Time-resolved fluorescence studies on covalently linked porphyrin�nitroarene complexes. Conformational control of photoinduced electron transfer reactions

Time-resolved fluorescence studies were carried out on a series of free-base and zinc(II) derivatives of meso-tetraphenylporphyrins covalently linked to either 1,3-dinitrobenzene (DNB) or 1,3,5-trinitrobenzene (TNB) acceptor units. These acceptor units were linked at different sites (at the ortho, meta or para positions of one of the phenyl groups of meso-tetraphenylporphyrin) to the donor porphyrins such that the resulting isomeric intramolecular donor-acceptor complexes exhibit different centre-to-centre (ctc) distances and relative orientations. Biexponential fluorescence decay profiles observed for several of these covalently linked complexes were rationalized in terms of the presence of ''closed'' and ''extended'' conformers. Detailed analyses of the fluorescence decay data have provided a comprehensive understanding of the photoinduced electron transfer (PET) reactions occurring in systems containing zinc(II) porphyrin donors. It is observed that although DNB-linked zinc(II) complexes follow the trends predicted for the efficiency of PET with respect to donor-acceptor distance, the TNB-linked zinc(II) porphyrins exhibit a behaviour which is dictated by steric effects. Similarly, although the thermodynamic criteria predict a greater efficiency of charge separation in TNB-linked complexes compared with DNB-linked complexes, the reverse trend observed has been attributed to orientational effects. In the complexes containing free-base porphyrin donors, PET is expected to be less efficient from a thermodynamic viewpoint. In a few of these cases, fluorescence quenching seems to occur by parallel mechanisms other than PET.

Designing conformational control of human tissue transglutaminase

Understanding the mechanisms of enzymes is crucial for our understanding of their role in biology and for designing methods to perturb or harness their activities for medical treatments, industrial processes, or biological engineering. One aspect of enzymes that makes them difficult to fully understand is that they are in constant motion, and these motions and the conformations adopted throughout these transitions often play a role in their function.

Traditionally, it has been difficult to isolate a protein in a particular conformation to determine what role each form plays in the reaction or biology of that enzyme. A new technology, computational protein design, makes the isolation of various conformations possible, and therefore is an extremely powerful tool in enabling a fuller understanding of the role a protein conformation plays in various biological processes.

One such protein that undergoes large structural shifts during different activities is human type II transglutaminase (TG2). TG2 is an enzyme that exists in two dramatically different conformational states: (1) an open, extended form, which is adopted upon the binding of calcium, and (2) a closed, compact form, which is adopted upon the binding of GTP or GDP. TG2 possess two separate active sites, each with a radically different activity. This open, calcium-bound form of TG2 is believed to act as a transglutaminse, where it catalyzes the formation of an isopeptide bond between the sidechain of a peptide-bound glutamine and a primary amine. The closed, GTP-bound conformation is believed to act as a GTPase. TG2 is also implicated in a variety of biological and pathological processes.

To better understand the effects of TG2’s conformations on its activities and pathological processes, we set out to design variants of TG2 isolated in either the closed or open conformations. We were able to design open-locked and closed-biased TG2 variants, and use these designs to unseat the current understanding of the activities and their concurrent conformations of TG2 and explore each conformation’s role in celiac disease models. This work also enabled us to help explain older confusing results in regards to this enzyme and its activities. The new model for TG2 activity has immense implications for our understanding of its functional capabilities in various environments, and for our ability to understand which conformations need to be inhibited in the design of new drugs for diseases in which TG2’s activities are believed to elicit pathological effects.

