@phdthesis{Fiedler2010,
  author    = {Fiedler, Christian},
  title     = {Die Strukturbildung der beta-Helix in der Pektatlyase Pel-15},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-47250},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2010},
  abstract  = {Pektatlyase (Pel-15) aus dem alkalophilen Bodenbakterium Bacillus spec. KSM-P15 ist mit 197 Aminos{\"a}uren eines der kleinsten, bekannten β-3-Solenoidproteine. Sie spaltet Polygalakturons{\"a}urederivate in einem Ca2+-abh{\"a}ngigen β-Eliminierungsprozess. Wie bei allen Proteinen dieser Enzymfamilie ist auch die Polypeptidkette von Pel-15 zu einer einstr{\"a}ngigen, rechtsg{\"a}ngigen, parallelen β-Helix aufgewunden. In diesem Strukturmotiv enth{\"a}lt jede Windung drei β-Str{\"a}nge, die jeweils durch flexible Schleifenbereiche miteinander verbunden sind. Insgesamt acht Windungen stapeln sich in Pel-15 {\"u}bereinander und bilden entlang der Helixachse fl{\"a}chige, parallele β-Faltbl{\"a}tter aus. Im Bereich dieser β-Faltbl{\"a}tter existiert ein ausgedehntes Netzwerk von Wasserstoffbr{\"u}ckenbindungen, durch das der hydrophobe Kern, der sich im Inneren der β-Helix befindet, vom umgebenden L{\"o}sungsmittel abgeschirmt wird. Besondere Abschlussstrukturen an beiden Enden der β-Helix, wie sie typischerweise bei anderen Ver-tretern dieser Strukturklasse ausgepr{\"a}gt werden, sind in Pel-15 nicht zu beobachten. Stattdessen sind die terminalen Bereiche der β-Helix {\"u}ber Salzbr{\"u}cken und hydrophobe Seitenkettenkontakte stabilisiert. In der vorliegenden Dissertation wurde die Pektatlyase Pel-15 hinsichtlich ihres Faltungsgleichgewichtes, ihrer enzymatischen Aktivit{\"a}t und der Kinetik ihrer Strukturbildung charakterisiert. In eine evolution{\"a}r konservierte Helixwindung wurden destabilisierende Mutationen eingef{\"u}hrt, und deren Auswirkungen mittels spektroskopischer Methoden analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass Pel-15 in Gegenwart des Denaturierungsmittels Guanidiniumhydrochlorid einen hyperfluoreszenten Gleichgewichtsustand (HF) populiert, der nach Messungen von Faltungs- und Entfaltungskinetiken ein konformationelles Ensemble aus den Zust{\"a}nden HFslow und HFfast darstellt. Diese HF-Zust{\"a}nde sind durch eine hohe Aktivierungsbarriere voneinander getrennt. In R{\"u}ckfaltungsexperimenten populieren nur etwa 80 \% der faltenden Molek{\"u}le den Zwischenzustand HFslow, der mit einer Zeitkonstante von ca. 100 s zu HFfast weiterreagiert. Die Denaturierungsmittelabh{\"a}ngigkeit dieser Reaktion ist sehr gering, was eine trans-/cis-Prolylisomerisierung als geschwindigkeitslimitierenden Schritt nahelegt. Die Existenz eines cis-Peptides in der nativen Struktur macht es erforderlich, den denaturierten Zustand als ein Ensemble kinetisch separierter Konformationen, kurz: DSE, zu betrachten, das durch die Spezies Ufast und Uslow populiert wird. Nach dem in dieser Arbeit aufgestellten „Minimalmodell der Pel-15 Faltung" stehen die HF-Spezies (HFslow, HFfast) mit den Konformationen des DSE in einem thermodynamischen Kreisprozess. Das Modell positioniert HFfast und die native Konformation N auf die „native Seite" der Aktivierungsbarriere und tr{\"a}gt damit der Tatsache Rechnung, dass die Gleichgewichtseinstellung zwischen diesen Spezies zu schnell ist, um mit manuellen Techniken erfasst zu werden. Die hochaffine Bindung von Ca2+ (Kd = 10 μM) verschiebt sich das Faltungsgleichgewicht bereits in Gegenwart von 1 mM CaCl2 soweit auf die Seite des nativen Zustandes, das HFfast nicht l{\"a}nger nachweisbar ist. Entgegen anf{\"a}nglicher Vermutungen kommt einer lokalen, evolution{\"a}r konservierten Disulfidbr{\"u}cke im Zentrum der β-Helix eine wichtige Stabilisierungsfunktion zu. Die Disulfidbr{\"u}cke befindet sich in einem kurzen Schleifenbereich der β-Helix nahe dem aktiven Zentrum. Obwohl ihr Austausch gegen die Reste Val und Ala die freie Stabilisierungsenthalpie des Proteins um ca. 10 kJ/mol reduziert, l{\"a}sst die Struktur im Bereich der Mutationsstelle keine gravierende Ver{\"a}nderung erkennen. Auch die katalytisch relevante Ca2+-Bindungsaffinit{\"a}t bleibt unbeeinflusst; dennoch zeigen Enzymaktivit{\"a}tstests f{\"u}r VA-Mutanten eine Reduktion der enzymatischen Aktivit{\"a}t um fast 50 \% an. Die evolution{\"a}r konservierte Helixwindung im Allgemeinen und die in ihr enthaltene Disulfidbr{\"u}cke im Besonderen m{\"u}ssen nach den vorliegenden Ergebnissen also eine zentrale Funktion sowohl f{\"u}r die Struktur des katalytischen Zentrums als auch f{\"u}r die Strukturbildung der β-Helix w{\"a}hrend der Faltungsreaktion besitzen. Die Ergebnisse dieser Arbeit finden in mehreren Punkten Anklang an Faltungseigenschaften, die f{\"u}r andere β -Helixproteine beschrieben wurden. Vor allem aber pr{\"a}destinieren sie Pel-15 als ein neues, β-helikales Modellprotein. Aufgrund seiner einfachen Topologie, seiner niedrigen Windungszahl und seiner hohen thermodynamischen Stabilit{\"a}t ist Pel-15 sehr gut geeignet, die Determinanten von Stabilit{\"a}t und Strukturbildung des parallelen β-Helix-Motivs in einer Aufl{\"o}sung zu studieren, die aufgrund der Komplexit{\"a}t bestehender β-helikaler Modellsysteme bislang nicht zur Verf{\"u}gung stand.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Dippong2017,
  author    = {Dippong, Martin},
  title     = {Direkte und indirekte Hapten-selektive Immunfluoreszenzmarkierung von Hybridomzellen zur Generierung monoklonaler Antik{\"o}rper},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {VII, 103},
  year      = {2017},
  abstract  = {Die Hybridomtechnik zur Produktion von monoklonalen Antik{\"o}rpern erm{\"o}glichte einen großen Schritt in der Entwicklung von Immunoassays f{\"u}r die biochemische Forschung und klinische Diagnostik. Auch die Produktion von Antik{\"o}rpern gegen niedermolekulare Analyten, Haptene, typische Targets in der Lebensmittel- und Umweltanalytik, erlangte in den letzten Jahren eine immer gr{\"o}ßere Bedeutung. Im Zuge der Durchf{\"u}hrung der Hybridomtechnik werden tausende Antik{\"o}rper-sezernierende und nicht-sezernierende Zellen generiert. Die Selektion der wenigen antigenselektiven Hybridomzellen z{\"a}hlt dabei zu den herausforderndsten Schritten f{\"u}r die Antik{\"o}rpergewinnung. Bisherige Selektionsverfahren, wie die Limiting-Dilution-Klonierung in Verbindung mit Enzyme-linked Immunosorbent Assays (ELISAs), garantieren keine Monoklonalit{\"a}t und erlauben nur das Screening von einigen wenigen Zellklonen. Hingegen erm{\"o}glichen Hochdurchsatz-Selektionsmethoden, wie die Fluoreszenz-aktivierte Zellsortierung (FACS), einen sehr hohen Probendurchsatz. Eine Einzelzellablage garantiert hierbei Monoklonalit{\"a}t. Jedoch sind die daf{\"u}r erforderlichen Zellmarkierungen oftmals zellsch{\"a}digend oder aufwendig zu generieren. Auch ist bisher noch keine Markierungsmethode bekannt, die es erm{\"o}glicht, Hapten-selektive Hybridomzellen durchflusszytometrisch zu analysieren und eine FACS-Selektion durchzuf{\"u}hren. Aus diesem Grund wurden in dieser Arbeit zwei Zellmarkierungsmethoden entwickelt, die dies erm{\"o}glichen sollten. Die membranst{\"a}ndigen Antik{\"o}rper von Hybridomzellen sollten entweder direkt oder indirekt immunfluoreszenz-markiert und dadurch f{\"u}r die Durchflusszytometrie und FACS-Selektion zug{\"a}nglich gemacht werden. Die direkte Markierung wurde mittels eines Hapten-Fluorophor-Konjugats durchgef{\"u}hrt. Sie erm{\"o}glichte erstmalig den Anteil an Haptenselektiven Hybridomzellen in einer Hybridomzelllinie zu {\"u}berpr{\"u}fen. Dies konnte f{\"u}r zwei Hapten-selektive Hybridomzelllinien, die Antik{\"o}rper gegen das Hormon 17β-Estradiol und das Cardenolid Digoxigenin bilden, gezeigt werden. Durchflusszytometrie und ELISAs lieferten vergleichbare Ergebnisse. Zellen, die Hapten-selektiv markiert werden konnten, sezernierten ebenfalls Hapten-selektive Antik{\"o}rper. Des Weiteren konnte die direkte Markierung dazu genutzt werden, zwei Mykotoxin-selektive Hybridomzelllinien, welche Antik{\"o}rper gegen Aflatoxin und Zearalenon bilden, auf Monoklonalit{\"a}t zu testen. Dies ist mittels ELISA nicht m{\"o}glich. Die Markierungsmethode eignete sich jedoch nur f{\"u}r fixierte Hybridomzellen. Eine Markierung von lebenden Zellen konnte weder durchflusszytometrisch noch mittels konfokaler Laser-Scanning-Mikroskopie gezeigt werden. Dies gelang erst mit einer neu entwickelten indirekten Immunfluoreszenzmarkierung. Dabei wurden die Zellen zun{\"a}chst mit einem Hapten-Peroxidase-Konjugat inkubiert, gefolgt von einem Fluorophor-markierten anti-HRP-Antik{\"o}rper-Konjugat. Dies wurde f{\"u}r zwei Analyten, das Hormon Estron und das Antiepileptikum Carbamazepin, gezeigt. Die indirekte Markierung wurde erfolgreich dazu verwendet, Carbamazepin-selektive Hybridomzellen aus einem Fusionsansatz f{\"u}r die monoklonale Antik{\"o}rperproduktion auszusortieren. Damit wurde erstmalig eine Zellmarkierungsmethode entwickelt, die eine Hochdurchsatz-Selektion lebender Hybridomzellen aus einem Fusionsansatz erm{\"o}glicht. Sie ist nicht zellsch{\"a}digend und kann zus{\"a}tzlich zur Selektion Hapten-selektiver Plasmazellen verwendet werden.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Tanne2015,
  author    = {Tanne, Johannes},
