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In der vorliegenden Dissertation wird die Bedeutung von Brachen für Artenvielfalt und Stabilität von Blüte-Bestäuber-Nahrungsnetzen in agrarisch genutzten Landschaften anhand ausgewählter blütenbesuchender Insektengruppen (Syrphidae, Lepidoptera) untersucht. Die Freilandarbeiten fanden von 1998-2000 im Raum der Feldberger Seenlandschaft, Mecklenburg-Vorpommern, statt. Es werden die beiden Hauptnahrungsquellen Nektar und Pollen betrachtet, dabei fanden Untersuchungen zur Intensität der Blüte-Bestäuber-Interaktion auf Stilllegungsflächen, zum flächenbezogenen quantitativen Nektarangebot im Jahresverlauf, zur individuellen Pollennutzung bei Syrphiden und zur Breite und Überlappung der Nahrungsnischen bei den dominanten Arten Episyrphus balteatus, Metasyrphus corollae, Syritta pipiens und Sphaerophoria scripta statt. Im Ergebnis zeigt sich eine hohe Bedeutung der Brachflächen für die Stabilität des Blüte-Bestäuber-Netzes, während die Diversität von anderen, eher landschaftsbezogenen Faktoren abhängig ist.
Mononuclear molybdoenzymes catalyze a broad range of redox reactions and are highly conserved in all kingdoms of life. This study addresses the question of how the Mo cofactor (Moco) is incorporated into the apo form of human sulfite oxidase (hSO) by using site-directed spin labeling to determine intramolecular distances in the nanometer range. Comparative measurements of the holo and apo forms of hSO enabled the localization of the corresponding structural changes, which are localized to a short loop (residues 263-273) of the Moco-containing domain. A flap-like movement of the loop provides access to the Moco binding-pocket in the apo form of the protein and explains the earlier studies on the in vitro reconstitution of apo-hSO with Moco. Remarkably, the loop motif can be found in a variety of structurally similar molybdoenzymes among various organisms, thus suggesting a common mechanism of Moco incorporation.
Microorganisms accumulate molar concentrations of compatible solutes like ectoine to prevent proteins from denaturation. Direct structural or spectroscopic information on the mechanism and about the hydration shell around ectoine are scarce. We combined surface plasmon resonance (SPR), confocal Raman spectroscopy, molecular dynamics simulations, and density functional theory (DFT) calculations to study the local hydration shell around ectoine and its influence on the binding of a gene-S-protein (G5P) to a single-stranded DNA (dT(25)). Due to the very high hygroscopicity of ectoine, it was possible to analyze the highly stable hydration shell by confocal Raman spectroscopy. Corresponding molecular dynamics simulation results revealed a significant change of the water dielectric constant in the presence of a high molar ectoine concentration as compared to pure water. The SPR data showed that the amount of protein bound to DNA decreases in the presence of ectoine, and hence, the protein-DNA dissociation constant increases in a concentration-dependent manner. Concomitantly, the Raman spectra in terms of the amide I region revealed large changes in the protein secondary structure. Our results indicate that ectoine strongly affects the molecular recognition between the protein and the oligonudeotide, which has important consequences for osmotic regulation mechanisms.
Stillegungsflächen nehmen einen bedeutenden Anteil der landwirtschaftlich nutzbaren Fläche Deutschlands ein. Kompensiert durch Ausgleichszahlungen entfällt in diesen Bereichen die Produktionsfunktion der Agrarlandschaft, ohne dass andere Landschaftsfunktionen explizit gefördert werden. Dabei können Stillegungsflächen eine wichtige Rolle im ökosystemaren Gefüge einer intensiv genutzten Agrarlandschaft spielen. Die vorgestellte Arbeit untersucht das Potential stillgelegter Flächen als Nahrungsquelle für blütenbesuchende Insekten. Dabei wird von der These ausgegangen, dass Stillegungsflächen besonders attraktiv für Blütenbesucher sind, da sie die einzigen Bereiche in einer intensiv genutzten Agrarlandschaft darstellen, deren Vegetation im Jahresverlauf nicht durch Nutzung beeinträchtigt wird. Es werden erste Ergebnisse einer nahrungsökologischen Studie vorgestellt, bei der das Fraßverhalten dominanter Arten der Syrphidae, einer der individuenreichsten Blütenbesuchergruppen Mitteleuropas, auf verschiedenen Stillegungsflächen untersucht wird. Durch wöchentliche Begehungen von Dauerbeobachtungsflächen wurde die Stärke und Dynamik des Blütendargebotes erfasst. Nektarproben ergaben ein Bild von der Quantität und Verfügbarkeit einzelner Nahrungsressourcen. Über die Untersuchungsperiode hinweg wurden Syrphiden mit einem Kescher gefangen und konserviert. Individuen dominanter Arten wurde mit einer Abdominalpräparation der Verdauungstrakt entnommen und pollenanalytisch aufgearbeitet. Die enthaltenen Pollen wurden determiniert und ausgezählt.
We report on observations of the pulsar/Be star binary system PSR J2032+4127/MT91 213 in the energy range between 100 GeV and 20 TeV with the Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array and Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov telescope arrays. The binary orbit has a period of approximately 50 years, with the most recent periastron occurring on 2017 November 13. Our observations span from 18 months prior to periastron to one month after. A new point-like gamma-ray source is detected, coincident with the location of PSR J2032+4127/MT91 213. The gamma-ray light curve and spectrum are well characterized over the periastron passage. The flux is variable over at least an order of magnitude, peaking at periastron, thus providing a firm association of the TeV source with the pulsar/Be star system. Observations prior to periastron show a cutoff in the spectrum at an energy around 0.5 TeV. This result adds a new member to the small population of known TeV binaries, and it identifies only the second source of this class in which the nature and properties of the compact object are firmly established. We compare the gamma-ray results with the light curve measured with the X-ray Telescope on board the Neil Gehrels Swift Observatory and with the predictions of recent theoretical models of the system. We conclude that significant revision of the models is required to explain the details of the emission that we have observed, and we discuss the relationship between the binary system and the overlapping steady extended source, TeV J2032+4130.