Analysen der beiden cis-regulierenden Sequenzelemente translational control element (TCE) und cytoplasmic polyadenylation element (CPE) in der Drosophila-Spermatogenese

Ein essentieller Bestandteil in dem Mechanismus der Translationskontrolle sind RNA-Pro­tein-Wechselwirkungen. Solche Interaktionen konnten in Translationssystemen an zwei unabhängigen cis-regulierenden Elementen durch in vitro-Bindungsanalysen mit individu­ellen rekombinanten Proteinen dokumentiert werden. Im Fall des translational control elements (TCE), welches ein konserviertes Sequenz-Ele­ment in der Mst(3)CGP-Genfamilie darstellt, wird eine negative Translationskontrolle durch die Bindung der Proteine CG3213, CG12470, CG1898, dFMR1, Exuperantia und Orb2 an diese Sequenz vermittelt (Stinski, 2011). Neben den in Bindungsstudien positiv getesteten Kandidaten dFMR1 und Orb2 (Stinski, 2011) wurde in der vorliegenden Dis­sertation CG3213 als weiterer direkter Bindungspartner an das TCE dokumentiert. Ein Abgleich der genomweiten Zusammenstellung von Proteininteraktionen in der Datenbank InterologFinder lieferte zwei weitere potentielle Kandidaten: CG34404 und CG3727. Al­lerdings schließen Northern-Analysen und das Proteinexpressionsmuster eine zentrale Rolle in der Drosophila-Spermatogenese für diese nahezu aus. In Kolokalisationsstudien einiger TCE-Komplex-Kandidaten mit CG3213 als Referenz konnten eindeutige Überein­stimmungen der Fluoreszenzmuster mit CG12470 in der postmeiotischen Phase be­schrieben werden, wohingegen mit Orb2 (postmeiotisch) und CG1898 (prämeiotisch) nur eine geringe Kolokalisation erkannt wurde. Punktstrukturen in den Verteilungsmustern sowohl von CG3213 als auch von CG12470 ließen sich nicht mit ER- und mitochondrien­spezifischen Markern korrelieren. Im Anschluss der Meiose konnte eine deutliche Intensitätserhöhung des CG3213-Proteins beobachtet werden, was eventuell durch eine veränderte Translationseffizienz zustande kommen könnte. Exuperantia (Exu) stellt einen bekannten Regulator für eine Reihe von translationskontrollierten mRNAs dar (Wang und Hazelrigg, 1994). Die Quantifizierungen der CG3213-mRNA in exu-mutantem Hintergrund bestätigen, dass auch die Transkript­menge der CG3213-mRNA durch Exu reguliert wird, was die obige Interpretation stützen würde. Für das zweite cis-regulierende Element, das cytoplasmic polyadenylation element (CPE), konnte eine direkte Bindung mit dem CPEB-Homolog in Drosophila (Orb2) gezeigt wer­den, welches auch eine Komponente des mst87F-RNP-Komplexes ist. Ein vermuteter Interaktionspartner dieses CPEBs ist Tob, weshalb die Verteilung beider Proteine in einem Kombinationsstamm verglichen wurde. In dem teilweise übereinstimmenden Fluoreszenz­muster ist Tob an den distalen Spermatidenenden auffallend konzentriert. Das gesamte Tob-Muster jedoch legt eine Verteilung in den Mitochondrien nahe, wie die MitoTracker®-Färbung belegt. Somit wurde erstmals ein Mitglied der Tob/BTG-Genfamilie in der Droso­phila-Spermatogenese mit Mitochondrien in Verbindung gebracht. Die Lokalisierung die­ser Proteine ist bislang unklar, jedoch konnte eine Kernlokalisation trotz der N-terminalen NLS-Sequenz mit Hilfe einer Kernfärbung ausgeschlossen werden.