  title     = {Direkter Elektronentransfer und Bioelektrokatalyse H{\"a}m-haltiger Redoxproteine und -enzyme an geladenen MWCNT-Polyanilin- Hybriden in elektrochemischen Biosensoren},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {112},
  year      = {2015},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Massie2011,
  author    = {Massie, Thomas Michael},
  title     = {Dynamic behavior of phytoplankton populations far from steady state : chemostat experiments and mathematical modeling},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-58102},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2011},
  abstract  = {Nature changes continuously and is only seemingly at equilibrium. Environmental parameters like temperature, humidity or insolation may strongly fluctuate on scales ranging from seconds to millions of years. Being part of an ecosystem, species have to cope with these environmental changes. For ecologists, it is of special interest how individual responses to environmental changes affect the dynamics of an entire population - and, if this behavior is predictable. In this context, the demographic structure of a population plays a decisive role since it originates from processes of growth and mortality. These processes are fundamentally influenced by the environment. But, how exactly does the environment influence the behavior of populations? And what does the transient behavior look like? As a result from environmental influences on demography, so called cohorts form. They are age or size classes that are disproportionally represented in the demographic distribution of a population. For instance, if most old and young individuals die due to a cold spell, the population finally consists of mainly middle-aged individuals. Hence, the population got synchronized. Such a population tends to show regular fluctuations in numbers (denoted as oscillations) since the alternating phases of individual growth and population growth (due to reproduction) are now performed synchronously by the majority of the population.That is, one time the population growths, and the other time it declines due to mortality. Synchronous behavior is one of the most pervasive phenomena in nature. Gravitational synchrony in the solar system; fireflies flashing in unison; coordinate firing of pacemaker cells in the heart; electrons in a superconductor marching in lockstep. Whatever scale one looks at, in animate as well as inanimate systems, one is likely to encounter synchrony. In experiments with phytoplankton populations, I could show that this principle of synchrony (as used by physicists) could well-explain the oscillations observed in the experiments, too. The size of the fluctuations depended on the strength by which environmental parameters changed as well as on the demographic state of a population prior to this change. That is, two population living in different habitats can be equally influenced by an environmental change, however, the resulting population dynamics may be significantly different when both populations differed in their demographic state before. Moreover, specific mechanisms relevant for the dynamic behavior of populations, appear only when the environmental conditions change. In my experiments, the population density declined by 50\% after ressource supply was doubled. This counter-intuitive behavior can be explained by increasing ressource consumption. The phytoplankton cells grew larger and enhanced their individual constitution. But at the same time, reproduction was delayed and the population density declined due to the losses by mortality. Environmental influences can also synchronize two or more populations over large distances, which is denoted as Moran effect. Assume two populations living on two distant islands. Although there is no exchange of individuals between them, both populations show a high similarity when comparing their time series. This is because the globally acting climate synchronizes the regionally acting weather on both island. Since the weather fluctuations influence the population dynamics, the Moran effect states that the synchrony between the environment equals the one between the populations. My experiments support this theory and also explain deviations arising when accounting for differences in the populations and the habitats they are living in. Moreover, model simulations and experiments astonishingly show that the synchrony between the populations can be higher than between the environment, when accounting for differences in the environmental fluctuations ("noise color").},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Moeseneder2002,
  author    = {M{\"o}seneder, Jutta M.},
  title     = {Effekt einer ad libitum verzehrten fettreduzierten Kost, reich an Obst, Gem{\"u}se und Milchprodukten auf den Blutdruck bei Borderline-Hypertonikern},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000345},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2002},
  abstract  = {In der randomisierten, multizentrischen DASH-Studie (Dietary Approaches to Stop Hy-pertension), die unter kontrollierten Bedingungen stattfand, f{\"u}hrte eine fettreduzierte Mischkost, reich an Obst, Gem{\"u}se und Milchprodukten, bei Borderline-Hypertonikern zu einer signifikanten Blutdrucksenkung. W{\"a}hrend der Studienphase wurden K{\"o}rpermasse, Natrium-Aufnahme sowie Alkoholzufuhr aufgrund der bekannten Einflussnahme auf den Blutdruck konstant gehalten. In der eigenen Pilot-Studie sollte untersucht werden, ob das Ergebnis der DASH-Studie (i) mit deutschen Hypertonikern und (ii) unter habituellen Ern{\"a}hrungs- und Lebensbedingungen mit regelm{\"a}ßig durchgef{\"u}hrter Ern{\"a}hrungsberatung und ad libitum Verzehr anstelle des streng kontrollierten Studienansatzes best{\"a}tigt werden kann. Eine Konstanz der K{\"o}rpermasse, der Natrium-Urinausscheidung (unter diesem Studienansatz valider als die Aufnahme) und des Alkoholkonsums wurde vorausgesetzt. Die Studienpopulation setzte sich aus 53 {\"u}bergewichtigen Probanden mit einer nicht medikament{\"o}s therapierten Borderline-Hypertonie und ohne Stoffwechselerkrankungen zusammen. Die Studienteilnehmer wurden randomisiert entweder der Idealgruppe mit einer fettarmen Kost reich an Milchprodukten, Obst und Gem{\"u}se ({\"a}hnlich der DASH-Idealgruppe) oder der Kontrollgruppe mit habitueller Ern{\"a}hrungsweise zugeteilt. {\"U}ber einen Zeitraum von f{\"u}nf Wochen wurde den Probanden etwa 50\% ihres t{\"a}glichen Lebensmittelbedarfes entsprechend ihrer Gruppenzugeh{\"o}rigkeit kostenfrei zur Verf{\"u}gung gestellt. Gelegenheitsblutdruckmessungen und 24h-Blutdruckmessungen, Ern{\"a}hrungs- und Aktivit{\"a}tsprotokolle, Blut- und Urinproben sowie anthropometrische Messungen wurden vor, w{\"a}hrend und f{\"u}nf Wochen nach der Interventionsphase durchgef{\"u}hrt. Die Ergebnisse zeigen, dass in der Idealgruppe keine signifikante Blutdrucksenkung beobachtet werden konnte. Dies l{\"a}sst sich durch die Tatsache erkl{\"a}ren, dass die Lebens-mittel- und N{\"a}hrstoffaufnahme der deutschen Kontrollgruppe eher der amerikanischen Idealgruppe entsprach. In der Pilot-Studie waren die Unterschiede in der N{\"a}hrstoffzufuhr zwischen den beiden Gruppen viel geringer als in der DASH-Studie; f{\"u}r eine blutdrucksenkende Ern{\"a}hrungsumstellung bestand somit nur ein geringer Spielraum. Eine weitere Erkl{\"a}rung besteht in der unterschiedlichen Zusammensetzung der Studienpopulation. Bei DASH wurden vorwiegend farbige Probanden (40\% h{\"o}here Hypertoniepr{\"a}valenz) untersucht. Die Studienergebnisse lassen also den Schluss zu, dass Ern{\"a}hrungs- und Lebensstilgewohnheiten sowie der genetische Hintergrund der entsprechenden Bev{\"o}lkerungsgruppe bei der Formulierung von n{\"a}hrstoff- oder lebensmittelbezogenen Empfehlungen zur Senkung des Bluthochdruckes Ber{\"u}cksichtigung finden m{\"u}ssen.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Hiller2015,
  author    = {Hiller, Franziska},
  title     = {Effekte des Selenstatus und des Selenoproteins Glutathionperoxidase 2 auf die experimentelle Colitis in M{\"a}usen},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {99},
  year      = {2015},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schumacher2007,
  author    = {Schumacher, Kerstin},
  title     = {Effekte einer reduzierten Dosis von Pflanzenschutzmitteln auf tritrophische Systeme im Ackerbau},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-15675},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2007},
