@phdthesis{Vacogne2016, author = {Vacogne, Charlotte D.}, title = {New synthetic routes towards well-defined polypeptides, morphologies and hydrogels}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-396366}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {xii, 175}, year = {2016}, abstract = {Proteins are natural polypeptides produced by cells; they can be found in both animals and plants, and possess a variety of functions. One of these functions is to provide structural support to the surrounding cells and tissues. For example, collagen (which is found in skin, cartilage, tendons and bones) and keratin (which is found in hair and nails) are structural proteins. When a tissue is damaged, however, the supporting matrix formed by structural proteins cannot always spontaneously regenerate. Tailor-made synthetic polypeptides can be used to help heal and restore tissue formation. Synthetic polypeptides are typically synthesized by the so-called ring opening polymerization (ROP) of α-amino acid N-carboxyanhydrides (NCA). Such synthetic polypeptides are generally non-sequence-controlled and thus less complex than proteins. As such, synthetic polypeptides are rarely as efficient as proteins in their ability to self-assemble and form hierarchical or structural supramolecular assemblies in water, and thus, often require rational designing. In this doctoral work, two types of amino acids, γ-benzyl-L/D-glutamate (BLG / BDG) and allylglycine (AG), were selected to synthesize a series of (co)polypeptides of different compositions and molar masses. A new and versatile synthetic route to prepare polypeptides was developed, and its mechanism and kinetics were investigated. The polypeptide properties were thoroughly studied and new materials were developed from them. In particular, these polypeptides were able to aggregate (or self-assemble) in solution into microscopic fibres, very similar to those formed by collagen. By doing so, they formed robust physical networks and organogels which could be processed into high water-content, pH-responsive hydrogels. Particles with highly regular and chiral spiral morphologies were also obtained by emulsifying these polypeptides. Such polypeptides and the materials derived from them are, therefore, promising candidates for biomedical applications.}, language = {en} } @phdthesis{Partosch2015, author = {Partosch, Falko}, title = {Computergest{\"u}tzte Analysen in der Toxikologie}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-82334}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {XVII, 131, ix}, year = {2015}, abstract = {Im Rahmen der EU-weiten REACH-Verordnung haben Alternativmethoden zum Tierversuch in der Toxikologie an Bedeutung gewonnen. Die Alternativmethoden gliedern sich auf in In-vitro- und In-silico-Methoden. In dieser Dissertation wurden verschiedene Konzepte der In-silico-Toxikologie behandelt. Die bearbeiteten Themen reichen von quantitativen Strukturaktivit{\"a}tsbeziehungen (QSAR) {\"u}ber eine neue Herangehensweise an das g{\"a}ngige Konzept zur Festlegung von Grenzwerten bis hin zu computerbasierten Modellierungen zum Alkohol- und Bisphenol-A-Stoffwechsel. Das Kapitel {\"u}ber QSAR befasst sich im Wesentlichen mit der Erstellung und Analyse einer Datenbank mit 878 Substanzen, die sich aus Tierversuchsstudien aus dem Archiv des Bundesinstituts f{\"u}r Risikobewertung zusammensetzt. Das Design wurde dabei an eine bereits bestehende Datenbank angepasst, um so einen m{\"o}glichst großen Datenpool zu generieren. In der Analyse konnte u.a. gezeigt werden, dass Stoffe mit niedrigerem Molekulargewicht ein erh{\"o}htes Potential f{\"u}r toxikologische Sch{\"a}den aufwiesen als gr{\"o}ßere Molek{\"u}le. Mit Hilfe des sogenannten TTC-Konzepts k{\"o}nnen Grenzwerte f{\"u}r Stoffe geringer Exposition festgelegt werden, zu denen keine toxikologischen Daten zur Verf{\"u}gung stehen. In dieser Arbeit wurden f{\"u}r die Stoffe dreier Datenbanken entsprechende Grenzwerte festgelegt. Es erfolgte zun{\"a}chst eine g{\"a}ngige strukturbasierte Aufteilung der Substanzen in die Kategorien "nicht toxisch", "m{\"o}glicherweise toxisch" und "eindeutig toxisch". Substanzen, die aufgrund ihrer Struktur in eine der drei Klassen eingeordnet werden, erhalten den entsprechenden Grenzwert. Da in die dritte Klasse auch Stoffe eingeordnet werden, deren Toxizit{\"a}t nicht bestimmbar ist, ist sie sehr groß. Daher wurden in dieser Arbeit die ersten beiden Klassen zusammengelgt, um einen gr{\"o}ßeren Datenpool zu erm{\"o}glichen. Eine weitere Neuerung umfasst die Erstellung eines internen Grenzwerts. