Science.gov

Sample records for 2-cl-phenol durch rhodopseudomonas

  1. Ferrochelatase of Rhodopseudomonas spheroides

    PubMed Central

    Jones, M. S.; Jones, O. T. G.

    1970-01-01

    Extracts of Rhodopseudomonas spheroides contain two ferrochelatases: one is soluble and forms metalloporphyrins from deuteroporphyrin and haematoporphyrin; the other is particulate and forms metalloporphyrins from protoporphyrin, mesoporphyrin, deuteroporphyrin and haematoporphyrin. Neither enzyme incorporates Mg2+ into porphyrins or Fe2+ into porphyrin cytochrome c. By using the particulate enzyme, plots of 1/v versus 1/s when one substrate was varied and the other kept constant showed that neither substrate affected the Km of the other. The suggested sequential mechanism for the reaction is supported by derivative plots of slopes and intercepts. The Km for deuteroporphyrin was 21.3μm and that for Co2+ was 6.13μm. The enzyme incorporated Co2+, Fe2+, Zn2+, Ni2+ and Mn2+; Cd2+ was not incorporated and was an inhibitor, competitive with respect to Co2+, non-competitive with respect to deuteroporphyrin. The Ki for Cd2+ was 0.73μm. Ferrochelatase was inhibited by protohaem, non-competitively with respect to Co2+ or with respect to deuteroporphyrin. Inhibition by magnesium protoporphyrin was non-competitive with respect to deuteroporphyrin, uncompetitive with respect to Co2+. The inhibitory concentrations of the metalloporphyrins are lower than those required for the inhibition of δ-aminolaevulate synthetase by protohaem. Fe2+ is not incorporated aerobically into porphyrins unless an electron donor, succinate or NADH, is supplied; the low aerobic rate of metalloporphyrin synthesis obtained is insensitive to rotenone and antimycin. The rate of Fe3+ incorporation increases as anaerobic conditions are achieved. PMID:5500305

  2. Nitrate reductase from Rhodopseudomonas sphaeroides.

    PubMed Central

    Kerber, N L; Cardenas, J

    1982-01-01

    The facultative phototroph Rhodopseudomonas sphaeroides DSM158 was incapable of either assimilating or dissimilating nitrate, although the organism could reduce it enzymatically to nitrite either anaerobically in the light or aerobically in the dark. Reduction of nitrate was mediated by a nitrate reductase bound to chromatophores that could be easily solubilized and functioned with chemically reduced viologens or photochemically reduced flavins as electron donors. The enzyme was solubilized, and some of its kinetic and molecular parameters were determined. It seemed to be nonadaptive, ammonia did not repress its synthesis, and its activity underwent a rapid decline when the cells entered the stationary growth phase. Studies with inhibitors and with metal antagonists indicated that molybdenum and possibly iron participate in the enzymatic reduction of nitrate. The conjectural significance of this nitrate reductase in phototrophic bacteria is discussed. PMID:6978883

  3. Sulfoacetate generated by Rhodopseudomonas palustris from taurine.

    PubMed

    Denger, Karin; Weinitschke, Sonja; Hollemeyer, Klaus; Cook, Alasdair M

    2004-10-01

    Genes thought to encode (a) the regulator of taurine catabolism under carbon-limiting or nitrogen-limiting conditions and (b) taurine dehydrogenase were found in the genome of Rhodopseudomonas palustris. The organism utilized taurine quantitatively as a sole source of nitrogen (but not of carbon) for aerobic and photoheterotrophic growth. No sulfate was released, and the C-sulfonate bond was recovered stoichiometrically as sulfoacetate, which was identified by mass spectrometry. An inducible sulfoacetaldehyde dehydrogenase was detected. R. palustris thus contains a pathway to generate a natural product that was previously believed to be formed solely from sulfoquinovose.

  4. Electricity generation by Rhodopseudomonas palustris DX-1.

    PubMed

    Xing, Defeng; Zuo, Yi; Cheng, Shaoan; Regan, John M; Logan, Bruce E

    2008-06-01

    Bacteria able to generate electricity in microbial fuel cells (MFCs) are of great interest, but there are few strains capable of high power production in these systems. Here we report that the phototrophic purple nonsulfur bacterium Rhodopseudomonas palustris DX-1, isolated from an MFC, produced electricity at higher power densities (2720 +/- 60 mW/m2) than mixed cultures in the same device. While Rhodopseudomonas species are known for their ability to generate hydrogen, they have not previously been shown to generate power in an MFC, and current was generated without the need for light or hydrogen production. Strain DX-1 utilizes a wide variety of substrates (volatile acids, yeast extract, and thiosulfate) for power production in different metabolic modes, making it highly useful for studying power generation in MFCs and generating power from a range of simple and complex sources of organic matter. These results demonstrate that a phototrophic purple nonsulfur bacterium can efficiently generate electricity by direct electron transfer in MFCs, providing another model microorganism for MFC investigations.