Activation of the JC virus Tat-responsive transcriptional control element by association of the Tat protein of human immunodeficiency virus 1 with cellular protein Purα

JC virus is activated to replicate in glial cells of many AIDS patients with neurological disorders. In human glial cells, the human immunodeficiency virus 1 (HIV-1) Tat protein activates the major late promoter of JC virus through a Tat-responsive DNA element, termed upTAR, which is a recognition site for cellular Purα, a sequence-specific single-stranded DNA binding protein implicated in cell cycle control of DNA replication and transcription. Tat interacts with two leucine-rich repeats in Purα to form a complex that can be immunoprecipitated from cell extracts. Tat enhances the ability of purified glutathione S-transferase-Purα (GST-Purα) to bind the upTAR element. Tat acts synergistically with Purα, in a cell-cycle-dependent manner, to activate transcription at an upTAR element placed upstream of a heterologous promoter. Since Purα is ubiquitously expressed in human cells and since PUR elements are located near many promoters and origins of replication, the Tat-Purα interaction may be implicated in effects of HIV-1 throughout the full range of HIV-1-infected cells.

Développement de nouveaux outils de contrôle conformationnel utilisant des interactions non-covalentes pour effectuer des macrocyclisations

Les macrocycles ont longtemps attiré l'attention des chimistes. Malgré cet intérêt, peu de méthodes générales et efficaces pour la construction de macrocycles ont été développés. Récemment, notre groupe a développé un programme de recherche visant à développer de nouvelles voies vers la synthèse de paracyclophanes et ce mémoire présente l pluspart des efforts les plus récents dans ce domaine. Traditionnellement, la synthèse de paracyclophanes rigides est facilitée par l'installation d'un groupe fonctionnel capable de contrôler la structure de la molécule en solution (ex un élément de contrôle de conformation (ECC)). Cependant, cette approche utilisant des auxiliaires exige que le ECC soit facilement installé avant macrocyclisation et facilement enlevé après la cyclisation. Le présent mémoire décrit une méthode alternative pour guider la macrocyclisations difficile à travers l'utilisation d'additifs comme ECC. Les additifs sont des hétérocycles aromatiques N-alkylé qui sont bon marché, faciles à préparer et peuvent être facilement ajoutés à un mélange de réaction et enlevés suite à la macrocyclisation par simple précipitation et de filtration. En outre, les ECCs sont recyclables. L'utilisation du nouveau ECC est démontré dans la synthèse des para-et métacyclophanes en utilisant soit la métathèse de fermeture de cycle (RCM) ou couplage de Glaser-Hay.

Modulation of lifetimes and diastereomeric discrimination in triplet-excited substituted butane-1,4-diones through intramolecular charge-transfer quenching

Triplet lifetimes have been determined for the diastereomers of a broad set of butane-l,4-dione derivatives (1-3). A remarkable dependence of lifetimes on conformational preferences is revealed in that the lifetimes are shorter for the meso diastereomers of 1-3 than those for the racemic ones. The intramolecular beta-phenyl quenching is promoted in the case of meso diastereomers by virtue of the gauche relationship between the excited carbonyl group and the beta-aryl ring, while a distal arrangement in the lowest energy conformation (H-anti) in racemic diastereomers prevents such a deactivation. The involvement of charge transfer in the intramolecular beta-phenyl quenching is suggested by the correlation of the triplet lifetimes of the meso diastereomers of compounds 2 with the nature of the substituent on the beta-phenyl rings. In the case of racemic diastereomers, beta-methoxy substitution on the beta-phenyl ring (2-OCH3, 3-OCH3) also led to a decrease of the triplet lifetimes when compared to those of the nonsubstituted compounds (2-H, 3-H). This shortening is accounted for by the deactivation of a small proportion of the excited molecules through beta-phenyl quenching. In addition to the above factors, the lifetimes in the case of meso diastereomers can further be controlled by increasing the energy spacing between the T-1 and T-2 states, since beta-phenyl quenching occurs from the latter for compounds 2 and 3. Through a rational conformational control, a surprisingly long triplet lifetime (300 ns) has been measured for the first time for a purely n,pi* triplet-excited beta-phenylpropiophenone dimer (1-rac).

