et al. eine Funktion zuzuordnen bzw. eine Erklärung für ihr Auftreten in den Proteinen zu finden.
EIIa in Ferrovum sp. JA12
(2012)
Der schnelle und sichere Nachweis von multiresistenten gramnegativen Bakterien ist eine Voraussetzung, um deren Ausbreitung einzudämmen. Die Untersuchung verschiedener mikrobiologischer Methoden zum Nachweis von ß-Lactamasen, insbesondere ESBLs und Carbapenemasen, erfolgte beispielhaft an den gram-negativen Bakterien Klebsiella pneumoniae, Klebsiella oxytoca, Enterobacter spp., Acinetobacter spp. und Pseudomonas aeruginosa. Die als Grundlage für die Antibiotika-Empfindlichkeitsbestimmungen dienenden Breakpoints werden sowohl von der CLSI als auch von der EUCAST festgelegt. Jedoch sind nur im aktuellen Normensystem der CLSI Kriterien zum Nachweis von ESBLs und Carbapenemasen angegeben. Der über die Automatensysteme durchgeführte ESBL-Bestätigungstest hat eine ausreichend hohe Spezifität und Sensitivität für K. pneumoniae. Hingegen ist bei K. oxytoca und Enterobacter spp. der DD-Synergietest zum Nachweis von ESBL-Bildung erforderlich. Auch wenn nach einer neuen Empfehlung die gramnegativen Bakterien anhand von Leitsubstanzen in MRGNE und nicht-MRGNE eingeteilt werden, bleiben die ESBL-Bestätigungstests weiterhin sinnvoll, denn Fluorchinolon- und Carbapenem-sensible ESBL-Bildner würden nicht als MRGNE eingestuft werden. Bei Carbapenemase-Verdacht steht der modifizierte Hodge-Test zum Nachweis von Carbapenemase-Aktivität zur Verfügung. Dieser sollte bei Enterobacteriaceae mit Meropenem und bei nicht-Enterobacteriaceae mit Imipenem durchgeführt werden. Eine nähere Spezifizierung der Carbapenemase kann mit verschiedenen Zusatztests, wie dem MBL-Etest oder dem KPC/MBL Identifikations-Kit, erfolgen.
Inhalt dieser Arbeit ist die Inaktivierung der Bakterienspezies Pseudomonas fluorescensmit atmosphärischem Plasma. Dazu wurde der verwendete Plasmagenerator in seinen physikalischen Eigenschaften charakterisiert. Mit Parametervariationen des Plasmas wurden die Pseudomonadenbehandelt und ihr Wachstumsverhalten beobachtet.
Proteins are macromolecules that consist of linear-bonded amino acids. They are essential elements in various metabolic processes. The three-dimensional structure of a protein is determined by the order of amino acids, also referred to as the protein sequence. This conformation corresponds to the structural state in which the protein is functionally active. However, relationships between protein sequence, structure and function have not been fully understood yet. Additionally, information about structural properties or even the entire protein structure are crucial for understanding the dynamics that define protein functionality and mechanisms. From this, the role of a protein in its molecular context can be described closely. For instance, interactions can be investigated and comprehended as a biological dynamic network that is sensitive to alternations, i.e. changes which are caused by diseases. Such knowledge can aid in drug design, whereas compounds need to be specifically tailored and adjusted to their molecular targets. Protein energy profile-basedmethods can be applied to investigate protein structures concerning dynamics and alternations. The publications enclosed to this work discuss in general the scientific potentials of energy profilebased techniques and algorithms. On the one hand, changes in stability caused by protein mutations and proteinligand interactions are discussed in the context of energy profiles. On the other hand, energetic relations to protein sequence, structure and function are elucidated in detail. Finally, the presented discussions focus on recent enhancements of the eProS (energy profile suite) database and toolbox. eProS freely provides all elucidated methodologies to the scientific community. Thus, one can address biological questions with the presented methods at hand. Additionally, eProS provides annotations related to foreign databases. This ensures a broad view on biological data and information. In particular, energetic characteristics can be identified which contribute to a protein’s structure and function.