  5. Reductive Pentose Cycle and Formate Assimilation in Rhodopseudomonas palustris

    PubMed Central

    Stokes, Jean E.; Hoare, Derek S.

    1969-01-01

    Rhodopseudomonas palustris assimilated formate autotrophically as carbon dioxide and hydrogen arising from the activity of the formic hydrogenlyase system. Kinetic analyses of cell suspensions pulse-labeled with 14C-formate or 14C-bicarbonate showed similar distributions of incorporated radioactivity. In both cases phosphate esters were the first assimilation products. Ribulose diphosphate carboxylase, phosphoribose isomerase, and phosphoribulokinase, characteristic enzymes of the reductive pentose cycle, were present in extracts of cells grown on formate. PMID:5354954

  6. Biotransformation of Rutin Using Crude Enzyme from Rhodopseudomonas palustris.

    PubMed

    Guan, Chun-Jie; Ji, Yu-Jia; Hu, Jia-Lin; Hu, Chao-Nan; Yang, Fei; Yang, Guan-E

    2017-04-01

    Rhodopseudomonas palustris was selected for the ability to grow in diglycosylated flavonoids-based media, exhibited deglycosylation activity. The present study aimed to investigate the ability of a crude enzyme from Rhodopseudomonas palustris to transform rutin. Our results showed the crude enzyme was found to transform rutin to quercetin via isoquercitrin. The maximum enzyme activities were observed at pH 7.0, 25 °C, and rutin concentration of 1.0 mg mL(- 1). Under optimal conditions, 13.11 μM rutin was biotransformed into 6.86 μM isoquercitrin and 11.64 μM quercetin after 11 and 21 h, respectively. The study demonstrates an eco-friendly and potential economically viable 'green' conversion route to convert rutin to isoquercitrin and quercetin, which is of great interest, considering the therapeutic applications of isoquercitrin and quercetin. The specific biotransformation of rutin to isoquercitrin and quercetin, using the crude enzyme from Rhodopseudomonas palustris, may potentially serve as a new method for industrial production of isoquercitrin and quercetin.

  7. Inorganic nitrogen assimilation by the photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas capsulata.

    PubMed Central

    Johansson, B C; Gest, H

    1976-01-01

    The photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas capsulata lacks glutamate dehydrogenase and normally uses the glutamine synthetase/glutamate synthase sequence of reactions for assimilation of N2 and ammonia. The glutamine synthetase in cell-free extracts of the organism is completely sedimented by centrifugation at 140,000 X g for 2 h, is inhibited by L-alanine but not by adenosine 5'-monophosphate, and exhibits two apparent Km values for ammonia (ca. 13 muM and 1 mM). PMID:10281

  8. Triazine herbicide resistance in the photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas sphaeroides

    PubMed Central

    Brown, Alfred E.; Gilbert, Carl W.; Guy, Rachel; Arntzen, Charles J.

    1984-01-01

    The photoaffinity herbicide azidoatrazine (2-azido-4-ethylamino-6-isopropylamino-s-triazine) selectively labels the L subunit of the reaction center of the photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas sphaeroides. Herbicide-resistant mutants retain the L subunit and have altered binding properties for methylthio- and chloro-substituted triazines as well as altered equilibrium constants for electron transfer between primary and secondary electron acceptors. We suggest that a subtle alteration in the L subunit is responsible for herbicide resistance and that the L subunit is the functional analog of the 32-kDa QB protein of chloroplast membranes. Images PMID:16593520

  9. Acclimation strategy of Rhodopseudomonas palustris to high light irradiance.

    PubMed

    Muzziotti, Dayana; Adessi, Alessandra; Faraloni, Cecilia; Torzillo, Giuseppe; De Philippis, Roberto

    2017-04-01

    The ability of Rhodopseudomonas palustris cells to rapidly acclimate to high light irradiance is an essential issue when cells are grown under sunlight. The aim of this study was to investigate the photo-acclimation process in Rhodopseudomonas palustris 42OL under different culturing conditions: (i) anaerobic (AnG), (ii) aerobic (AG), and (iii) under H2-producing (HP) conditions both at low (LL) and high light (HL) irradiances. The results obtained clearly showed that the photosynthetic unit was significantly affected by the light irradiance at which Rp. palustris 42OL was grown. The synthesis of carotenoids was affected by both illumination and culturing conditions. At LL, lycopene was the main carotenoid synthetized under all conditions tested, while at HL under HP conditions, it resulted the predominant carotenoid. Oppositely, under AnG and AG at HL, rhodovibrin was the major carotenoid detected. The increase in light intensity produced a deeper variation in light-harvesting complexes (LHC) ratio. These findings are important for understanding the ecological distribution of PNSB in natural environments, mostly characterized by high light intensities, and for its growth outdoors.