  abstract  = {Chemische Pflanzenschutzmittel (PSM) bek{\"a}mpfen nicht nur Schadorganismen, sondern haben aufgrund ihrer hohen Toxizit{\"a}t auch negative Auswirkungen auf Nicht-Ziel-Organismen. Die Fragestellung der Arbeit war es, ob mit reduzierten Anwendungen von PSM ihr Gef{\"a}hrdungspotenzial f{\"u}r Pr{\"a}datoren von Sch{\"a}dlingen verringert und dadurch das Potenzial der nat{\"u}rlichen Sch{\"a}dlingsregulation erh{\"o}ht wird. In dreij{\"a}hrigen Freilanduntersuchungen wurden die Effekte einer dauerhaft reduzierten Dosis von chemischen PSM auf die {\"o}kologische Situation im Ackerbau anhand von drei Fallbeispielen in einem konventionell bewirtschafteten Betrieb in der Magdeburger B{\"o}rde untersucht. Drei {\"u}ber 15 ha große Felder wurden dauerhaft in zwei Teilfl{\"a}chen geteilt, wobei eine Teilfl{\"a}che mit der vom Landwirt gew{\"u}nschten Dosis (100 \%-Variante) und die andere mit jeweils genau der halben Dosis (50 \%-Variante) behandelt wurde. Mittels dieser Halbfelder-Vergleiche wurden die {\"o}kologischen Situationen bez{\"u}glich des Auftretens von Blattl{\"a}usen und ihren Pr{\"a}datoren sowie Unkr{\"a}utern vor und nach der jeweiligen PSM-Behandlung aufgenommen und {\"o}konomische Parameter ermittelt. Erg{\"a}nzend wurden im Labor Modellgef{\"a}ßversuche mit abgestuften Dosierungen von Insektiziden und Herbiziden durchgef{\"u}hrt. Die Insektizidbehandlung {\"u}bte einen großen Einfluss auf die Blattl{\"a}use und ihre Pr{\"a}datoren aus, w{\"a}hrend alle vorherigen Herbizid- und Fungizidbehandlungen zu keinen Unterschieden in der Abundanz der Blattl{\"a}use und ihrer Pr{\"a}datoren zwischen beiden Varianten hervorriefen. Die reduzierte Insektiziddosis f{\"u}hrte zu keiner guten Blattlauskontrolle, w{\"a}hrend die Abundanz der blattlausspezifischen Pr{\"a}datoren positiv beeinflusst wurde. Die Araneae reagierten auf die reduzierte Dosis mit einer teilweise erh{\"o}hten Aktivit{\"a}tsdichte und Artendiversit{\"a}t. Dagegen waren diesbez{\"u}glich keine eindeutigen Effekte auf die Carabidae festzustellen. Es traten keine strukturellen Ver{\"a}nderungen in Form einer erh{\"o}hten Unkrautdichte durch die reduzierte Herbiziddosis auf. Erste Hinweise auf m{\"o}gliche langfristige Auswirkungen einer dauerhaft reduzierten PSM-Anwendung konnten nur bei der Verunkrautung und der Aktivit{\"a}tsdichte der Araneae beobachtet werden. Blattl{\"a}use profitierten demnach mehr von der reduzierten Anwendung der PSM als ihre Pr{\"a}datoren, so dass zwar das Potenzial der nat{\"u}rlichen Blattlausregulation erh{\"o}ht, die Selbstregulation aber nicht verbessert wurde. Die geschonten Pr{\"a}datoren schafften es nicht, die vorhandene Restpopulation der Blattl{\"a}use zu reduzieren. Dagegen konnte in den Laborversuchen gezeigt werden, das schon bei deutlich reduzierten Insektiziddosen eine ausreichende Blattlausbek{\"a}mpfung m{\"o}glich ist und eine weitere Einsparung durch Ausnutzung der nat{\"u}rlichen Regulation durch Pr{\"a}datoren erreicht werden kann. Allerdings ist eine {\"U}bertragung der Ergebnisse von Laboruntersuchungen auf Freilandbedingungen schwierig. Es kann zu einer {\"U}bersch{\"a}tzung der Pr{\"a}datorleistung f{\"u}hren.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kluth2012,
  author    = {Kluth, Oliver},
  title     = {Einfluss von Glucolipotoxizit{\"a}t auf die Funktion der β-Zellen diabetessuszeptibler und -resistenter Mausst{\"a}mme},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-61961},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2012},
  abstract  = {Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Auswirkungen von Glucose- und Lipidtoxizit{\"a}t auf die Funktion der β-Zellen von Langerhans-Inseln in einem diabetesresistenten (B6.V-Lepob/ob, ob/ob) sowie diabetessuszeptiblen (New Zealand Obese, NZO) Mausmodell zu untersuchen. Es sollten molekulare Mechanismen identifiziert werden, die zum Untergang der β-Zellen in der NZO-Maus f{\"u}hren bzw. zum Schutz der β-Zellen der ob/ob-Maus beitragen. Zun{\"a}chst wurde durch ein geeignetes di{\"a}tetisches Regime in beiden Modellen durch kohlenhydratrestriktive Ern{\"a}hrung eine Adipositas(Lipidtoxizit{\"a}t) induziert und anschließend durch F{\"u}tterung einer kohlenhydrathaltigen Di{\"a}t ein Zustand von Glucolipotoxizit{\"a}t erzeugt. Dieses Vorgehen erlaubte es, in der NZO-Maus in einem kurzen Zeitfenster eine Hyperglyk{\"a}mie sowie einen β-Zelluntergang durch Apoptose auszul{\"o}sen. Im Vergleich dazu blieben ob/ob-M{\"a}use l{\"a}ngerfristig normoglyk{\"a}misch und wiesen keinen β-Zelluntergang auf. Die Ursache f{\"u}r den β-Zellverlust war die Inaktivierung des Insulin/IGF-1-Rezeptor-Signalwegs, wie durch Abnahme von phospho-AKT, phospho-FoxO1 sowie des β-zellspezifischen Transkriptionsfaktors PDX1 gezeigt wurde. Mit Ausnahme des Effekts einer Dephosphorylierung von FoxO1, konnten ob/ob-M{\"a}use diesen Signalweg aufrechterhalten und dadurch einen Verlust von β-Zellen abwenden. Die glucolipotoxischen Effekte wurden in vitro an isolierten Inseln beider St{\"a}mme und der β-Zelllinie MIN6 best{\"a}tigt und zeigten, dass ausschließlich die Kombination hoher Glucose und Palmitatkonzentrationen (Glucolipotoxizit{\"a}t) negative Auswirkungen auf die NZO-Inseln und MIN6-Zellen hatte, w{\"a}hrend ob/ob-Inseln davor gesch{\"u}tzt blieben. Die Untersuchung isolierter Inseln ergab, dass beide St{\"a}mme unter glucolipotoxischen Bedingungen keine Steigerung der Insulinexpression aufweisen und sich bez{\"u}glich ihrer Glucose-stimulierten Insulinsekretion nicht unterscheiden. Mit Hilfe von Microarray- sowie immunhistologischen Untersuchungen wurde gezeigt, dass ausschließlich ob/ob-M{\"a}use nach Kohlenhydratf{\"u}tterung eine kompensatorische transiente Induktion der β-Zellproliferation aufwiesen, die in einer nahezu Verdreifachung der Inselmasse nach 32 Tagen m{\"u}ndete. Die hier erzielten Ergebnisse lassen die Schlussfolgerung zu, dass der β-Zelluntergang der NZO-Maus auf eine Beeintr{\"a}chtigung des Insulin/IGF-1-Rezeptor-Signalwegs sowie auf die Unf{\"a}higkeit zur β- Zellproliferation zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden kann. Umgekehrt erm{\"o}glichen der Erhalt des Insulin/IGF-1-Rezeptor-Signalwegs und die Induktion der β-Zellproliferation in der ob/ob-Maus den Schutz vor einer Hyperglyk{\"a}mie und einem Diabetes.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schwarz2014,
  author    = {Schwarz, Franziska},
  title     = {Einfluss von Kalorienrestriktion auf den Metabolismus},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-83147},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {130},
  year      = {2014},
  abstract  = {Die H{\"a}ufung von Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und einigen Krebsarten, deren Entstehung auf {\"U}bergewicht und Bewegungsmangel zur{\"u}ckzuf{\"u}hren sind, ist ein aktuelles Problem unserer Gesellschaft. Insbesondere mit fortschreitendem Alter nehmen die damit einhergehenden Komplikationen zu. Umso bedeutender ist das Verst{\"a}ndnis der pathologischen Mechanismen in Folge von Adipositas, Bewegungsmangel, des Alterungsprozesses und den Einfluss-nehmenden Faktoren. Ziel dieser Arbeit war die Entstehung metabolischer Erkrankungen beim Menschen zu untersuchen. Die Auswertung von Verlaufsdaten anthropometrischer und metabolischer Parameter der 584 Teilnehmern der prospektiven ‚Metabolisches Syndrom Berlin Potsdam Follow-up Studie' wies f{\"u}r die gesamte Kohorte einen Anstieg an {\"U}bergewicht, ebenso eine Verschlechterung des Blutdrucks und des Glukosestoffwechsels auf. Wir untersuchten, ob das Hormon FGF21 Einfluss an dem Auftreten eines Diabetes mellitus Typ 2 (T2DM) oder des Metabolischen Syndroms (MetS) hat. Wir konnten zeigen, dass Personen, die sp{\"a}ter ein MetS entwickeln, bereits zu Studienbeginn einen erh{\"o}hten FGF21-Spiegel, einen h{\"o}heren BMI, WHR, Hb1Ac und diastolischen Blutdruck aufwiesen. Neben FGF21 wurde auch Vaspin in diesem Zusammenhang untersucht. Es zeigte sich, dass Personen, die sp{\"a}ter einen T2DM entwickeln, neben einer Erh{\"o}hung klinischer Parameter tendenziell erh{\"o}hte Spiegel des Hormons aufwiesen. Mit FGF21 und Vaspin wurden hier zwei neue Faktoren f{\"u}r die Vorhersage des Metabolischen Syndroms bzw. Diabetes mellitus Typ 2 identifiziert. Der langfristige Effekt einer Gewichtsreduktion wurde in einer Subkohorte von 60 Personen untersucht. Der {\"u}berwiegende Teil der Probanden mit Gewichtsabnahme-Intervention nahm in der ersten sechsmonatigen Phase erfolgreich ab. Jedoch zeigte sich ein deutlicher Trend zur Wiederzunahme des verlorenen Gewichts {\"u}ber den Beobachtungszeitraum von f{\"u}nf Jahren. Von besonderem Interesse war die Absch{\"a}tzung des kardiovaskul{\"a}ren Risikos {\"u}ber den Framingham Score. Es wurde deutlich, dass f{\"u}r Personen mit konstanter Gewichtsabnahme ein deutlich geringeres kardiovaskul{\"a}res Risiko bestand. Hingegen zeigten Personen mit konstanter Wiederzunahme oder starken Gewichtsschwankungen ein hohes kardiovaskul{\"a}res Risiko. Unsere Daten legten nahe, dass eine erfolgreiche dauerhafte Gewichtsreduktion statistisch mit einem erniedrigten kardiovaskul{\"a}ren Risiko assoziiert ist, w{\"a}hrend Probanden mit starken Gewichtsschwankungen oder einer Gewichtszunahme ein gesteigertes Risiko haben k{\"o}nnten. Um die Interaktion der molekularen Vorg{\"a}nge hinsichtlich der Gewichtsreduktion und Lebensspanne untersuchen zu k{\"o}nnen, nutzen wir den Modellorganismus C.elegans. Eine kontinuierliche Restriktion wirkte sich verl{\"a}ngernd, eine {\"U}berversorgung verk{\"u}rzend auf die Lebensspanne des Rundwurms aus. Der Einfluss eines zeitlich eingeschr{\"a}nkten, intermittierenden Nahrungsregimes, analog zum Weight-Cycling im Menschen, auf die Lebensspanne war von großem Interesse. Dieser regelm{\"a}ßige Wechsel zwischen ad libitum F{\"u}tterung und Restriktion hatte in Abh{\"a}ngigkeit von der H{\"a}ufigkeit der Restriktion einen unterschiedlich starken lebensverl{\"a}ngernden Effekt. Ph{\"a}nomene, wie Gewichtswiederzunahmen, sind in C.elegans nicht zu beobachten und beruhen vermutlich auf einem Mechanismus ist, der evolution{\"a}r j{\"u}nger und in C.elegans noch nicht angelegt ist. Um neue Stoffwechselwege zu identifizieren, die die Lebensspanne beeinflussen, wurden Metabolitenprofile genetischer als auch di{\"a}tetischer Langlebigkeitsmodelle analysiert. Diese Analysen wiesen den Tryptophan-Stoffwechsel als einen neuen, bisher noch nicht im Fokus stehenden Stoffwechselweg aus, der mit Langlebigkeit in Verbindung steht.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Liebrich2015,