The larval zebrafish mutant Knörf has got a not yet identified gen, which is lethal after 14 dpf in a homozygous state. The mutation courses various degenerations and the loss of the regeneration ability. One of these degenerations was first discovered in the retina by a histological section. The mutants retinas show gaps in the IPL at 7 and 8 dpf which number increases during the maturation of the larva. In recent studies a pax 6 staining was performed, which showed that amacrine cells areaffected. Different types of amacrine cells were tested and it was shown that the parvalbuminergic amacrine cells disappear. The staining was performed in a time course. At 5 dpf is no difference between the number of parvalbuminergic amacrine cells in siblings and mutants but then the degeneration starts. At 2 dpa there is thefirst significant difference which increases at later stages and leads nearly to a full disappearance of these cells in the eye. Parvalbumin is not only present in the retina, therefore the brain as another central nervous system structure was examined. In the telencephalon these cells disappear already at 2 dpa. The parvalbuminergic cells are also present in the skeletal muscle of the tail. Here the degeneration starts approximately at the half of the tail and intensifies to distal areas. It was shown, that parvalbuminergic cells in the muscle disappear until 4dpa. The role of parvalbumin is seemed in the binding ofcalcium and therefore it supports the adjustment of the resting potential after an excitation in the central nervous system. In muscles it assists in the slowing of relaxing after a contraction of a muscle.
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 dieser Arbeit wird der Einfluss verschiedener Zellkulturparameter auf Fibroblasten- induzierte Änderungen im Phänotyp sowie auf die Gefitinib-Sensitivität von OSCC- Zellen in vitro untersucht. Im Ergebnis sollen Erkenntnisse zur Etablierung eines optimierten bzw. standardisierten Modellsystems für die Zellkultur zur Untersuchung von CAF-OSCC-Zellinteraktionen dargestellt werden.
Der Replikationszyklus der Foamyviren zeichnet sich durch zahlreiche Besonderheiten aus. Dazu zählt die reverse Transkription des viralen RNA -Genoms zu einem späten Zeit-punkt im Replikationszyklus, die in einem infektiösen Genom resultiert. Neuste Beobach-tungen lassen vermuten, dass die Protease-vermittelte Prozessierung des Kapsid-Proteins die Aktivität der Reversen Transkriptase (RT) initiiert (Hütter et al., unveröffent-licht). Virale Partikel, die nur aus prozessiertem p68Gag bestehen, weisen eine verminderte Infektiosität auf, was mit einem geringeren intrapartikulären DNA -Gehalt korreliert. Das Fehlen des p3 Gag-Proteins in diesem Ansatz ließ eine stimulierende Wirkung des Proteins auf die RT-Aktivität vermuten. Das Ziel der Arbeit bestand in der Untersuchung des Ein-flusses des p3 Gag-Proteins auf die Infektiosität gebildeter Viruspartikel.
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.
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.
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.
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.
In this work a new method for the prediction of the Xaa-proline (where Xaa is any amino acid) cis/trans isomerization was investigated. By extraction of twelve structural features (real secondary structure, inside/outside classification, properties of the environment around proline and proline itself) a support vector machine (SVM) based prediction approach was evolved. The Java software Xaa-PIPT for structural feature extraction was developed. Based on 4397 (2199 cis and 2198 trans) prolines extracted from non-redundant, globular proteins a classifier was trained using the radial basis function (RBF) kernel. In ten-fold cross-validation it achieved an accuracy of 70.0478 % and a Matthews correlation coefficient (MCC) of 0.4223, a sensitivity of 0.5433 and a specificity of 0.8576. Based on this classifier a lightweight and easy-to-use Java software tool, called m Xaa-PIPT, for the prediction of the Xaa-proline cis/trans isomerization was devel-oped. It was shown that there are correlations between the proline surrounding environment and the isomerization state. m Xaa-PIPT can be used for the evaluation of low-resolution protein structures and theoretical models to improve their quality by the prediction of the Xaa-proline isomerization.
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.
Ziel der Arbeit war es ein Topologievorhersagetool zu entwickeln, dass anhand von Energiepro-fildaten die Topologie von Membranproteinen vorhersagen kann. Hierzu gliedert sich die Arbeit in zwei Hauptteile. Zum einen werden zunächst einige Grundlagen zu den Themen Proteine, Energieprofile und Hidden-Markov-Modelle angeführt, zum anderen erfolgt eine Erläuterung des Vorgehens in Bezug auf die Erstellung der Datensätze und des Modells selbst. Schließlich werden die gewonnenen Informationen in der Auswertung analysiert und diskutiert. Dies geschieht sowohl im Hinblick auf die Vorhersagegenauigkeit des Modells, als auch auf die Eigenschaften der erstellten Datensätze
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.