  10. Metabolic engineering of Rhodopseudomonas palustris for squalene production.

    PubMed

    Xu, Wen; Chai, Changbin; Shao, Lingqiao; Yao, Jia; Wang, Yang

    2016-05-01

    Squalene is a strong antioxidant used extensively in the food, cosmetic and medicine industries. Rhodopseudomonas palustris TIE-1 was used as the host because of its ability to grow photosynthetically using solar energy and carbon dioxide from atmosphere. The deletion of the shc gene resulted in a squalene production of 3.8 mg/g DCW, which was 27-times higher than that in the wild type strain. For constructing a substrate channel to elevate the conversion efficiency, we tried to fuse crtE gene with hpnD gene. By fusing the two genes, squalene content was increased to 12.6 mg/g DCW, which was 27.4 % higher than that resulted from the co-expression method. At last, the titer of squalene reached 15.8 mg/g DCW by co-expressing the dxs gene, corresponding to 112-fold increase relative to that for wild-type strain. This study provided novel strategies for improving squalene yield and demonstrated the potential of producing squalene by Rhodopseudomonas palustris.

  11. Final report: 'Rhodopseudomonas palustris' genome workshop to be held in Spring of 2001

    SciTech Connect

    Harwood, Caroline S.

    2002-06-05

    The ''Rhodopseudomonas palustris'' genome workshop took place in Iowa City on April 6-8, 2001. The purpose of the meeting was to instruct members of the annotation working group in approaches to accomplishing the 'human' phase of the 'R. palustris' genome annotation. A partial draft of a paper describing the 'Rhodopseudomonas palustris' genome has been written and a full version of the paper should be ready for submission by the end of the summer 2002.

  12. Essential Genome of the Metabolically Versatile Alphaproteobacterium Rhodopseudomonas palustris

    PubMed Central

    Pechter, Kieran B.; Gallagher, Larry; Pyles, Harley; Manoil, Colin S.

    2015-01-01

    ABSTRACT Rhodopseudomonas palustris is an alphaproteobacterium that has served as a model organism for studies of photophosphorylation, regulation of nitrogen fixation, production of hydrogen as a biofuel, and anaerobic degradation of aromatic compounds. This bacterium is able to transition between anaerobic photoautotrophic growth, anaerobic photoheterotrophic growth, and aerobic heterotrophic growth. As a starting point to explore the genetic basis for the metabolic versatility of R. palustris, we used transposon mutagenesis and Tn-seq to identify 552 genes as essential for viability in cells growing aerobically on semirich medium. Of these, 323 have essential gene homologs in the alphaproteobacterium Caulobacter crescentus, and 187 have essential gene homologs in Escherichia coli. There were 24 R. palustris genes that were essential for viability under aerobic growth conditions that have low sequence identity but are likely to be functionally homologous to essential E. coli genes. As expected, certain functional categories of essential genes were highly conserved among the three organisms, including translation, ribosome structure and biogenesis, secretion, and lipid metabolism. R. palustris cells divide by budding in which a sessile cell gives rise to a motile swarmer cell. Conserved cell cycle genes required for this developmental process were essential in both C. crescentus and R. palustris. Our results suggest that despite vast differences in lifestyles, members of the alphaproteobacteria have a common set of essential genes that is specific to this group and distinct from that of gammaproteobacteria like E. coli. IMPORTANCE Essential genes in bacteria and other organisms are those absolutely required for viability. Rhodopseudomonas palustris has served as a model organism for studies of anaerobic aromatic compound degradation, hydrogen gas production, nitrogen fixation, and photosynthesis. We used the technique of Tn-seq to determine the essential genes of

  13. Mechanism of nitrogenase switch-off by oxygen. [Klebsiella pneumoniae; Rhodopseudomonas sphaeroides f. sp. denitrificans; Rhodopseudomonas capsulate

    SciTech Connect

    Goldberg, I.; Nadler, V.; Hochman, A.