  author    = {Liebrich, Marietta},
  title     = {Einfluss von Prozessoptimierungen auf die mikrobielle Diversit{\"a}t und die Effizienz der Gasbildung in Co-Verg{\"a}rungsanlagen der Abfallwirtschaft},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-91066},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {VII, 102},
  year      = {2015},
  abstract  = {Im Hinblick auf die Problematik der Umweltverschmutzung durch die Nutzung fossiler Brennstoffe ist es n{\"o}tig, eine langfristig stabile und umweltfreundliche Energieversorgung zu gew{\"a}hrleisten. Eine M{\"o}glichkeit, den Energiebedarf CO2-neutral zu decken, ist die Nutzung von Biogas. Hierbei spielt der Einsatz von biogenen Reststoffen, die durch einen hohen Anteil an Kohlenhydraten, Fetten und Proteinen gekennzeichnet sind und daher ein hohes Biogaspotential besitzen, eine wichtige Rolle. Voraussetzung f{\"u}r die Effizienz und Rentabilit{\"a}t solcher Anlagen ist u. a. ein stabiler Gasbildungsprozess. Da bisher noch nicht alle Aspekte der Biogasbildung vollst{\"a}ndig verstanden sind, werden die Anlagen oft nicht optimal ausgelastet, um Prozessst{\"o}rungen wie z. B. {\"U}bers{\"a}uerung zu vermeiden. Um dennoch auftretende Prozessst{\"o}rungen zu beheben, k{\"o}nnen unterschiedliche Maßnahmen durchgef{\"u}hrt werden. Neben der Senkung der Raumbelastung, ist es m{\"o}glich, den pH-Wert durch die Zugabe von Natronlauge oder Calciumoxid anzuheben. In der vorliegenden Arbeit wurden sowohl Prozessst{\"o}rungen als auch Prozessregenerierungen an einer großtechnischen Biogasanlage und in Laborversuchen untersucht. Dabei galt es, neben den physikalischen und chemischen Parametern, die mikrobielle Bioz{\"o}nose mit Hilfe des genetischen Fingerprintings zu charakterisieren und {\"A}nderungen zu detektieren. W{\"a}hrend der Prozessregenerierungen wurden nach der Zugabe von CaO Ver{\"a}nderungen des G{\"a}rrestes beobachtet. Es bildeten sich Pellets, die im Hinblick auf ihre Funktion f{\"u}r die Prozessregenerierung und die Prozessstabilit{\"a}t molekularbiologisch und mikroskopisch untersucht wurden. Es wurde weiterhin der Frage nachgegangen, welche Rolle die Mikroorganismen bei der Entstehung der Pellets spielen. Die vor allem aus Calcium und Fetts{\"a}uren bestehenden Pellets dienten als Aufwuchsfl{\"a}chen f{\"u}r verschiedene Mikroorganismen. Die Bildung von Biofilmen, wie sie auf und in den Pellets nachgewiesen wurde, bot f{\"u}r Mikroorganismen einen Schutz vor negativen Umwelteinfl{\"u}ssen wie z. B. hohe Propions{\"a}urekonzentrationen. Unter diesen g{\"u}nstigen Bedingungen war die Bildung von Biogas auch unter hohen Wasserstoffpartialdr{\"u}cken, die den Abbau von Propions{\"a}ure hemmten, m{\"o}glich. Als Indikator f{\"u}r bessere Lebensbedingungen wurde im Laborversuch ein Methanoculleus receptaculi-verwandter Organismus identifiziert. Dieses methanogene Archaeon wurde im Pellet nachgewiesen, w{\"a}hrend es im G{\"a}rrest erst nach der Prozessregenerierung detektiert wurde. Der Nachweis eines im Vergleich zum umgebenden G{\"a}rrest h{\"o}heren Anteils an Archaeen im Kern der Pellets sowie von Biofilmen/EPS, verschiedenen Phosphatsalzen und schwerl{\"o}slichen Calciumsalzen zeigte, dass sowohl Pr{\"a}zipitation und Adsorption als auch Degradation von LCFA dazu f{\"u}hren, dass deren Konzentration im fl{\"u}ssigen G{\"a}rrest gesenkt wird. Dadurch nimmt die Hemmung auf die Bioz{\"o}nose ab und die Biogasbildungsrate steigt. Daher ist der Abbau der Fetts{\"a}uren auch bei einem niedrigen pH-Wert und unter hohen Wasserstoffpartialdr{\"u}cken m{\"o}glich und der Biogasbildungsprozess ist langfristig stabil. Die Bildung von Pellets unterst{\"u}tzt die Prozessstabilit{\"a}t, sofern diese nicht zu groß werden und dann u. a. die Durchmischung behindern und den Ablauf verstopfen. Nach erfolgreicher Prozessstabilisierung wurden keine Pellets im G{\"a}rrest beobachtet. Der Abbau des organischen Materials wurde sowohl durch die steigende Calciumkonzentration als auch die steigende Gasproduktion angezeigt.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kamprad2014,
  author    = {Kamprad, Fanny},
  title     = {Einfluss von Zink auf die intestinale Mikrobiota im Ferkel und der mono-assoziirten Maus},
  publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam},
  address   = {Potsdam},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {VIII , 92},
  year      = {2014},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Nagel2009,
  author    = {Nagel, Birgit},
  title     = {Entwicklung biohybrider Redoxsysteme auf der Grundlage "smarter" Redoxpolymere},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-41424},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2009},
  abstract  = {In dieser Arbeit wird die Entwicklung und Charakterisierung neuer „smarter" Redoxhydrogele mit drei verschiedenen funktionellen Eigenschaften und deren erfolgreicher Einsatz zur elektrochemischen Kontaktierung von Oxidoreduktasen beschrieben. Diese neuen Redoxpolymere 1. tragen kovalent integrierte Redoxzentren umgeben von einer hydrophilen Polymermatrix, 2. reaktive Kopplungsgruppen f{\"u}r den Aufbau selbstassemblierter Polymerschichten auf Elektrodenoberfl{\"a}chen und 3. lassen sich in ihrer Redoxaktivit{\"a}t durch Verwendung „intelligenter" Polymere {\"u}ber externe Stimuli kontrollieren. Die Redoxhydrogele wurden nach dem Vorbild eines Baukastensystems in einfachen Ein-Stufen-Synthesen synthetisiert. Dazu wurden verschiedene Redoxzentren (Ferrocen, 1,10-Phenanthrolin-5,6-dion und 4-Carboxy-2,5,7-Trinitro-9-fluorenon), reaktive Kopplungsgruppen (Epoxy-, Amino-, Thiol- oder Disulfidfunktionen) und Polymermatrices (Poly-(N-Isopropylacrylamid) (PNIPAM) und Poly(ethylenglykolmethacrylat) (PEGMA)) in unterschiedlichen Zusammensetzungen miteinander copolymerisiert. Die Polymere wurden in Form von d{\"u}nnen Polymerfilmen {\"u}ber die wiederholenden Funktionalit{\"a}ten auf Elektrodenoberfl{\"a}chen aufgebracht und physiko- und elektrochemisch charakterisiert. Durch die erstmals gezeigte, derartige Ankopplung der Polymere, entstehen dreidimensionale, hydrophile selbstassemblierte Polymerschichten. Die Elektronentransferwege sind kurz und der Elektronentransfer effizient. Diese Polymer-modifizierten Elektroden wurden f{\"u}r die Kontaktierung von zwei exemplarisch ausgew{\"a}hlten Oxidoreduktasen eingesetzt, die Nicotins{\"a}ureamid-adenin-dinucleotid-abh{\"a}ngige Glucosedehydrogenase (NAD-GDH), welche ein freibewegliches Coenzym und die Pyrrolochinolinchinon-abh{\"a}ngige Glucosedehydrogenase (PQQ-GDH), welche ein prosthetisches Coenzym verwenden. Die Redoxaktivit{\"a}ten des PNIPAMFoxy- und PEGMA-Fc-Polymers ließen sich durch externe Stimuli in Form von Temperatur und Calciumkonzentrationen kontrollieren. Ein Modell f{\"u}r die Komplexierung der Calciumionen durch die PEG-Seitenketten unter Ausbildung Kronenether-{\"a}hnlicher Strukturen und der daraus resultierenden Steigerung des Elektronentransfers wurde gezeigt.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Dreher2007,
  author    = {Dreher, Nicolas S{\´e}bastien},
  title     = {Entwicklung des pelagischen Nahrungsnetzes in einem neu entstandenen Tagebausee},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-15098},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2007},