Pseudohypoparathyroidism Type Ib Associated with Novel Duplications in the GNAS Locus

Context Pseudohypoparathyroidism type 1b (PHP-Ib) is characterized by renal resistance to PTH (and, sometimes, a mild resistance to TSH) and absence of any features of Albright's hereditary osteodystrophy. Patients with PHP-Ib suffer of defects in the methylation pattern of the complex GNAS locus. PHP-Ib can be either sporadic or inherited in an autosomal dominant pattern. Whereas familial PHP-Ib is well characterized at the molecular level, the genetic cause of sporadic PHP-Ib cases remains elusive, although some molecular mechanisms have been associated with this subtype. Objective The aim of the study was to investigate the molecular and imprinting defects in the GNAS locus in two unrelated patients with PHP-Ib. Design We have analyzed the GNAS locus by direct sequencing, Methylation-Specific Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification, microsatellites, Quantitative Multiplex PCR of Short Fluorescent fragments and array-Comparative Genomic Hybridization studies in order to characterize two unrelated families with clinical features of PHP-Ib. Results We identified two duplications in the GNAS region in two patients with PHP-Ib: one of them, comprising similar to 320 kb, occurred 'de novo' in the patient, whereas the other one, of similar to 179 kb in length, was inherited from the maternal allele. In both cases, no other known genetic cause was observed. Conclusion In this article, we describe the to-our-knowledge biggest duplications reported so far in the GNAS region. Both are associated to PHP-Ib, one of them occurring 'de novo' and the other one being maternally inherited.

Sensitivity analysis of a time-delayed thermo-acoustic system via an adjoint-based approach

We apply adjoint-based sensitivity analysis to a time-delayed thermo-acoustic system: a Rijke tube containing a hot wire. We calculate how the growth rate and frequency of small oscillations about a base state are affected either by a generic passive control element in the system (the structural sensitivity analysis) or by a generic change to its base state (the base-state sensitivity analysis). We illustrate the structural sensitivity by calculating the effect of a second hot wire with a small heat-release parameter. In a single calculation, this shows how the second hot wire changes the growth rate and frequency of the small oscillations, as a function of its position in the tube. We then examine the components of the structural sensitivity in order to determine the passive control mechanism that has the strongest influence on the growth rate. We find that a force applied to the acoustic momentum equation in the opposite direction to the instantaneous velocity is the most stabilizing feedback mechanism. We also find that its effect is maximized when it is placed at the downstream end of the tube. This feedback mechanism could be supplied, for example, by an adiabatic mesh. We illustrate the base-state sensitivity by calculating the effects of small variations in the damping factor, the heat-release time-delay coefficient, the heat-release parameter, and the hot-wire location. The successful application of sensitivity analysis to thermo-acoustics opens up new possibilities for the passive control of thermo-acoustic oscillations by providing gradient information that can be combined with constrained optimization algorithms in order to reduce linear growth rates. © Cambridge University Press 2013.

分散式控制和管理的UUV体系结构模型研究

针对传统的分层式体系结构在UUV 控制系统开发设计、维护和升级过程中所遇到的困难，首先分析了集中式控制和管理方法的不足和原因。在此基础上，借鉴自主计算的思想，提出了分散控制和管理的体系结构。这种方法把系统中每个独立的功能模块都抽象成为具有相同模型的控制基元，称之为“自主基元”，然后通过自主基元层次式、嵌套式的组织，构成完整的系统。分析表明，这种方法能够缩短控制系统的开发周期，也降低了维护和升级的难度。