    1987-02-01

    Oxygen caused a reversible inhibition (switch-off) of nitrogenase activity in whole cells of four strains of diazotrophs, the facultative anaerobe Klebsiella pneumoniae and three strains of photosynthetic bacteria (Rhodopseudomonas sphaeroides f. sp. denitrificans and Rhodopseudomonas capsulata strians AD2 and BK5). In K. pneumoniae 50% inhibition of acetylene reduction was attained at an O/sub 2/ concentration of 0.37 ..mu..M. Cyanide (90 ..mu..M), which did not affect acetylene reduction but inhibited whole-cell respiration by 60 to 70%, shifted the O/sub 2/ concentration that caused 50% inhibition of nitrogenase activity to 2.9 ..mu..M. A mutant strain of K. pneumoniae, strain AH11, has a respiration rate that is 65 to 75% higher than that of the wild type, but is nitrogenase activity is similar to wild-type activity. Acetylene reduction by whole cells of this mutant was inhibited 50% by 0.20 ..mu..M O/sub 2/. Inhibition by CN/sup -/ of 40 to 50% of the O/sub 2/ uptake in the mutant shifted the O/sub 2/ concentration that caused 50% inhibition of nitrogenase to 1.58 ..mu..M. Thus, when the respiration rates were lower, higher oxygen concentrations were required to inhibit nitrogenase. Reversible inhibition of nitrogenase activity in vivo was caused under anaerobic conditions by other electron acceptors. Addition of 2 mM sulfite to cell suspensions of R. capsulata B10 and R. sphaeroides inhibited nitrogenase activity. Nitrite also inhibited acetylene reduction in whole cells of the photodenitrifier R. sphaeroides but not in R. capsulata B10, which is not capable of enzymatic reduction of NO/sub 2//sup -/. Lower concentrations of NO/sub 2//sup -/ were required to inhibit the activity in NO/sub 3//sup -/-grown cells, which have higher activities of nitrite reductase.

  14. Erweiterung modellbasierter Segmentierung durch lokale Deformationskriterien

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Erdt, Marius; Tulchiner, Roman; Sakas, Georgios

    Modellbasierte Ansätze sind heutzutage Stand der Technik zur automatischen Organsegmentierung in medizinischen Bilddatensätzen. In dieser Arbeit wird ein Verfahren vorgestellt, welches die modellbasierte Segmentierung durch lokale Deformationskriterien erweitert, um eine bessere lokale Anpassung der Oberflächenmodelle an Bildstrukturen sowohl hoher als auch niedriger Frequenz zu erreichen. Die beschriebene Methode wird anhand von Computer-Tomographie Datensätzen der Niere beschrieben und evaluiert.

  15. Physiology of dark fermentative growth of Rhodopseudomonas capsulata

    SciTech Connect

    Madigan, M.T.; Cox, J.C.; Gest, H.

    1980-06-01

    The photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas capsulata can grow under anaerobic conditions with light as the energy source or, alternatively, in darkness with D-fructose or certain other sugars as the sole source of carbon and energy. Growth in the latter mode requires an ''accessory oxidant'' such as trimethylamine-N-oxide, and the resulting cells contain the photosynthetic pigments characteristic of R. capsulata (associated with intracytoplasmic membranes) and substantial deposits of poly-beta-hydroxybutyrate. In dark anaerobic batch cultures in fructose plus trimethylamine-N-oxide medium, trimethylamine formatin parallels growth, and typical fermentation products accumulate, namely, CO2 and formic, acetic, and lactic acids. These products are also found in dark anaerobic continuous cultures of R. capsulata; acetic acid and CO2 predominate when fructose is limiting, whereas formic and lactic acids are observed at elevated concentrations when trimethylamine-N-oxide is the limiting nutrient. Evidence is presented to support the conclusions that ATP generation during anaerobic dark growth of R. capsulata on fructose plus trimethylamine-N-oxide occurs by substrate level phosphorylations associated with classical glycolysis and pyruvate dissimilation, and that the required accessory oxidant functions as an electron sink to permit the management of fermentative redox balance, rather than as a terminal electron acceptor necessary for electron transport-driven phosphorylation.

  16. Biogeography of the purple nonsulfur bacterium Rhodopseudomonas palustris.

    PubMed

    Oda, Yasuhiro; Star, Bastiaan; Huisman, Louis A; Gottschal, Jan C; Forney, Larry J

    2003-09-01

    The biogeography of the purple nonsulfur bacterium Rhodopseudomonas palustris on a local scale was investigated. Thirty clones of phototrophic bacteria were isolated from each of five unevenly spaced sampling locations in freshwater marsh sediments along a linear 10-m transect, and a total of 150 clones were characterized by BOX-PCR genomic DNA fingerprinting. Cluster analysis of 150 genomic fingerprints yielded 26 distinct genotypes, and 106 clones constituted four major genotypes that were repeatedly isolated. Representatives of these four major genotypes were tentatively identified as R. palustris based on phylogentic analyses of 16S rRNA gene sequences. The differences in the genomic fingerprint patterns among the four major genotypes were accompanied by differences in phenotypic characteristics. These phenotypic differences included differences in the kinetics of carbon source use, suggesting that there may be functional differences with possible ecological significance among these clonal linages. Morisita-Horn similarity coefficients (C(MH)), which were used to compare the numbers of common genotypes found at pairs of sampling locations, showed that there was substantial similarity between locations that were 1 cm apart (C(MH), >/=0.95) but there was almost no similarity between locations that were >/=9 m apart (C(MH),