  abstract  = {Im Rahmen der Untersuchung zur Entwicklung der pelagischen Gemeinschaft des ehemals sauren Tagebauseenkomplexes Goitsche (pH~3) w{\"a}hrend dessen Flutung und Neutralisierung wurden Wechselwirkungen zwischen der Zusammensetzung von Organismengemeinschaften und der Variabilit{\"a}t des abiotischen Umfeldes untersucht.Im Mittelpunkt standen zwei von ihrer Kausalit{\"a}t her unterschiedliche Aspekte: • Der erste Aspekt betraf die Reifung von {\"O}kosystemen: War der Reifungsprozess von pelagischen Gemeinschaften anhand der von Odum (1969) formulierten Kriterien zur Energetik der Gemeinschaft, zu den N{\"a}hrstoffkreisl{\"a}ufen sowie zu strukturellen Merkmalen auf {\"O}kosystem- und Individuenebene zu erfassen? F{\"u}hrten der physiologische Stress durch den niedrigen pH und physikalische St{\"o}rungen der Schichtung durch das einstr{\"o}mende Flutungswasser zu einer Umkehr des Reifungsprozesses? Auf welchen Organisationsebenen der Lebensgemeinschaften waren die Auswirkungen dieser Stressoren erkennbar? • Der zweite Aspekt behandelte die Entwicklung der Artenzahl, die Gleichverteilung der Dominanz von Arten (Eveness) und die Diversit{\"a}t von Planktongemeinschaften entlang des Produktivit{\"a}tsgradienten. Speziell wurde untersucht, ob die Artenzahl und die Diversit{\"a}t eine monoton positive oder eine unimodale Funktion der Produktivit{\"a}t waren und ob die Eveness eine monoton abnehmende Funktion der Produktivit{\"a}t war. Zur besseren Vorhersagbarkeit der Entwicklung dieser Indizes wurden in einem n{\"a}chsten Schritt zus{\"a}tzliche biotische und abiotische Faktoren (z.B. Konsumenteneffekte, physikalische St{\"o}rung, Immigration) ber{\"u}cksichtigt. Zuletzt wurde die Hypothese getestet, dass unter dem Einfluss von extremem physiologischem Stress keine Abh{\"a}ngigkeit zwischen den betrachteten Indizes und der Produktivit{\"a}t von {\"O}kosystemen besteht. Die Untersuchungen der vorliegenden Arbeit f{\"u}hrten zu folgenden Ergebnissen und Schlussfolgerungen: 1) Der Reifungsprozess der Planktongemeinschaft war unter neutralen Bedingungen nicht eindeutig an einzelnen Kriterien festzumachen. Vielmehr schienen idiosynkratische Effekte einzelner Arten auf die Zusammensetzung und Funktion der Organismengemeinschaft von Bedeutung. Coenobiumbildende Kieselalgen sowie gr{\"o}ßere Cladoceren und Copepoden dominierten sehr rasch die Planktongemeinschaft und vermittelten den Eindruck eines reifen {\"O}kosystems fast unmittelbar nach der Neutralisierung des Tagebausees. 2) Der Einfluss von physiologischem S{\"a}urestress und physikalischer St{\"o}rung der Schichtung durch das eintretende Flutungswasser war gegen{\"u}ber einem neutralen, ungest{\"o}rten Teilbecken des Tagebausees (Referenzzustand) eindeutig zu erkennen. Die isolierte Betrachtung der Wirkung der Stressoren lieferte hinsichtlich fast aller Kriterien Anzeichen einer Verj{\"u}ngung des Systems sensu Odum (1969, 1985). 3) Im betrachteten {\"O}kosystem existierte eine Hierarchie innerhalb der Stressoren. Der Einfluss des S{\"a}urestresses dominierte gegen{\"u}ber dem Einfluss der physikalischen St{\"o}rung, wahrscheinlich indem er die Reaktionsm{\"o}glichkeiten der Planktongemeinschaft einschr{\"a}nkte. 4) F{\"u}r Prim{\"a}rproduzenten war die Artenzahl eine monoton positive Funktion der realisierten Biomasse (einem Surrogatparameter f{\"u}r die Produktivit{\"a}t des Systems). Die Eveness war eine monoton negative Funktion der Produktivit{\"a}t. Die beobachtete unimodale Beziehung zwischen der Diversit{\"a}t und der Produktivit{\"a}t der Prim{\"a}rproduzenten muss als eine Folge der mathematischen Formulierung dieser Indizes betrachtet werden. 5) Die Ergebnisse multivariater Modelle zur Vorhersage der Artenzahl und der Eveness der Prim{\"a}rproduzenten in Abh{\"a}ngigkeit zus{\"a}tzlicher erfassbarer biotischer und abiotischer Faktoren erm{\"o}glichten eine differenziertere Betrachtung der Ergebnisse: • Im Tagebausee Goitsche war die Eveness haupts{\"a}chlich von dichteabh{\"a}ngigen Prozessen gesteuert (negative Abh{\"a}ngigkeit zum Quadrat der Biomassen und zu den Lichtverh{\"a}ltnissen). • Die Entwicklung der Artenzahl war neben dem prim{\"a}ren Einfluss der zunehmenden Biomasse auch durch qualitative und quantitative Aspekte der Konsumentengemeinschaft (Diversit{\"a}t und Biomasse des Zooplanktons) beeinflusst. Der Einfluss einer erh{\"o}hten Immigration auf die Artenzahl wurde nur zu Beginn der Flutung des Tagebausees beobachtet. 6) Auf Ebene der Konsumenten war die einzige eindeutig feststellbare Abh{\"a}ngigkeit ein Anstieg der Artenzahl mit steigender Biomasse. Das Fehlen von weiteren Beziehungen zwischen Diversit{\"a}tsindizes und dem Produktivit{\"a}tsgradienten wird darauf zur{\"u}ckgef{\"u}hrt, dass auf den unteren trophischen Ebenen der Prim{\"a}rproduzenten Ressourceneffekte (Bottom-Up) st{\"a}rker ausgepr{\"a}gt sind, wohingegen auf h{\"o}heren trophischen Ebenen Konsumenteneffekte (Top-Down) dominieren. 7) In durch physiologischen Stress beeinflussten Systemen bestand keine Abh{\"a}ngigkeit zwischen den Diversit{\"a}tsindizes (Artenzahl, Eveness und Diversit{\"a}t) und der Produktivit{\"a}t.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Steppert2022,
  author    = {Steppert, Isabel},
  title     = {Entwicklung einer nichtinvasiven Diagnostikmethode zum Nachweis von Infektionserregern},
  doi       = {10.25932/publishup-57544},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-575441},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {XIV, 101, LVIII},
  year      = {2022},
  abstract  = {Die aktuelle COVID-19-Pandemie zeigt deutlich, wie sich Infektionskrankheiten weltweit verbreiten k{\"o}nnen. Neben Viruserkrankungen breiten sich auch multiresistente bakterielle Erreger weltweit aus. Dementsprechend besteht ein hoher Bedarf, durch fr{\"u}hzeitige Erkennung Erkrankte zu finden und Infektionswege zu unterbrechen. Herk{\"o}mmliche kulturelle Verfahren ben{\"o}tigen minimalinvasive bzw. invasive Proben und dauern f{\"u}r Screeningmaßnahmen zu lange. Deshalb werden schnelle, nichtinvasive Verfahren ben{\"o}tigt. Im klassischen Griechenland verließen sich die {\"A}rzte unter anderem auf ihren Geruchssinn, um Infektionen und andere Krankheiten zu differenzieren. Diese charakteristischen Ger{\"u}che sind fl{\"u}chtige organische Substanzen (VOC), die im Rahmen des Metabolismus eines Organismus entstehen. Tiere, die einen besseren Geruchssinn haben, werden trainiert, bestimmte Krankheitserreger am Geruch zu unterscheiden. Allerdings ist der Einsatz von Tieren im klinischen Alltag nicht praktikabel. Es bietet sich an, auf technischem Weg diese VOCs zu analysieren. Ein technisches Verfahren, diese VOCs zu unterscheiden, ist die Ionenmobilit{\"a}tsspektrometrie gekoppelt mit einer multikapillaren Gaschromatographies{\"a}ule (MCC-IMS). Hier zeigte sich, dass es sich bei dem Verfahren um eine schnelle, sensitive und verl{\"a}ssliche Methode handelt. Es ist bekannt, dass verschiedene Bakterien aufgrund des Metabolismus unterschiedliche VOCs und damit eigene spezifische Ger{\"u}che produzieren. Im ersten Schritt dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die verschiedenen Bakterien in-vitro nach einer kurzen Inkubationszeitzeit von 90 Minuten anhand der VOCs differenziert werden k{\"o}nnen. Hier konnte analog zur Diagnose in biochemischen Testreihen eine hierarchische Klassifikation der Bakterien erfolgen. Im Gegensatz zu Bakterien haben Viren keinen eigenen Stoffwechsel. Ob virusinfizierte Zellen andere VOCs als nicht-infizierte Zellen freisetzen, wurde an Zellkulturen {\"u}berpr{\"u}ft. Hier konnte gezeigt werden, dass sich die Fingerprints der VOCs in Zellkulturen infizierter Zellen mit Respiratorischen Synzytial-Viren (RSV) von nicht-infizierten Zellen unterscheiden. Virusinfektionen im intakten Organismus unterscheiden sich von den Zellkulturen dadurch, dass hier neben Ver{\"a}nderungen im Zellstoffwechsel auch durch Abwehrmechanismen VOCs freigesetzt werden k{\"o}nnen. Zur {\"U}berpr{\"u}fung, inwiefern sich Infektionen im intakten Organismus ebenfalls anhand VOCs unterscheiden lassen, wurde bei Patienten mit und ohne Nachweis einer Influenza A Infektion als auch bei Patienten mit Verdacht auf SARS-CoV-2 (Schweres-akutes-Atemwegssyndrom-Coronavirus Typ 2) Infektion die Atemluft untersucht. Sowohl Influenza-infizierte als auch SARS-CoV-2 infizierte Patienten konnten untereinander und von nicht-infizierten Patienten mittels MCC-IMS Analyse der Atemluft unterschieden werden. Zusammenfassend erbringt die MCC-IMS ermutigende Resultate in der schnellen nichtinvasiven Erkennung von Infektionen sowohl in vitro als auch in vivo.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Wunderlich2014,
  author    = {Wunderlich, Kai},
  title     = {Entwicklung einer parallelen Mehrkomponentenanalyse von Antigen-Antik{\"o}rper-Reaktionen in der Dopinganalyse},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-76869},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {VIII, 130},
  year      = {2014},
  abstract  = {Weltweit streben Anti-Doping Institute danach jene Sportler zu {\"u}berf{\"u}hren, welche sich unerlaubter Mittel oder Methoden bedienen. Die hierf{\"u}r notwendigen Testsysteme werden kontinuierlich weiterentwickelt und neue Methoden aufgrund neuer Wirkstoffe der Pharmaindustrie etabliert. Gegenstand dieser Arbeit war es, eine parallele Mehrkomponentenanalyse auf Basis von Antigen-Antik{\"o}rper Reaktionen zu entwickeln, bei dem es prim{\"a}r um Verringerung des ben{\"o}tigten Probevolumens und der Versuchszeit im Vergleich zu einem Standard Nachweis-Verfahren ging. Neben der Verwendung eines Multiplex Ansatzes und der Mikroarraytechnologie stellten ebenfalls die Genauigkeit aller Messparameter, die Stabilit{\"a}t des Versuchsaufbaus sowie die Performance {\"u}ber einen Einfach-Blind-Ansatz Herausforderungen dar. Die Anforderung an den Multiplex Ansatz, keine falschen Signale trotz {\"a}hnlicher Strukturen zu messen, konnte durch die gezielte Kombination von spezifischen Antik{\"o}rpern realisiert werden. Hierf{\"u}r wurden neben Kreuzreaktivit{\"a}tstests auf dem Mikroarray parallel erfolgreich Western Blot Versuche durchgef{\"u}hrt. Jene Antik{\"o}rper, welche in diesen Versuchen die gesetzten Anforderungen erf{\"u}llten, wurden f{\"u}r das Ermitteln der kleinsten nachweisbaren Konzentration verwendet. {\"U}ber das Optimieren der Versuchsbedingungen konnte unter Verwendung von Tween in der Waschl{\"o}sung sowohl auf Glas als auch auf Kunststoff die Hintergrundfluoreszenz reduziert und somit eine