Analyse der molekularbiologischen Evolution der BRCT-Domäne im Energieprofilorientierten Kontext
(2012)
Die vorliegende Arbeit liefert eine ausführliche Analyse der BRCT-Domäne. Dabei wur-de zum einen eine Zusammenfassung erstellt, in welcher diewichtigsten bisher ermittel-ten bekannten Eigenschaften und Funktionen dieser Domänezusammengetragen sind. Des Weiteren erfolgte eine Analyse der BRCT-Domäne auf Grundlage von Energieprofi-len. Der Schwerpunkt der Untersuchung lag dabei auf der Rekonstruktion evolutionärer Verwandtschaftsbeziehungen. Somit wurde zum einen überprüftin wie weit sich Ener-gieprofile auf phylogenetische Methoden anwenden lassen, wie deren Ergebnisse zu bewerten sind und in wie weit diese Ergebnisse mit bisherigen evolutionären Erkennt-nissen der BRCT-Domäne korrelieren oder sich neue Erkenntnisse daraus ergeben.
In der vorliegenden Arbeit wurde die kryoprotektive Wirkung der Kombination aus Dimethylsulfoxid + fetalem Kälber Serum, 1,2-Propandiol + Methylzellulose, 1,2-Ethandiol + Hydroxyethylstärke, Hydroxyethylzellulose + Hydroxyethylstärke und Trehalose + Polyvinyl-pyrrolidon für porcine Hornhäute und humane Mundschleimhautkonstrukte untersucht. Des Weiteren erfolgte die Testung der Einzelsubstanzen Polyvinylpyrrolidon und Trehalose. Die Überprüfung der kryokonservierenden Wirkung dieser Medien wurde anhand der Revitalisierung von Hornhäuten und Gewebeäquivalenten nach dem Einfrieren und Auftauen beurteilt. Dazu wurden verschiedener histologische und morphologische Parameter untersucht und ein Proliferationsassay durchgeführt. Unter Verwendung statistischer Analysen ließen sich signifikante Zusammenhänge zum Überleben des Cornea-Endothels sowie zur Revitalisierung der Gewebeäquivalente erkennen. Nach gründlicher Prüfung aller Ergebnisse, erwiesen sich einerseits die Kombination aus Hydroxyethylzellulose + Hydroxyethylstärke und andererseits die Substanz Polyvinylpyrrolidon geeignet zu Kryokonservierung beider Gewebe.
Ziel der vorliegenden Arbeit war die molekularbiologische Untersuchung des loss of heterozygosity (LOH) in drei Tumorsuppressorgene der Fanconi Anämie (Fanc G, Fanc F und Fanc J). Das Hauptaugenmerk lag dabei auf der Prüfung einer prognostischen Relevanz dieser Gene, um in Zukunft den Weg für die Entwicklung eines verbesserten kausalen Therapiekonzeptes für Patienten mit einem Plattenepithelkarzinom in der Mundhöhle zu ebnen. Mit Hilfe einer Mikrosatellitenanalyse wird eine Multiplex-PCR zur Feststellung eines LOH etabliert. Die daraus resultierenden Amplifikate werden anschließend einer kapillarelektro-phoretischen Fragmentanalyse unterzogen, sodass im Folgenden die für die LOH-Berechnung wichtigen Elektropherogramme ausgewertet werden können. Unter Verwendung von statistischen Analyseverfahren liefert ein LOH in den Genen Fanc G und Fanc F möglicherweise das Potential, als prognostischer Marker zu dienen. Auch der Ansatz der Verwendung der Mikrosatelliteninstabilität als prognostischen Marker könnte eine potentielle Relevanz besitzen. Weiterführende Analysen sind allerdings erforderlich.
Das Ziel dieser Arbeit ist die Etablierung eines methodischen Vorgehens für die Analyse ausgewählter Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) des mitochondrialen Genoms. Dabei sollen benötigte Schritte von der Isolation der mtDNA aus dem Untersuchungsmaterial bis zur Analyse ausgewählter mtSNPs geprüft werden. Der methodische Ablauf wurde an problematisch zu untersuchendem Untersuchungsmaterial erprobt. Die Ergebnisse der Forschungsarbeit werden in einem ausführlichen Arbeitsprotokoll zusammengefasst. Dieses kann für thematisch ähnliche Fragestellungen in der molekulargenetischen Forensik zur Verfügung gestellt werden.