  17. Enhancement of growth and yield of tomato by Rhodopseudomonas sp. under greenhouse conditions.

    PubMed

    Lee, Kang-Hyeong; Koh, Rae-Hyun; Song, Hong-Gyu

    2008-12-01

    A greenhouse test was carried out to examine the effects on tomato growth of application of purple non-sulfur bacterium Rhodopseudomonas sp. which had enhanced germination and growth of tomato seed under axenic conditions. The shoot length of tomato plant inoculated by Rhodopseudomonas sp. KL9 increased by 34.6% compared to that of control in 8 weeks of cultivation. During the same period, this strain increased 120.6 and 78.6% of dry weight of shoot and root of tomato plants, respectively. The formation ratio of tomato fruit from flower was also raised by inoculation of KL9. In addition, Rhodopseudomonas sp. KL9 treatment enhanced the fresh weight and lycopene content in the harvested tomato fruits by 98.3 and 48.3%, respectively compared to those of the uninoculated control. When the effect on the indigenous bacterial community and fate of the inoculated Rhodopseudomonas sp. KL9 were monitored by denaturing gradient gel electrophoresis analysis, its application did not affect the native bacterial community in tomato rhizosphere soil, but should be repeated to maintain its population size. This bacterial capability may be applied as an environment-friendly biofertilizer to cultivation of high quality tomato and other crops including lycopene-containing vegetables and fruits.

  18. Development of a gene cloning system for the hydrogen-producing marine photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas sp

    SciTech Connect

    Matsunaga, T.; Matsunaga, N.; Tsubaki, K.; Tanaka, T.

    1986-10-01

    Seventy-six strains of marine photosynthetic bacteria were analyzed by agarose gel electrophoresis for plasmid DNA content. Among these strains, 12 carried two to four different plasmids with sizes ranging from 3.1 to 11.0 megadaltons. The marine photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas sp. NKPB002106 had two plasmids, pRD06S and pRD06L. The smaller plasmid, pRD06S, had a molecular weight of 3.8 megadaltons and was cut at a single site by restriction endonucleases SalI, SmaI, PstI, XhoI, and BglII. Moreover, the marine photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas sp. NKPB002106 containing plasmid pRD06 had a satisfactory growth rate (doubling time, 7.5 h), a hydrogen-producing rate of 0.96 ..mu..mol/mg (dry weight) of cells per h, and nitrogen fixation capability. Plasmid pRD06S, however, had neither drug resistance nor heavy-metal resistance, and its copy number was less than 10. Therefore, a recombinant plasmid consisting of pRD06S and Escherichia coli cloning vector pUC13 was constructed and cloned in E. coli. The recombinant plasmid was transformed into Rhodopseudomonas sp. NKPB002106. As a result, Rhodopseudomonas sp. NKPB002106 developed ampicillin resistance. Thus, a shuttle vector for gene transfer was constructed for marine photosynthetic bacteria.

  19. Draft genome sequence and overview of the purple non sulfur bacterium Rhodopseudomonas palustris 42OL.

    PubMed

    Adessi, Alessandra; Spini, Giulia; Presta, Luana; Mengoni, Alessio; Viti, Carlo; Giovannetti, Luciana; Fani, Renato; De Philippis, Roberto

    2016-01-01

    Rhodopseudomonas palustris strain 42OL was isolated in 1973 from a sugar refinery waste treatment pond. The strain has been prevalently used for hydrogen production processes using a wide variety of waste-derived substrates, and cultured both indoors and outdoors, either freely suspended or immobilized. R. palustris 42OL was suitable for many other applications and capable of growing in very different culturing conditions, revealing a wide metabolic versatility. The analysis of the genome sequence allowed to identify the metabolic pathways for hydrogen and poly-β-hydroxy-butyrate production, and confirmed the ability of using a wide range of organic acids as substrates.