Steigerung des Signal/Hintergrundverh{\"a}ltnisses erreicht werden. In den Versuchen zu Ermittlung der Bestimmungsgrenze wurde f{\"u}r das humane Choriongonadotropin (hCG-i) eine Konzentration von 10 mU/ml, f{\"u}r dessen beta-Untereinheit (hCG-beta) eine Konzentration von 3,6 mU/ml und f{\"u}r das luteinisierende Hormon (LH) eine Konzentration von 10 mU/ml bestimmt. Den ermittelten Wert im Serum f{\"u}r das hCG-i entspricht dem von der Welt-Anti-Dopin-Agentur (WADA) geforderten Wert in Urin von 5 mU/ml. Neben der Ermittlung von Bestimmungsgrenzen wurden diese hinsichtlich auftretender Matrixeffekte in Serum und Blut gemessen. Wie aus den Versuchen zur Ermittlung von Kreuzreaktivit{\"a}ten auf dem Mikroarray zu entnehmen ist, lassen sich das LH, das hCG-i und hCG-β ebenfalls in Serum und Blut messen. Die Durchf{\"u}hrung einer Performance-Analyse {\"u}ber einem Einfach-Blind-Ansatz mit 130 Serum Proben, wurde ebenfalls {\"u}ber dieses System realisiert. Die ausgewerteten Proben wurden anschließend {\"u}ber eine Grenzwertoptimierungskurve analysiert und die diagnostische Spezifit{\"a}t ermittelt. F{\"u}r die Messungen des LH konnte eine Sensitivit{\"a}t und Spezifit{\"a}t von 100\% erreicht werden. Demnach wurden alle negativen und positiven Proben eindeutig interpretiert. F{\"u}r das hCG-β konnte ebenfalls eine Spezifit{\"a}t von 100\% und eine Sensitivit{\"a}t von 97\% erreicht werden. Die hCG-i Proben wurden mit einer Spezifit{\"a}t von 100\% und eine Sensitivit{\"a}t von 97,5\% gemessen. Um den Nachweis zu erbringen, dass dieser Versuchsaufbau {\"u}ber mehrere Wochen stabile Signale bei Vermessen von identischen Proben liefert, wurde ein {\"u}ber zw{\"o}lf Wochen angesetzter Stabilit{\"a}tstest f{\"u}r alle Parameter erfolgreich in Serum und Blut durchgef{\"u}hrt. Zusammenfassend konnte in dieser Arbeit erfolgreich eine Mehrkomponentenanalyse als Multiplex Ansatz auf einem Mikroarray entwickelt werden. Die Durchf{\"u}hrung der Performance-Analyse und des Stabilit{\"a}tstests zeigen bereits die m{\"o}gliche Einsatzf{\"a}higkeit dieses Tests im Kontext einer Dopinganalyse.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Teller2008,
  author    = {Teller, Carsten},
  title     = {Entwicklung neuartiger biomimetischer Sensoren: ein bifunktionaler Sensor auf Basis haptenisierter Cholinesterase},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-25021},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2008},
  abstract  = {In dieser Arbeit wird die Entwicklung eines bifunktionellen Biosensors nach dem Vorbild eines Baukastensystems beschrieben. Das Ziel wird durch die Kombination verschiedenster molekularer Erkennungselemente erreicht. Solche molekularen Erkennungselemente im verwendeten System sind: • Propidium und die periphere anionische Bindungsstelle der Acetylcholinesterase (AChE) • Organophosphate und das aktive Zentrum der AChE • ein an die AChE gekoppeltes Hapten und das Epitop eines Antik{\"o}rpers • ein an die AChE gekoppeltes Hapten, das als Ligand ein weiteres Enzym bindet Neben dem molekularen Erkennungselement wird ein Biosensor ebenso durch die Art des Transducers charakterisiert. Hier werden Quarzpl{\"a}ttchen mit Goldelektroden zur Signalumwandlung eingesetzt. Die Verwendung solcher Sensoren mit einem EQCM-Ger{\"a}t (electrochemical quartz crystal microbalance) erm{\"o}glicht es zwei Messsignale gleichzeitig aufzunehmen: die piezoelektrische Bestimmung einer Massebeladung und die amperometrische Detektion von Enzymaktivit{\"a}t auf der Sensoroberfl{\"a}che. F{\"u}r die Analytik stehen somit zwei verschiedene Assay-Varianten zur Verf{\"u}gung: die Bestimmung der Inhibition der ACHE-Aktivit{\"a}t und ein Bindungstest {\"u}ber das Hapten. Die Basis beider Tests ist die Modifizierung der piezoelektrischen Kristalle mit Propidium - einem reversiblen Inhibitor der Acetylcholinesterase. Dies erm{\"o}glicht die Beladung des Sensors mit AChE {\"u}ber die Wechselwirkung mit der peripheren anionischen Bindungsstelle des Enzyms. Die Aktivit{\"a}t der so immobilisierten AChE und die Inhibition durch Organophosphate (Pestizide) werden amperometrisch bestimmt. Durch die chemische Kopplung eines Hapten an die Cholinesterase wird ein weiteres Erkennungselement eingef{\"u}hrt. Das er{\"o}ffnet die M{\"o}glichkeit, an die auf dem Propidium-modifizierten Sensor immobilisierte, haptenisierte Cholinesterase einen Antik{\"o}rper zu binden. Als Voraussetzung f{\"u}r elektrochemische Bestimmung der AChE-Aktivit{\"a}t wurde zun{\"a}chst die Optimierung der amperometrischen Messmethode vorgenommen. Die Oxidatationspotentiale f{\"u}r die Detektion von Thiocholin wurden im Bereich von 150 mV bis 300 mV variiert. Dabei wurde f{\"u}r die nachfolgenden Untersuchungen eine Arbeitspotential von 200 mV (vs. Ag/AgCl) festgelegt, da hier das beste Verh{\"a}ltnis von gemessenem Oxidationsstrom und Langzeitstabilit{\"a}t der Propidium-modifizierten Sensoren erzielt wurde. Dieses Potential war deutlich geringer als die bisher publizierten Mediator-freien AChE-Biosensoren. Es wurde ein Vergleich verschiedener Organophosphate {\"u}ber ihre Inhibitionskonstanten durchgef{\"u}hrt, um diejenigen herauszufinden, die m{\"o}glichst schnell mit dem aktiven Zentrum der Acetylcholinesterase reagieren. Das verwendete Messsystem beruht nicht auf der Vorinkubation der AChE und damit einer Einstellung des Inhibitionsgleichgewichts. Stattdessen wurde die Inhibition der AChE direkt im Fließsystem verfolgt. Daher war eine schnelle Inhibitionskinetik f{\"u}r einen empfindlichen Organophosphat-Nachweis erforderlich. Da einige Inhibitoren nur als Phosphothionat vorlagen, wurde die {\"U}berf{\"u}hrung dieser Substanzen in die entsprechenden Oxo-Formen mittels N-Bromsuccinimid untersucht. Die NBS-Aktivierung wurde erfolgreich durchgef{\"u}hrt, die erwartete Inhibitionsst{\"a}rke konnte jedoch aufgrund hydrolytischer Vorg{\"a}nge nicht erreicht werden. Untersuchungen mit Diisopropylfluorophosphat (DFP) und Chlorpyriphos-oxon (CPO) konnten die Voruntersuchungen {\"u}ber die Inhibitionskinetik in Bezug auf die erreichten Nachweisgrenzen von 2E-06 M f{\"u}r DFP und 5E-08 M f{\"u}r CPO best{\"a}tigen. F{\"u}r die chemische Modifizierung der Acetylcholinesterase wurde zun{\"a}chst 2,4-Dichlorphenoxyessigs{\"a}ure (2,4-D) als Hapten ausgew{\"a}hlt. 2,4-D wird als Herbizid eingesetzt und in der EU {\"u}ber die Gew{\"a}sserschutzrichtlinie reguliert. 2,4-D konnte in unterschiedlichen molaren Verh{\"a}ltnissen von 2,6 : 1 bis 260 : 1 (2,4-D : AChE) nach Aktivierung mit einem Norbornendicarboximido-Derivat an die AChE gekoppelt werden. Dabei konnte die spezifische Aktivit{\"a}t der Acetylcholinesterase erhalten und die Bindung eines anti-2,4-D-Antik{\"o}rpers erm{\"o}glicht werden. Zur Verst{\"a}rkung des piezolelektrischen Signals der Antik{\"o}rperbindung wurden die Immunoglobuline zun{\"a}chst an Goldnanopartikel gekoppelt. Damit konnte eine Verst{\"a}rkung um den Faktor 10 erreicht werden. Allerdings waren die Antik{\"o}rper-modifizierten Goldnanopartikel nicht langzeitstabil. Daher wurden auch Silica-Nanopartikel als Matrix f{\"u}r die Antik{\"o}rperkopplung getestet. Mit diesem System konnte eine Verst{\"a}rkung um den Faktor von 5 bis 13 je nach Grad der Beladung den Nanopartikel mit Antik{\"o}rper bestimmt werden. Die hohe unspezifische Bindung der Antik{\"o}rper-Nanopartikel-Konjugate an den Propidium-modifizierten QCM-Sensor konnte keinen empfindlichen 2,4-D-Nachweis erm{\"o}glichen. Als Alternative wurde Kokain (Benzoylecgonin, BZE) als Hapten an die Aceytlcholinesterase gekoppelt. Da Kokain selbst auch als Inhibitor im aktiven Zentrum der AChE binden kann, wurden zwei verschiedene Strategien zur Konjugatsynthese verfolgt. Durch Zugabe von Kokain w{\"a}hrend der Kopplung sollte die kovalente Fixierung des Kokain-Derivats BZE-DADOO im aktiven Zentrum verhindert werden (Konjugat B). In der Tat konnten mit dieser Synthesestrategie 67\% der spezifischen Cholinesterase-Aktivit{\"a}t erhalten werden, w{\"a}hrend im Kokain-freien Ansatz (Konjugat A) nur 2\% der Ausgangsaktivit{\"a}t wiedergefunden wurden. Das BZE-AChE-Konjugat erm{\"o}glichte auch die Untersuchung der Bindungskinetik der anti-BZE-Antik{\"o}rper. Dabei konnte eine Assoziationsgeschwindigkeitskonstante ka von 12911 l/(mol•s) berechnet werden. Dieser Wert ist trotz der vergleichsweise geringen Oberfl{\"a}chenbeladung vergleichbar mit den in der Literatur angegebenen Werten. Die Dissoziationsgeschwindigkeitskonstante ist mit 2,89E-3 1/s um den Faktor 30 h{\"o}her als der Literaturwert. Diese Abweichung ist auf Unterschiede im Bindungsmodell zur{\"u}ckzuf{\"u}hren. Mit beiden BZE-AChE-Konjugaten konnte ein kompetetiver Immunoassay mit Kokain im Fließsystem durchgef{\"u}hrt werden. Dabei zeigte sich f{\"u}r beide Konjugate ein {\"a}hnlicher Testmittelpunkt: IC50 = 4,40E-8 mol/l f{\"u}r Konjugat A bzw. IC50 = 1,77E-8 mol/l f{\"u}r Konjugat B. Diese Werte sind vergleichbar zu bereits publizierten Kokainassays im Fließsystem. Wie vorstehend beschrieben, bindet Kokain als Inhibitor auch im aktiven Zentrum von Cholinesterasen. Diese Eigenschaft wurde genutzt, um ein zweites Enzym - Butyrylcholinesterase (BChE) - an die BZE-AChE zu binden. Die Spezifit{\"a}t dieser Bindung konnte durch die