复杂断块油气藏成藏机理和剩余油预测

Complex fault block reservoir is very important type in chinese oilfield.The reservoir have for many years and it has been the important issue of oil-gas exploration and development in china that how to increase reserves and production. Therefore,taking the Pucheng-oil field as an example, the article intensive study the geologic feature of oil pool, correctly recognize the rule of oil-gas accumulation and based on the fine representation of the characteristic of reservoir, research the remaining oil in high developed area,which is important for progressive exploratioon and development and taping the remaining oil. The article multipurpose uses the data of geology,drilling,wellloging, analysis and assay and so on, under the guidance multi-disciplinary theory, intensify the comprehension of the geologic feature of oil pool in high developed oil field. Based on the high-resolution sequence stratigraphic framework ,the article points out that Es_2 upper 2+3 reservoir in the south area of Pucheng oilfield is in the depositional environment of Terminal Fan, which has constant supply of sedimentary source ,and build the sedimentation model. Studies have shown that the major reservoir in work area is the distributary channel sandbody in central Sub-facies of Terminal Fan，secondary is both lateral accretion sandbodies of channel sands，nearby and far away from the channel overflowing sandbodies in front of the fan. The article analyze the effect of depth of burial of the reservoir, sandstone structure, strata pressure and bioturbate structure on control action of physical property for reservoir and indicate that deposition and diagenesis are major controlling factors.By building the model of reservoir heterogeneity, the article show the magnitude of reservoir heterogeneity ,the genesis and identification mark of Interlayer and build the the model of interlayer. in this area the vertical distribution of interlayer is complicated,but the intraed interlayer distribute steady. Thick interlayer is steady and the thin is relatively spreaded. By building models of fault sealing,stress field and fluid potential field of the south of the pucheng oil field, the regular pattern of fluid migration and accumulation runs out. By researching the elements of oil accumulation, migration pathway and accumulation period with quantification and semiquantitative methods,we bulit the oil-gas reservoir-forming mode of the south of the pucheng oil field,which will be the foundation of the rolling exploratory development in the future. We promulgated the master control element and the rule of distribution of the remaining oil with the upside 2+3 oil layer in shaer in the south of the pucheng oil field as an example.In this area, the formation and the distribution of the remaining oil is controled by the sedimentary microfacies, reservoir heterogeneity,fault and reservoir engineering. The remaining oil is concentrated in the vicinity of the gas cap, updip of the fault block and the area with incomplete flooding. Remaining oil saturation in some area can get 50%, so there are many places in which we can enhance oil recovery.

Praxisrelevante Auswirkungen des Vorschlages für eine EU-Verordnung KOM/2000/7/final, 2000/0212(COD) des europäischen Parlaments und des Rates von der Kommission der Europäischen Gemeinschaften auf die Verkehrsplanung des öffentlichen Personennahverkehrs