  20. Augmentation of H2 photoproduction in Rhodopseudomonas palustris by N-heterocyclic aromatic compounds.

    PubMed

    Archana, A; Sasikala, Ch; Ramana, Ch V

    2003-01-01

    Increases of 23- (5.6 mmol acetylene reduced mg dry wt(-1)) and 16- (4 mmol acetylene reduced mg dry wt(-1)) fold in nitrogenase activity and 12- (671 microl H2 mg dry wt(-1) h(-1)) and 6- (349 microl mg dry wt(-1) h(-1)) fold in H2 photoproduction in Rhodopseudomonas palustris JA1 over 24 h were achieved with pyrazine 2-carboxylate (3 mM) and 3-picoline (3 mM), respectively, and were higher than earlier reports of enhancement (1.5 to 5-fold) in biological H2 production using various alternative methods.

  1. Isoprenoid hydrocarbons produced by thermal alteration of Nostoc muscorum and Rhodopseudomonas spheroides

    NASA Technical Reports Server (NTRS)

    Philp, R. P.; Brown, S.; Calvin, M.

    1978-01-01

    The potential of algae and photosynthetic bacteria to serve as precursors of kerogen was studied to determine what factors affect the relative rates of formation of precursor hydrocarbons. Cells of Nostoc muscorum and Rhodopseudomonas spheroides were subjected to thermal alteration (by heating samples in glass tubes sealed under nitrogen) for two, four, and twelve weeks. Both unextracted and extracted cells in the absence and presence of montmorillonite were investigated, and the isoprenoid hydrocarbons produced in these experiments were determined. Phytane and five isomeric phytenes were the main hydrocarbons observed; their relative rates of formation in the different experimental conditions are described. No phytadienes, pristane, or pristenes were detected.

  2. Hydrogen production by photoreactive nanoporous latex coatings of nongrowing Rhodopseudomonas palustris CGA009.

    PubMed

    Gosse, Jimmy L; Engel, Brian J; Rey, Federico E; Harwood, Caroline S; Scriven, L E; Flickinger, Michael C

    2007-01-01

    Nonuniform light distribution is a fundamental limitation to biological hydrogen production by phototrophic bacteria. Numerous light distribution designs and culture conditions have been developed to reduce self-shading and nonuniform reactivity within bioreactors. In this study, highly concentrated (2.0 x 108 CFU/muL formulation) nongrowing Rhodopseudomonas palustris CGA009 were immobilized in thin, nanoporous, latex coatings. The coatings were used to study hydrogen production in an argon atmosphere as a function of coating composition, thickness, and light intensity. These coatings can be generated aerobically or anaerobically and are more reactive than an equivalent number of suspended or settled cells. Rhodopseudomonas palustris latex coatings remained active after hydrated storage for greater than 3 months in the dark and over 1 year when stored at -80 degrees C. The initial hydrogen production rate of the microphotobioreactors containing 6.25 cm2, 58.4 mum thick Rps. palustris latex coatings illuminated by 34.1 PAR mumol photons m-2 s-1 was 6.3 mmol H2 m-2 h-1 and had a final yield of 0.55 mol H2 m-2 in 120 h. A dispersible latex blend has been developed for direct comparison of the specific activity of settled, suspended, and immobilized Rps. palustris.

  3. Evolution of low-light adapted peripheral light-harvesting complexes in strains of Rhodopseudomonas palustris.

    PubMed

    Kotecha, Abhay; Georgiou, Theonie; Papiz, Miroslav Z

    2013-03-01

    Purple bacteria have peripheral light-harvesting (PLH) complexes adapted to high-light (LH2) and low-light (LH3, LH4) growth conditions. The latter two have only been fully characterised in Rhodopseudomonas acidophila 7050 and Rhodopseudomonas palustris CGA009, respectively. It is known that LH4 complexes are expressed under the control of two light sensing bacteriophytochromes (BphPs). Recent genomic sequencing of a number of Rps. palustris strains has provided extensive information on PLH genes. We show that both LH3 and LH4 complexes are present in Rps. palustris and have evolved in the same operon controlled by the two adjacent BphPs. Two rare marker genes indicate that a gene cluster CL2, containing LH2 genes and the BphP RpBphP4, was internally transferred within the genome to form a new operon CL1. In CL1, RpBphP4 underwent gene duplication to RpBphP2 and RpBphP3, which evolved to sense light intensity rather than spectral red/far-red intensity ratio. We show that a second LH2 complex was acquired in CL1 belonging to a different PLH clade and these two PLH complexes co-evolved together into LH3 or LH4 complexes. The near-infrared spectra provide additional support for our conclusions on the evolution of PLH complexes based on genomic data.