Abwesenheit einer Affinit{\"a}t der BChE zum Propidium und durch die Blockierbarkeit der Bindung von BChE und BZE-AChE durch Kokain nachgewiesen werden. Damit konnte erfolgreich die Kombination mehrere molekularer Erkennungselemente demonstriert werden. Die Propidium-Plattform erm{\"o}glicht den Aufbau einer Architektur aus verschiedenen Cholinesterasen, die {\"u}ber unterschiedliche Bindungsstellen wechselwirken. Sowohl freie als auch BZE-modifizierte AChE k{\"o}nnen {\"u}ber die Affinit{\"a}t zum Propidium auf dem EQCM-Sensor immobilisiert werden. Mit Kokain als Substrat der Butyrylcholinesterase kann Benzoylecgonin nicht nur als Epitop f{\"u}r die Bindung eines Antik{\"o}rpers, sondern auch als Erkennungselement f{\"u}r die BChE genutzt werden. Auf der anderen Seite erschwert die geringe Affinit{\"a}t der BChE im Gegensatz zum anti-BZE-Antik{\"o}rper den Einsatz dieses Systems f{\"u}r analytische Zwecke. Durch die Verwendung anderer Ligand-Enzym-Kombinationen l{\"a}ßt sich das in dieser Arbeit vorgestellte Konzept noch weiter ausbauen und erm{\"o}glicht damit eine Entwicklung ausgehend von „einfachen" molekularen Erkennungselementen (MRE) hin zu „multifunktionellen" Erkennungselementsystemen. In dieser Arbeit konnte demonstriert werden, dass der Aufbau solch komplexe Systeme m{\"o}glich ist, ohne Abstriche in Bezug auf die Empfindlichkeit der einzelnen Assays hinzunehmen.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Andresen2009,
  author    = {Andresen, Dennie},
  title     = {Entwicklung von Microarrays f{\"u}r die Multiparameteranalytik und Etablierung einer Multiplex-OnChip-PCR},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-39462},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2009},
  abstract  = {In der molekularen Diagnostik besteht ein Bedarf an schnellen und spezifischen Testsystemen, die entweder f{\"u}r die Labordiagnostik oder in Point of Care-Umgebungen eingesetzt werden k{\"o}nnen. Um dieses Ziel zu erreichen, stehen die Miniaturisierung und Parallelisierung im Mittelpunkt des Forschungsinteresses. Die f{\"u}hrende Methode im Bereich der DNA-Analytik ist derzeit die Realtime-PCR. Dieser Technologie sind hinsichtlich der Multiplexf{\"a}higkeit technologischen H{\"u}rden gesetzt, da derzeit nur eine Analyse von maximal vier Parametern parallel in einem Versuchsansatz erfolgen kann. Microarrays stellen hingegen die ben{\"o}tigten Voraussetzungen zur Verf{\"u}gung, um als Werkzeuge f{\"u}r die Multiparameteranalyse in verschiedensten Anwendungsbereichen zu dienen. Ein Schwerpunkt dieser Arbeit war es, Multiplex-PCRs und diagnostische Microarrays zu entwickeln, die f{\"u}r analytische Fragestellungen eine schnelle und zuverl{\"a}ssige Multiparameteranalytik erm{\"o}glichen, um die bisherigen Einschr{\"a}nkungen aktueller Nachweisverfahren zu vermeiden. Als Anwendungen wurden zum einen ein Nachweissystem f{\"u}r acht relevante Gefl{\"u}gelpathogene zur {\"U}berwachung in der Gefl{\"u}gelzucht, zum anderen ein Nachweissystem zur Identifikation potentiell allergener Lebensmittelinhaltstoffe entwickelt. Neben der Entwicklung geeigneter PCR und Multiplex-PCR-Verfahren sowie spezifischer Microarrays f{\"u}r die Detektion der gesuchten Zielsequenzen stand auch die weiterf{\"u}hrende Integration von DNA-Amplifikation und Microarray-Technologie im Fokus dieser Arbeit. Die OnChip-Amplifikation stellt eine M{\"o}glichkeit dar, um DNA-Analytik und Detektion in einem Reaktionsschritt zu integrieren. Entsprechend wurden die in der Arbeit entwickelten PCR- und Multiplex-PCR-Verfahren zum Nachweis potentieller allergener Lebensmittelinhaltsstoffe f{\"u}r die OnChip-Amplifikation adaptiert und Reaktionsbedingungen getestet, die eine Multiparameteranalyse auf dem Chip erm{\"o}glichen. Die entwickelten OnChip-PCR-Verfahren zeigten eine hohe Spezifit{\"a}t sowohl in Single- als auch in der Multiplex-OnChip-PCR. Eine Sensitivit{\"a}t von 10 Kopien bzw. <10ppm konnte in Single-OnChip-PCRs f{\"u}r den Nachweis allergener Lebensmittelinhaltsstoffe gezeigt werden. In Multiplex-OnChip-PCRs konnten 10-100ppm allergene Verunreinigungen spezifisch in unterschiedlichen Lebensmitteln nachgewiesen werden. Ein weiterer Schritt in Richtung einer m{\"o}glichen Verwendung im Point of Care-Bereich stellt der Einsatz eines isothermalen Amplifikationsverfahrens dar. Vorteil eines solchen Verfahrens ist die M{\"o}glichkeit, auf das ansonsten ben{\"o}tigte Thermocycling zu verzichten. Dies vereinfacht eine Integration der OnChip-Amplifikation in mobile Analyseger{\"a}te oder Lab on Chip-Systeme und qualifiziert das Verfahren f{\"u}r den Einsatz in Point of Care-Umgebungen. In dieser Arbeit wurde eine noch junge isothermale Amplifikationsmethode, die helikase-abh{\"a}ngige Amplifikation (HDA), hinsichtlich ihrer Eignung f{\"u}r die Integration auf einem Microarray getestet. Hierf{\"u}r konnte die bislang erste OnChip-HDA f{\"u}r Einzel- und Duplex-Nachweise von Pathogenen entwickelt werden.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Ramm2022,
  author    = {Ramm, Timo},
  title     = {Entwicklung von Multiplex-Methoden zur Antik{\"o}rper-Charakterisierung und Validierung},
  doi       = {10.25932/publishup-56153},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-561531},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {XIV, 138},
  year      = {2022},
  abstract  = {Antik{\"o}rper werden in verschiedensten Bereichen, sowohl zu therapeutischen als auch zu diagnostischen und forschungsorientierten Zwecken verwendet. Vor der Verwendung des Antik{\"o}rpers bedarf es der Charakterisierung seiner Eigenschaften, in Bezug auf sein Epitop und sein Bindeverhalten gegen{\"u}ber dem Paratop. Gleichzeitig muss, in Abh{\"a}ngigkeit des Einsatzes, der Antik{\"o}rper, f{\"u}r den gew{\"u}nschten Gebrauch, validiert werden. Zu diesem Zweck wurden in der vorliegenden Arbeit Bead-basierte, multiplexe Testsysteme entworfen, ausgetestet und etabliert mit dem Ziel, eine einfache Screeningmethode zu entwickeln, um eine hohe Anzahl an Proben beziehungsweise Analyten gleichzeitig bestimmen zu k{\"o}nnen. Daf{\"u}r wurden drei verschiedene Herangehensweisen etabliert. So wurden ein phospho-PKA-Substrat Antik{\"o}rper, welcher phosphorylierte Bindemotive der PKA der Form RRxpS erkennt, gleichzeitig mit einer Reihe an Peptide getestet, welche Punktmutationen im Vergleich zur Konsensussequenz enthielten, um den Einfluss einzelner Aminos{\"a}uren auf die Bindung des Antik{\"o}rpers zu untersuchen. Es konnte im Multiplex gezeigt werden, dass die Unterschiede im Antik{\"o}rperbindungsverhalten in Abh{\"a}ngigkeit der Aminos{\"a}ure an verschiedenen P-Positionen detektierbar waren. Mit dem Bead-basierten Multiplexansatz konnten, durch Messungen von Konzentrationsreihen des Antik{\"o}rpers, Bindungskinetiken aufgenommen und diese mit bereits etablierten Methoden verglichen werden. Des Weiteren wurden verschiedene Antik{\"o}rper, welche essenzielle Bestandteile von Bead-basierten Testsystemen darstellten, validiert. Es wurden dabei verschiedene Antik{\"o}rper, welche spezifisch THC und CBD erkennen ausgetestet und anschließend ein kompetitiver Assay zur Detektion von THC und CBD in humanem Serum etabliert, und die Nachweisgrenzen bestimmt. Ferner sollten Pferdeseren von Tieren, welche am Sommerekzem leiden, auf ihren IgE-Gehalt hin bestimmt werden. Daf{\"u}r wurden relevante Proteine rekombinant hergestellt und durch Immobilisierung an Beads im Multiplex mit Serum inkubiert. Die spezifische Bindung des IgE an die Allergen sollte damit messbar gemacht werden k{\"o}nnen. F{\"u}r die Gesamtvalidierung des Testsystems wurden zuvor s{\"a}mtliche Einzelschritte einzeln validiert, um im Anschluss im multiplexen Screening zu vermessen. Die Nutzung von Bead-basierten Multiplexmessungen als eine Plattformtechnologie erleichtert die Charakterisierung von Antik{\"o}rpern sowie ihre Validierung f{\"u}r verschiedene Testsysteme.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Scherling2009,
  author    = {Scherling, Christian},
  title     = {Environmental Metabolomics - Metabolomische Studien zu Biodiversit{\"a}t, ph{\"a}notypischer Plastizit{\"a}t und biotischen Wechselwirkungen von Pflanzen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-32411},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2009},