Die Arbeit behandelt den Vorschlag für eine EU-Verordnung KOM/2000/7/final, 2000/0212(COD) des europäischen Parlaments und des Rates von der Kommission der Europäischen Gemeinschaften als Grundlage einer Marktöffnungsverordnung und welche Veränderungen sich dadurch in Deutschland einstellen werden. Ausschreibungen von Verkehrsleistungen werden zunehmen. Die Ausschreibungsarten werden sich in ländlichen Regionen von denen in Verkehrszentren unterscheiden. In der Region werden sich Bedarfslösungen stärker durchsetzen. Kürzungen von Verkehrsleistungen werden hier stärker ausfallen als in den Zentren und damit zu einem kleineren Leistungsvolumen führen. Aufgrund des geringen Leistungsumfangs gibt es weniger Interessenten. Bei Standardausschreibungen werden deshalb auch häufig die Varianten der beschränkten oder die freihändige Vergabe gewählt. Funktionale Ausschreibungen haben nur eine untergeordnete Bedeutung. In den Verkehrszentren sind die Lose größer und damit für viele Anbieter interessant. Die Verkehrszusatzleistungen sind zudem komplexer. Standardausschreibungen in öffentlicher Vergabeart werden sich hier vermutlich als Norm durchsetzen. Die VOL/A wird sicherlich ihre Bedeutung und ihren dafür notwendigen Regelungsumfang in Deutschland als deutsches oder als europäisches Recht behalten. Ob der empfehlende Charakter der DIN EN 13816 Norm „ÖPNV: Definition, Festlegung von Leistungszielen und Messung der Servicequalität“ erhalten werden kann und nicht als Steuerungselement zur Standardisierung im ÖPNV beitragen wird, ist dabei zu bezweifeln. Durch diese Wettbewerbspflicht wird der Aufgabenträger zum Besteller von Verkehrsleistungen. Damit geht die Verkehrsplanung in die Verantwortung des Aufgabenträgers über und gerät stärker in den Einflussbereich der Politik. Die strategisch abstrakte und die konkrete Verkehrsplanung wachsen für den Normfall der Standardausschreibung zusammen. Die Hoffnung auf eine bessere Netzintegration und eine Standardisierung des ÖPNV Angebots und der ÖPNV Qualität entsteht. Es entwickelt sich dadurch aber auch die Gefahr der Abhängigkeit des Nahverkehrsangebots von der derzeitigen Haushaltslage oder der Interessenlage der Politik. Kontinuität in Angebot und Qualität werden zu erklärten Planungszielen. Der Verkehrsplaner auf der Bestellerseite muss die Planung in Ausschreibungsunterlagen umsetzen. Dies erfordert erweiterte Kompetenzen in den Bereichen Betriebswirtschaft, Logistik, Jura, Informatik und Führungskompetenzen. Ausbildende Institutionen müssen darauf bereits im Vorfeld der Umsetzung reagieren. Durch die zeitliche Verzögerung der Umsetzung der Planung durch die Ausschreibungsschritte sind in der Verkehrsplanung längere Planungsvorlaufzeiten einzukalkulieren. Vorausschauender zu planen, wird dabei wichtiger. Auch eventuelle Fehler in der Planung sind nicht mehr so einfach zu korrigieren. Durch den gestiegenen Einsatz von Technologien in den Fahrzeugen besteht für den Verkehrsplaner dafür häufiger die Möglichkeit, Planungsänderungen auf ihre Wirksamkeit im Hinblick auf Attraktivität für den Fahrgast anhand von den ermittelten Fahrgastzahlen zu kontrollieren. Dasselbe gilt auch für Marketing- und Vertriebsmaßnahmen, wie für die Tarifpolitik. Die Zahlen stehen nicht nur für diese Rückkopplung zur Verfügung, sondern dienen auch als Planungsgrundlage für zukünftige Maßnahmen. Dem Planer stehen konkretere Zahlen für die Planung zur Verfügung. Ein Aspekt, der aufgrund der Sanktionsmaßnahmen bei Ausschreibungen an Bedeutung gewinnen wird, ist die Möglichkeit, Qualität von Verkehrsleistungen möglichst objektiv beurteilen zu können. Praxisrelevante Auswirkungen auf die Verkehrsplanung des öffentlichen Personennahverkehrs ergeben sich hauptsächlich durch die gestiegene Komplexität in der Planung selbst und den dadurch unverzichtbaren gewordenen Einsatz von Computerunterstützung. Die Umsetzung in Ausschreibungsunterlagen der Planung und die Kontrolle stellen neue Elemente im Aufgabenbereich des Verkehrsplaners dar und erfordern damit breiter ausgelegte Kernkompetenzen. Es werden mehr Verkehrsplaner mit breiterer Ausbildung benötigt werden. Diese Arbeit hat aufgezeigt, dass sich mit der Integration des Ausschreibungsgedankens in den Ablauf der Verkehrsplanung eine sprunghafte Entwicklung in der Planungstätigkeit ergeben wird. Aufgrund der in Zukunft steigenden Qualität und Quantität der Planungsgrundlagen und der ebenfalls gestiegenen Ansprüche an die Bewertungsparameter ergeben sich Veränderungen und neue Anforderungen auf diesem Gebiet, die in erster Linie für die Hochschulen und andere ausbildende Einrichtungen, aber auch für die Verkehrsplanung unterstützende Industrie.