  4. Overproduction of nitrogenase by nitrogen-limited cultures of Rhodopseudomonas palustris.

    PubMed Central

    Arp, D J; Zumft, W G

    1983-01-01

    Rhodopseudomonas palustris cells grown on limiting nitrogen produced four- to eightfold higher nitrogenase specific activity relative to cells sparged with N2. The high activity of N-limited cells was the result of overproduction of the nitrogenase proteins. This was shown by four independent techniques: (i) titration of the Mo-Fe protein in cell-free extracts with Fe protein from Azotobacter vinelandii; (ii) direct detection of the subunits of Mo-Fe protein by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis; (iii) monitoring of the electron paramagnetic resonance spectrum of Mo-Fe protein in whole cells; and (iv) immunological assay of the Fe protein level with an antiserum against the homologous protein of Rhodospirillum rubrum. The derepressed level of nitrogenase found in N2-grown cells was not due to an increased turnover of nitrogenase. The apparent half-lives of nitrogenase in N2-grown and N-limited cells were 58 and 98 h, respectively, but were too long to account for the difference in enzyme level. Half-lives were determined by measuring nitrogenase after repression of de novo synthesis by ammonia and subsequent release of nitrogenase switch-off by methionine sulfoximine. Observations were extended to R. rubrum, Rhodopseudomonas capsulata, and Rhodomicrobium vannielii and indicated that overproduction of nitrogenase under nitrogen limitation is not an exceptional property of R. palustris, but rather a general property of phototrophic bacteria. Images PMID:6402491

  5. Arsenic-Redox Transformation and Plant Growth Promotion by Purple Nonsulfur Bacteria Rhodopseudomonas palustris CS2 and Rhodopseudomonas faecalis SS5

    PubMed Central

    Batool, Kanza; tuz Zahra, Fatima

    2017-01-01

    Arsenic (As) is a well-known toxic metalloid found naturally and released by different industries, especially in developing countries. Purple nonsulfur bacteria (PNSB) are known for wastewater treatment and plant growth promoting abilities. As-resistant PNSB were isolated from a fish pond. Based on As-resistance and plant growth promoting attributes, 2 isolates CS2 and SS5 were selected and identified as Rhodopseudomonas palustris and Rhodopseudomonas faecalis, respectively, through 16S rRNA gene sequencing. Maximum As(V) resistance shown by R. faecalis SS5 and R. palustris CS2 was up to 150 and 100 mM, respectively. R. palustris CS2 showed highest As(V) reduction up to 62.9% (6.29 ± 0.24 mM), while R. faecalis SS5 showed maximum As(III) oxidation up to 96% (4.8 ± 0.32 mM), respectively. Highest auxin production was observed by R. palustris CS2 and R. faecalis SS, up to 77.18 ± 3.7 and 76.67 ± 2.8 μg mL−1, respectively. Effects of these PNSB were tested on the growth of Vigna mungo plants. A statistically significant increase in growth was observed in plants inoculated with isolates compared to uninoculated plants, both in presence and in absence of As. R. palustris CS2 treated plants showed 17% (28.1 ± 0.87 cm) increase in shoot length and 21.7% (7.07 ± 0.42 cm) increase in root length, whereas R. faecalis SS5 treated plants showed 12.8% (27.09 ± 0.81 cm) increase in shoot length and 18.8% (6.9 ± 0.34 cm) increase in root length as compared to the control plants. In presence of As, R. palustris CS2 increased shoot length up to 26.3% (21.0 ± 1.1 cm), while root length increased up to 31.3% (5.3 ± 0.4 cm), whereas R. faecalis SS5 inoculated plants showed 25% (20.7 ± 1.4 cm) increase in shoot length and 33.3% (5.4 ± 0.65 cm) increase in root length as compared to the control plants. Bacteria with such diverse abilities could be ideal for plant growth promotion in As-contaminated sites. PMID:28386559

  6. Biohydrogen production from CO-rich syngas via a locally isolated Rhodopseudomonas palustris PT.

    PubMed

    Pakpour, Fatemeh; Najafpour, Ghasem; Tabatabaei, Meisam; Tohidfar, Masoud; Younesi, Habiboallah

    2014-05-01

    Biohydrogen production through water–gas shift (WGS) reaction by a biocatalyst was conducted in batch fermentation. The isolated photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas palustris PT was able to utilize carbon monoxide and simultaneously produce hydrogen. Light exposure was provided as an indispensable requirement for the first stage of bacterial growth, but throughout the hydrogen production stage, the energy requirement was met through the WGS reaction. At ambient pressure and temperature, the effect of various sodium acetate concentrations in presence of CO-rich syngas on cell growth, carbon monoxide consumption, and biohydrogen production was also investigated. Maximal efficiency of hydrogen production in response to carbon monoxide consumption was recorded at 86 % and the highest concentration of hydrogen at 33.5 mmol/l was achieved with sodium acetate concentration of 1.5 g/l. The obtained results proved that the local isolate; R. palustris PT, was able to utilize CO-rich syngas and generate biohydrogen via WGS reaction.