  abstract  = {Ein genereller Ansatz zur Charakterisierung von biologischen Systemen bietet die Untersuchung des Metaboloms, dessen Analyse als „Metabolomics" bezeichnet wird. "Omics"- Technologien haben das Ziel, ohne Selektionskriterien m{\"o}glichst alle Bestandteile einer biologischen Probe zu detektieren (identifizieren und quantifizieren), um daraus R{\"u}ckschl{\"u}sse auf nicht vorhersehbare und somit neuartige Korrelationen in biologischen Systemen zu ziehen. Ein zentrales Dogma in der Biologie besteht in der Kausalit{\"a}t zwischen Gen - Enzym - Metabolite. Perturbationen auf einer Ebene rufen systemische Antworten hervor, die in einem ver{\"a}nderten Ph{\"a}notyp m{\"u}nden k{\"o}nnen. Metabolite sind die Endprodukte von zellul{\"a}ren regulatorischen Prozessen, deren Abundanz durch die Resonanz auf genetische Modifikationen oder Umwelteinfl{\"u}sse zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Zudem repr{\"a}sentieren Metabolite ultimativ den Ph{\"a}notyp eines Organismus und haben die F{\"a}higkeit als Biomarker zu fungieren. Die integrale Analyse verschiedenster Stoffwechselwegen wie Krebszyklus, Pentosephosphatzyklus oder Calvinzyklus offeriert die Identifikation von metabolischen Mustern. In dieser Arbeit wurden sowohl das targeted Profiling via GC-TOF-MS als auch das untargeted Profiling via GC-TOF-MS und LC-FT-MS als analytische Strategien genutzt, um biologische Systeme anhand ihrer Metabolite zu charakterisieren und um physiologische Muster als Resonanz auf endogene oder exogene Stimuli zu erkennen. Dabei standen die metabolische, ph{\"a}notypische und genotypische Plastizit{\"a}t von Pflanzen im Fokus der Untersuchungen. Metabolische Varianzen eines Ph{\"a}notyps reflektieren die genotyp-abh{\"a}ngige Resonanz des Organismus auf umweltbedingte Parameter (abiotischer und biotischer Stress, Entwicklung) und k{\"o}nnen mit sensitiven Metabolite Profiling Methoden determiniert werden. Diese Anwendungen haben unter anderem auch zum Begriff des „Environmental Metabolomics" gef{\"u}hrt. In Kapitel 2 wurde der Einfluss biotischer Interaktionen von endophytischen Bakterien auf den Metabolismus von Pappelklonen untersucht; Kapitel 3 betrachtet die metabolische Plastizit{\"a}t von Pflanzen im Freiland auf ver{\"a}nderte biotische Interaktionsmuster (Konkurrenz/Diversit{\"a}t/Artenzusammensetzung); Abschließend wurde in Kapitel 4 der Einfluss von spezifischen genetischen Modifikationen an Peroxisomen und den daraus resultierenden ver{\"a}nderten metabolischen Fluss der Photorespiration dargestellt. Aufgrund der sensitiven Analyse- Technik konnten metabolische Ph{\"a}notypen, die nicht zwingend in einen morphologischen Ph{\"a}notyp m{\"u}ndeten, in drei biologischen Systemen identifiziert und in einen stoffwechselphysiologischen Kontext gestellt werden. Die drei untersuchten biologischen Systeme - in vitro- Pappeln, Gr{\"u}nland- Arten (Arrhenatherion-Gesellschaft) und der Modellorganismus (Arabidopsis) - belegten anschaulich die Plastizit{\"a}t des Metabolismus der Arten, welche durch endogene oder exogene Faktoren erzeugt wurden.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Wetzel2022,
  author    = {Wetzel, Alexandra},
  title     = {Epigenetische Regulation des Epstein-Barr Virus-induzierten Gens 3 (EBI3) und dessen Bedeutung bei Colitis ulcerosa},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {164},
  year      = {2022},
  abstract  = {Epigenetische Mechanismen spielen eine entscheidende Rolle bei der Pathogenese von Colitis ulcerosa (CU). Ihr Einfluss auf das beobachtete Ungleichgewicht zwischen pro- und anti-inflammatorischen Cytokinen ist hingegen weitgehend unerforscht. Einige der wichtigsten immunmodulatorischen Cytokine sind die Mitglieder der heterodimeren Interleukin- (IL-) 12-Familie, die durch das Kombinieren einer der drei α-Ketten (IL-12p35, IL-27p28, IL-23p19) mit den ß-Untereinheiten IL-12p40 oder EBI3 (Epstein-Barr Virus-induziertes Gen 3) charakterisiert sind. IL-35 (IL-12p35/EBI3) spielt eine bedeutende anti-inflammatorische Rolle bei verschiedenen Erkrankungen, wohingegen seine Level bei chronischen Entz{\"u}ndungen erniedrigt sind. Eine m{\"o}gliche Ursache k{\"o}nnte eine transkriptionelle Stilllegung {\"u}ber epigenetische Modifikationen sein. Tats{\"a}chlich konnte durch die Stimulation mit dem DNA-Methyltransferase-Inhibitor (DNMTi) Decitabin (DAC; Dacogen®) eine Induktion von EBI3 in humanen Epithelzellen aus gesundem Colon (HCEC) erreicht werden, die als Modell f{\"u}r ein lokales Entz{\"u}ndungsgeschehen dienten. Diese Regulation {\"u}ber DNA-Methylierung konnte in weiteren humanen Zellen unterschiedlichen Ursprungs sowie durch Stimulation von HCEC-Zellen mit zwei weiteren DNMTi, dem Cytosin-Analogon Azacytidin (AZA; Vidaza®) und dem nat{\"u}rlich vorkommenden, epigenetisch wirksamen Polyphenol Epigallocatechingallat (EGCG), verifiziert werden. Die kombinierte Inkubation mit Tumor-Nekrose-Faktor α (TNFα) resultierte jeweils in einer {\"u}ber-additiven Induktion von EBI3. Weiterf{\"u}hrende Untersuchungen zeigten, dass TNFα trotz Beeinflussung der epigenetischen DNMT- und Ten-eleven Translocation- (TET-) Enzyme keinen Einfluss auf die globalen Methylierungs- oder Hydroxymethylierungslevel hatte, jedoch eine genspezifische DNA-Hypomethylierung im EBI3-Promotor induzierte. Durch Nutzung verschiedener Inhibitoren konnte dar{\"u}ber hinaus nachgewiesen werden, dass der beobachtete synergistische Effekt der gemeinsamen DAC und TNFα-Stimulation haupts{\"a}chlich {\"u}ber NFκB (Nuclear factor "kappa-light-chain-enhancer" of activated B-cells) vermittelt wird. Ein Teil verl{\"a}uft dabei {\"u}ber p38 MAPK (mitogen-activated protein kinases), w{\"a}hrend die JNK- (c-Jun N-terminale Kinasen-) und ERK- (extracellular-signal-regulated kinases) Signalwege keine Rolle spielen. In der vorliegenden Arbeit wurde zudem gezeigt, dass die DNA-Hypomethylierung w{\"a}hrend eines entz{\"u}ndlichen Zustandes auch in einer erh{\"o}hten EBI3-Proteinexpression resultiert. Die H{\"o}he der immunologisch detektierten Banden wies auf eine Dimerbildung sowohl im Zelllysat als auch im {\"U}berstand hin. Humane Colonepithelzellen sind demnach in der Lage, Cytokine zu bilden und zu sezernieren, was die Bedeutung von Nicht-Immunzellen bei der lokalen Immunantwort unterstreicht. Mittels Genexpressionsanalysen wurden IL-12p35 und IL-23p19 als m{\"o}gliche Bindungspartner identifiziert. Aufgrund kreuzreaktiver Antik{\"o}rper ist ein direkter Nachweis der EBI3-Dimere derzeit nicht m{\"o}glich. Die stattdessen genutzte Kombination verschiedener Methoden dient als geeigneter Ersatz f{\"u}r die problematischen Antik{\"o}rper-basierten Analysen wie Immunpr{\"a}zipitation oder ELISA. Durch molekularbiologische, immunologische und massenspektrometrische Methoden konnte IL-35 identifiziert werden, w{\"a}hrend IL-39 (IL-23p19/EBI3) nicht detektiert wurde. Dies ist in Einklang mit den Erkenntnissen mehrerer Forschungsgruppen, die eine Bildung des nativen humanen Dimers aus IL-23p19 und EBI3 bezweifeln. Des Weiteren wurde die biologische Aktivit{\"a}t des behandlungsinduzierten IL 35-Proteins durch einen Funktionsassay nachgewiesen. Neben einer DNMTi-bedingten transkriptionellen Aktivierung konnte eine Regulation von EBI3 {\"u}ber Histonacetylierungen gezeigt werden. Der EBI3-induzierende Effekt des Histondeacetylasen-Inhibitors (HDACi) Trichostatin A (TSA) wurde durch SAHA (suberoylanilide hydroxamic acid (Vorinostat; Zolinza®)) verifiziert. {\"A}hnlich zu der Stimulation mit den hypomethylierenden Substanzen wurde ein synergistischer Effekt bei paralleler Inkubation mit TNFα beobachtet, der in einer gesteigerten Bildung des EBI3-Proteins resultierte. Um die Befunde in einem komplexeren in vivo-Modell zu untersuchen, wurde eine chronische Colitis in Ebi3-defizienten M{\"a}usen und dem dazugeh{\"o}rigen Wildtypstamm C57BL/6 durch zyklische Applikation von Natriumdextransulfat (Dextran sodium sulfate (DSS)) induziert. Der Vergleich klinischer Parameter wie Mortalit{\"a}tsrate und K{\"o}rper- sowie Milzgewicht wies bei Abwesenheit von Ebi3 signifikant st{\"a}rkere colitische Symptome auf. Dies best{\"a}tigte die zentrale Rolle von Ebi3 in der Colitisentwicklung und deutete auf eine bevorzugte Bildung des anti-inflammatorisch wirkenden IL-35 statt des pro-inflammatorischen IL-39 in den Wildtyptieren hin. Durch zus{\"a}tzliche therapeutische Behandlung der C57BL/6-M{\"a}use nach der DSS-Gabe konnte die in der Literatur beschriebene positive Wirkung von SAHA auf die Colitismanifestation best{\"a}tigt werden. Im Gegensatz dazu war der HDACi in den Ebi3-defizienten Tieren nicht in der Lage, die colitischen Parameter zu verbessern beziehungsweise verschlimmerte den Krankheitsph{\"a}notyp. Expressionsanalysen von Up- und Downstream-Target-Genen lieferten weitere Hinweise darauf, dass bei Anwesenheit von Ebi3 IL-35 statt IL-39 gebildet wird, was in Einklang mit den in vitro-Untersuchungen steht. Die vorliegende Arbeit konnte durch den Vergleich der C57BL/6-M{\"a}use mit den Ebi3-defizienten Tieren neue Erkenntnisse {\"u}ber die Wirkungsweise von SAHA erbringen. Histonacetylierende Bedingungen verbessern colitische Symptome {\"u}ber einen Mechanismus, der die epigenetische Induktion von Ebi3 mit nachfolgender IL-35-Bildung involviert. Durch Kooperation der epigenetischen Mechanismen Hypomethylierung und Histonacetylierung wurde der st{\"a}rkste Effekt auf die EBI3-Induktion bewirkt. Insgesamt konnte in der vorliegenden Arbeit durch in vitro- und in vivo-Analysen die epigenetische und NFκB-vermittelte Induktion von EBI3 {\"u}ber DNA-Demethylierung und Histonacetylierung mit nachfolgender IL-35-Bildung und -Sezernierung nachgewiesen werden. Da IL-35 in der Lage ist, colitische Symptome zu mildern, stellt die epigenetische Reaktivierbarkeit von EBI3 durch DNMTi und HDACi eine vielversprechende Alternative f{\"u}r die derzeit genutzten, oft nicht oder nur kurzfristig wirksamen Therapien bei der Behandlung einer CU dar. Einer {\"u}berm{\"a}ßigen Immunantwort w{\"a}hrend schubweiser entz{\"u}ndlicher Phasen k{\"o}nnte entgegengewirkt und Komplikationen wie die Bildung Colitis-assoziierter Karzinome verhindert werden.},
  language  = {de}
}