Análise de proteção de linhas de transmissão através de relés numéricos e uso de models externos no ATP (Alternative Transient Program)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Die Funktion der Rho GTPasen in den von Toll-Rezeptoren induzierten Signaltransduktionswegen

Die Funktion von Rho GTPasen in den von Toll-Rezeptoren induzierten Signaltransduktionswegen Der Toll-ähnliche Rezeptor 2 (hTLR2) ist wie der TNFa-Rezeptor und das bei Drosophila identifizierte Imd-Protein in der Lage, über einen bisher ungeklärten Mechanismus, sowohl die Aktivierung von NF-kB als auch Apoptose zu induzieren. Im Rahmen dieser Arbeit konnte gezeigt werden, daß die aktive Form der GTPase Rho in beiden Signaltransduktionswegen eine entscheidende Kontrollfunktion übernimmt. So führt die Stimulierung von TLR2 zu einer Aktivierung von RhoA in epithelialen und monozytischen Zellinien. Die aktivierte GTPase rekrutiert die Kinase PKCz und induziert so die IkB-unabhängige Aktivierung des p65/Rel-Transkriptionskomplexes. Aktives RhoA kontrolliert darüberhinaus einen weiteren Signaltransduktionsweg, der die TLR2-abhängigen, früh-apoptptischen Membranveränderungen unter der Beteiligung der Kinasen ROCK und MLCK herbeiführt. Die Rho-abhängige Regulation dieser gegensätzlichen Signalantworten wird durch die direkte Interaktion mit spezifischen Downstreamtargets, die jeweils nur Bestandteil eines Signalweges sind, ermöglicht. Die GTPase Rho stellt somit ein Schlüsselelement in der von TLR2 induzierten primären Immunantwort dar.

Genetische Analyse des Somatostatin-Systems

Somatostatin ist ein Molekül mit multifunktinonellem Charakter, dem Neurotransmitter-, Neuromodulator- und (Neuro)-Hormoneigenschaften zugeschrieben werden. Gemäß seiner ubiquitären Verteilung in Geweben beeinflusst es Stoffwechsel- und Entwicklungsprozesse, bis hin zu Lern-und Gedächtnisleistungen. Diese Wirkungen resultieren aus dem lokalen und zeitlichen Zusammenspiel eines Liganden und fünf G-Protein gekoppelter Rezeptoren (SSTR1-5). Zur Charakterisierung der biologischen Bedeutung des Somatostatin-Systems im Gesamtorganismus wurde eine Mutationsanalyse einzelner Systemkomponenten durchgeführt. Sie umfaßte die Inaktivierung der Gene für das Somatostatin-Präpropeptid und die der Rezeptoren SSTR3 und SSTR4 durch Gene Targeting. Die entsprechenden Ausfallmutationen belegen: Weder die Rezeptoren 3 und 4, noch Somatostatin sind für das Überleben des Organismus unter Standardhaltungsbedingungen notwendig. Die entsprechenden Mauslinien zeigen keine unmittelbar auffälligen Einschränkungen ihrer Biologie. Die Somatostatin-Nullmaus wurde zum Hauptgegenstand einer detaillierten Untersuchung aufgrund der übergeordneten Position des Liganden in der Signalkaskade und verfügbaren Hinweisen zu seiner Funktion. Folgende Schlußfolgerungen konnten nach eingehender Analyse gezogen werden: Der Ausfall des Somatostatin-Gens hat erhöhte Plasmakonzentrationen an Wachstumshormon (GH) zur Konsequenz. Dies steht im Einklang mit der Rolle Somatostatins als hemmender Faktor der Wachstumshormon-Freisetzung, die in der Mutante aufgehoben ist. Durch die Somatostatin-Nullmaus wurde zudem deutlich: Somatostatin interagiert als wesentliches Bindeglied zwischen der Wachstums- und Streßachse. Permanent erhöhte Corticosteron-Werte in den Mutanten implizieren einen negativen tonischen Einfluß für die Sekretion von Glukocorticoiden in vivo. Damit zeigt die Knockout-Maus, daß Somatostatin normalerweise als ein entscheidendes inhibierendes Kontrollelement der Steroidfreisetzung fungiert. Verhaltensversuche offenbarten ein Defizit im motorischen Lernen. Somatostatin-Nullmäuse bleiben im Lernparadigma “Rotierender Stabtest” hinter ihren Artgenossen zurück ohne aber generell in Motorik oder Koordination eingeschränkt zu sein. Diese motorischen Lernvorgänge sind von einem funktionierenden Kleinhirn abhängig. Da Somatostatin und seine Rezeptoren kaum im adulten, wohl aber im sich entwickelnden Kleinhirn auftreten, belegt dieses Ergebnis die Funktion transient in der Entwicklung exprimierter Neuropeptide – eine lang bestehende, aber bislang experimentell nicht nachgewiesene Hypothese. Die Überprüfung weiterer physiologischer Parameter und Verhaltenskategorien unter Standard-Laborbedingunggen ergab keine sichtbaren Abweichungen im Vergleich zu Wildtyp-Mäusen. Damit steht nun ein Tiermodell zur weiterführenden Analyse für die Somatostatin-Forschung bereit: In endokrinologischen, elektrophysiologischen und verhaltens-biologischen Experimenten ist nun eine unmittelbare Korrelation selektiv mit dem Somatostatin-Peptid bzw. mit den Rezeptoren 3 und 4 aber auch in Kombination der Ausfallmutationen nach entsprechenden Kreuzungen möglich.