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass der Expositionsweg herausgerechnet wird und somit beispielsweise Studien mit oraler Verabreichung mit Studien dermaler Verabreichung verglichen werden k{\"o}nnen. Mittels physiologisch basiertem kinetischem Modelling ist es m{\"o}glich, Vorg{\"a}nge im menschlichen K{\"o}rper mit Hilfe spezieller Software nachzuvollziehen. Durch diese Vorgehensweise k{\"o}nnen Expositionen von Chemikalien simuliert werden. In einem Teil der Arbeit wurden Alkoholexpositionen von gestillten Neugeborenen simuliert, deren M{\"u}tter unmittelbar zuvor alkoholische Getr{\"a}nke konsumiert hatten. Mit dem Modell konnte gezeigt werden, dass die Expositionen des Kindes durchweg gering waren. Nach einem Glas Wein wurden Spitzenkonzentrationen im Blut von Neugeborenen von 0,0034 Promille ermittelt. Zum Vergleich wurde die Exposition durch ein f{\"u}r S{\"a}uglinge zugelassenes alkoholhaltiges pflanzliches Arzneimittel simuliert. Hier wurden Spitzenkonzentrationen von 0,0141 Promille erreicht. Daher scheinen Empfehlungen wie gelegentlicher Konsum ohne sch{\"a}digende Wirkung auf das Kind wissenschaftlich fundiert zu sein. Ein weiteres Kinetik-Modell befasste sich mit dem Stoffwechsel von Bisphenol A. Teils widerspr{\"u}chliche Daten zur Belastung mit BPA in der wissenschaftlichen Literatur f{\"u}hren wiederholt zu Anregungen, den Grenzwert der Chemikalie anzupassen. Die Funktionalit{\"a}t der am Metabolismus beteiligten Enzyme kann je nach Individuum unterschiedlich ausgepr{\"a}gt sein. Mittels Modellings konnte hier gezeigt werden, dass dies maßgeblich dazu f{\"u}hrt, dass sich berechnete Plasmaspiegel von Individuen bis zu 4,7-fach unterscheiden. Die Arbeit konnte somit einen Beitrag zur Nutzung und Weiterentwicklung von In-silico-Modellen f{\"u}r diverse toxikologische Fragestellungen leisten.}, language = {de} } @phdthesis{Albers2006, author = {Albers, Nicole}, title = {On the relevance of adhesion : applications to Saturn's rings}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-10848}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {2006}, abstract = {Since their discovery in 1610 by Galileo Galilei, Saturn's rings continue to fascinate both experts and amateurs. Countless numbers of icy grains in almost Keplerian orbits reveal a wealth of structures such as ringlets, voids and gaps, wakes and waves, and many more. Grains are found to increase in size with increasing radial distance to Saturn. Recently discovered "propeller" structures in the Cassini spacecraft data, provide evidence for the existence of embedded moonlets. In the wake of these findings, the discussion resumes about origin and evolution of planetary rings, and growth processes in tidal environments. In this thesis, a contact model for binary adhesive, viscoelastic collisions is developed that accounts for agglomeration as well as restitution. Collisional outcomes are crucially determined by the impact speed and masses of the collision partners and yield a maximal impact velocity at which agglomeration still occurs. Based on the latter, a self-consistent kinetic concept is proposed. The model considers all possible collisional outcomes as there are coagulation, restitution, and fragmentation. Emphasizing the evolution of the mass spectrum and furthermore concentrating on coagulation alone, a coagulation equation, including a restricted sticking probability is derived. The otherwise phenomenological Smoluchowski equation is reproduced from basic principles and denotes a limit case to the derived coagulation equation. Qualitative and quantitative analysis of the relevance of adhesion to force-free granular gases and to those under the influence of Keplerian shear is investigated. Capture probability, agglomerate stability, and the mass spectrum evolution are investigated in the context of adhesive interactions. A size dependent radial limit distance from the central planet is obtained refining the Roche criterion. Furthermore, capture probability in the presence of adhesion is generally different compared to the case of pure gravitational capture. In contrast to a Smoluchowski-type evolution of the mass spectrum, numerical simulations of the obtained coagulation equation revealed, that a transition from smaller grains to larger bodies cannot occur via a collisional cascade alone. For parameters used in this study, effective growth ceases at an average size of centimeters.}, subject = {Saturn}, language = {en} }