@phdthesis{Vranic2019,
  author    = {Vranic, Marija},
  title     = {3D Structure of the biomarker hepcidin-25 in its native state},
  doi       = {10.25932/publishup-45929},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-459295},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {xii, 135},
  year      = {2019},
  abstract  = {Hepcidin-25 (Hep-25) plays a crucial role in the control of iron homeostasis. Since the dysfunction of the hepcidin pathway leads to multiple diseases as a result of iron imbalance, hepcidin represents a potential target for the diagnosis and treatment of disorders of iron metabolism. Despite intense research in the last decade targeted at developing a selective immunoassay for iron disorder diagnosis and treatment and better understanding the ferroportin-hepcidin interaction, questions remain. The key to resolving these underlying questions is acquiring exact knowledge of the 3D structure of native Hep-25. Since it was determined that the N-terminus, which is responsible for the bioactivity of Hep-25, contains a small Cu(II)-binding site known as the ATCUN motif, it was assumed that the Hep-25-Cu(II) complex is the native, bioactive form of the hepcidin. This structure has thus far not been elucidated in detail. Owing to the lack of structural information on metal-bound Hep-25, little is known about its possible biological role in iron metabolism. Therefore, this work is focused on structurally characterizing the metal-bound Hep-25 by NMR spectroscopy and molecular dynamics simulations. For the present work, a protocol was developed to prepare and purify properly folded Hep-25 in high quantities. In order to overcome the low solubility of Hep-25 at neutral pH, we introduced the C-terminal DEDEDE solubility tag. The metal binding was investigated through a series of NMR spectroscopic experiments to identify the most affected amino acids that mediate metal coordination. Based on the obtained NMR data, a structural calculation was performed in order to generate a model structure of the Hep-25-Ni(II) complex. The DEDEDE tag was excluded from the structural calculation due to a lack of NMR restraints. The dynamic nature and fast exchange of some of the amide protons with solvent reduced the overall number of NMR restraints needed for a high-quality structure. The NMR data revealed that the 20 Cterminal Hep-25 amino acids experienced no significant conformational changes, compared to published results, as a result of a pH change from pH 3 to pH 7 and metal binding. A 3D model of the Hep-25-Ni(II) complex was constructed from NMR data recorded for the hexapeptideNi(II) complex and Hep-25-DEDEDE-Ni(II) complex in combination with the fixed conformation of 19 C-terminal amino acids. The NMR data of the Hep-25-DEDEDE-Ni(II) complex indicates that the ATCUN motif moves independently from the rest of the structure. The 3D model structure of the metal-bound Hep-25 allows for future works to elucidate hepcidin's interaction with its receptor ferroportin and should serve as a starting point for the development of antibodies with improved selectivity.},
  language  = {en}
}
@misc{Haakh2009,
  type      = {Master Thesis},
  author    = {Haakh, Harald Richard},
  title     = {Cavity QED with superconductors and its application to the Casimir effect},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-32564},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2009},
  abstract  = {Diese Diplomarbeit untersucht den Casimir-Effekt zwischen normal- und supraleitenden Platten {\"u}ber einen weiten Temperaturbereich, sowie die Casimir-Polder-Wechselwirkung zwischen einem Atom und einer solchen Oberfl{\"a}che. Hierzu wurden vorwiegend numerische und asymptotische Rechnungen durchgef{\"u}hrt. Die optischen Eigenschaften der Oberfl{\"a}chen werden dann aus dielektrischen Funktionen oder optischen Leitf{\"a}higkeiten erhalten. Wichtige Modellen werden vorgestellt und insbesondere im Hinblick auf ihre analytischen und kausalen Eigenschaften untersucht. Es wird vorgestellt, wie sich die Casimir-Energie zwischen zwei normalleitenden Platten berechnen l{\"a}sst. Fr{\"u}here Arbeiten {\"u}ber den in allen metallischen Kavit{\"a}ten vorhandenen Beitrag von Oberfl{\"a}chenplasmonen zur Casimir-Wechselwirkung wurden zum ersten mal auf endliche Temperaturen erweitert. F{\"u}r Supraleiter wird eine analytische Fortsetzung der BCS-Leitf{\"a}higkeiten zu rein imagin{\"a}ren Frequenzen, sowohl innerhalb wie außerhalb des schmutzigen Grenzfalles verschwindender mittlerer freier Wegl{\"a}nge vorgestellt. Es wird gezeigt, dass die aus dieser neuen Beschreibung erhaltene freie Casimir-Energie in bestimmten Bereichen der Materialparameter hervorragend mit der im Rahmen des Zwei-Fluid-Modells f{\"u}r den Supraleiter berechneten {\"u}bereinstimmt. Die Casimir-Entropie einer supraleitenden Kavit{\"a}t erf{\"u}llt den Nernstschen W{\"a}rmesatz und weist einen charakteristischen Sprung beim Erreichen des supraleitenden Phasen{\"u}bergangs auf. Diese Effekte treten ebenfalls in der magnetischen Casimir-Polder-Wechselwirkung eines Atoms mit einer supraleitenden Oberfl{\"a}che auf. Es wird ferner gezeigt, dass die magnetische Dipol-Wechselwirkung eines Atomes mit einem Metall sehr stark von den dissipativen Eigenschaften und insbesondere von den Oberfl{\"a}chenstr{\"o}men abh{\"a}ngt. Dies f{\"u}hrt zu einer starken Unterdr{\"u}ckung der magnetischen Casimir-Polder-Energie bei endlichen Temperaturen und Abst{\"a}nden oberhalb der thermischen Wellenl{\"a}nge. Die Casimir-Polder-Entropie verletzt in einigen Modellen den Nernstschen W{\"a}rmesatz.{\"A}hnliche Effekte werden f{\"u}r den Casimir-Effekt zwischen Platten kontrovers diskutiert. In den entsprechenden elektrischen Dipol-Wechselwirkungen tritt keiner dieser Effekte auf. Die Ergebnisse dieser Arbeit legen nahe, das bekannte Plasma-Modells als Grenzfall eines Supraleiters bei niedrigen Temperaturen (bekannt als London-Theorie) zu betrachten, statt als Beschreibung eines normales Metalles. Supraleiter bieten die M{\"o}glichkeit, die Dissipation der Oberfl{\"a}chenstr{\"o}me in hohem Maße zu steuern. Dies k{\"o}nnte einen experimentellen Zugang zu den optischen Eigenschaften von Metallen bei niedrigen Frequenzen erlauben, die eng mit dem thermischen Casimir-Effekt verkn{\"u}pft sind. Anders als in entsprechenden Mikrowellen-Experimenten sind hierbei die Energien und Impulse unabh{\"a}ngige Gr{\"o}ßen. Die Messung der Oberfl{\"a}chenwechselwirkung zwischen Atomen und Supraleitern ist mit den heute verf{\"u}gbaren Atomfallen auf Mikrochips m{\"o}glich und der magnetische Anteil der Wechselwirkung sollte spektroskopischen Techniken zug{\"a}nglich sein},
  language  = {en}
}