The effect of v-{\it mos\/} expression on the regulation of the {\it fos\/} promoter in 490N3T cells

The v-mos oncogene acquired by Moloney murine sarcoma viruses by recombination with the c-mos proto-oncogene encodes a 37kD cytoplasmic serine/threonine protein kinase which can phosphorylate tubulin and vimentin, as well as the cyclin B component of the maturation promotion factor complex (MPF). Our earliest experiments asked whether the v-mos protein could activate the transcription of transin. Since the transcription of transin was known to be mediated by both fos-dependent and fos-independent pathways, it seemed possible that the induction of transin transcription by v-mos might be mediated by p55$\sp{\rm c-}\sp{fos}$. Surprisingly, when we examined the effect of v-mos on the fos promoter, we observed a significant inhibition of transcription in 49ON3T cells, a subclone of N1H3T3 mouse fibroblasts.^ In this thesis we show that in mouse 49ON3T cells, transcription from the fos promoter is up to 10-fold repressed in the presence of v-mos. Moreover, in this cell line several other transforming constructs (v-ras, v-src, neu) also cause repression of the fos promoter. Interestingly, nontransforming oncogenes (e.g. myc) do not repress fos transcription. The repressive effect was lost in v-mos mutants lacking in ATP-binding or kinase domain, arguing that the effect on fos transcription was mediated by v-mos transforming kinase activity. As mos is a cytoplasmic protein, it was assumed that transcriptional repression was mediated by conversion of a transcriptional regulator to a repressor by mos-induced phosphorylation. As a first approximation of the identity of this factor, we mapped the position of the mos effect on the fos promoter using reporter (CAT) constructs. We found that repression was mediated by regions $-$221 to $-$106 and $-$122 to $-$65 relative to the fos transcriptional start site, both of which regions regulate baseline fos transcription. There are direct repeats containing E2F transcriptional activator/repressor recognition motifs in these regions which bind similar nuclear proteins independently of v-mos presence or absence. Our data show that the contribution of the direct repeat to baseline fos transcription is mediated by these E2F sites with perhaps some contribution from the overlapping retinoblastoma control element (RCE). We have shown that there is a separate DNA protein interaction in the direct repeat which is more pronounced in the presence of v-mos. The recognition site for this protein, which we speculate mediates the mos-induced downregulation of fos transcription, overlaps but is distinct from the E2F and RCE binding sites. (Abstract shortened by UMI.) ^