  7. Uranium interaction with two multi-resistant environmental bacteria: Cupriavidus metallidurans CH34 and Rhodopseudomonas palustris.

    PubMed

    Llorens, Isabelle; Untereiner, Guillaume; Jaillard, Danielle; Gouget, Barbara; Chapon, Virginie; Carriere, Marie

    2012-01-01

    Depending on speciation, U environmental contamination may be spread through the environment or inversely restrained to a limited area. Induction of U precipitation via biogenic or non-biogenic processes would reduce the dissemination of U contamination. To this aim U oxidation/reduction processes triggered by bacteria are presently intensively studied. Using X-ray absorption analysis, we describe in the present article the ability of Cupriavidus metallidurans CH34 and Rhodopseudomonas palustris, highly resistant to a variety of metals and metalloids or to organic pollutants, to withstand high concentrations of U and to immobilize it either through biosorption or through reduction to non-uraninite U(IV)-phosphate or U(IV)-carboxylate compounds. These bacterial strains are thus good candidates for U bioremediation strategies, particularly in the context of multi-pollutant or mixed-waste contaminations.

  8. Uranium Interaction with Two Multi-Resistant Environmental Bacteria: Cupriavidus metallidurans CH34 and Rhodopseudomonas palustris

    PubMed Central

    Llorens, Isabelle; Untereiner, Guillaume; Jaillard, Danielle; Gouget, Barbara; Chapon, Virginie; Carriere, Marie

    2012-01-01

    Depending on speciation, U environmental contamination may be spread through the environment or inversely restrained to a limited area. Induction of U precipitation via biogenic or non-biogenic processes would reduce the dissemination of U contamination. To this aim U oxidation/reduction processes triggered by bacteria are presently intensively studied. Using X-ray absorption analysis, we describe in the present article the ability of Cupriavidus metallidurans CH34 and Rhodopseudomonas palustris, highly resistant to a variety of metals and metalloids or to organic pollutants, to withstand high concentrations of U and to immobilize it either through biosorption or through reduction to non-uraninite U(IV)-phosphate or U(IV)-carboxylate compounds. These bacterial strains are thus good candidates for U bioremediation strategies, particularly in the context of multi-pollutant or mixed-waste contaminations. PMID:23251623

  9. Light-enhanced bioaccumulation of molybdenum by nitrogen-deprived recombinant anoxygenic photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas palustris.

    PubMed

    Naito, Taki; Sachuronggui; Ueki, Masayoshi; Maeda, Isamu

    2016-01-01

    As molybdenum (Mo) is an indispensable metal for plant nitrogen metabolisms, accumulation of dissolved Mo into bacterial cells may connect to the development of bacterial fertilizers that promote plant growth. In order to enhance Mo bioaccumulation, nitrogen removal and light illumination were examined in anoxygenic photosynthetic bacteria (APB) because APB possess Mo nitrogenase whose synthesis is strictly regulated by ammonium ion concentration. In addition, an APB, Rhodopseudomonas palustris, transformed with a gene encoding Mo-responsive transcriptional regulator ModE was constructed. Mo content was most markedly enhanced by the removal of ammonium ion from medium and light illumination while their effects on other metal contents were limited. Increases in contents of trace metals including Mo by the genetic modification were observed. Thus, these results demonstrated an effective way to enrich Mo in the bacterial cells by the culture conditions and genetic modification.

  10. Geometry for the Primary Electron Donor and the Bacteriopheophytin Acceptor in Rhodopseudomonas viridis Photosynthetic Reaction Centers

    PubMed Central

    Tiede, D. M.; Choquet, Y.; Breton, J.

    1985-01-01

    The tetrapyrrole electron donors and acceptors (bacteriochlorophyll, BCh; bacteriopheophytin, BPh) within the bacterial photosynthetic reaction center (RC) are arranged with a specific geometry that permits rapid (picosecond time scale) electron tunneling to occur between them. Here we have measured the angle between the molecular planes of the bacteriochlorophyll dimer (primary donor), B2, and the acceptor bacteriopheophytin, H, by analyzing the dichroism of the absorption change associated with H reduction, formed by photoselection with RCs of Rhodopseudomonas viridis. This angle between molecular planes is found to be 60° ± 2. This means that the ultrafast electron tunneling must occur between donors and acceptors that are fixed by the protein to have a noncoplanar alignment. Nearly perpendicular alignments have been determined for other electron tunneling complexes involving RCs. These geometries can be contrasted with models proposed for heme-heme electron transfer complexes, which have emphasized that mutually parallel orientations should permit the most kinetically facile transfers. PMID:19431588

  11. Photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas palustris GJ-22 induces systemic resistance against viruses.

    PubMed

    Su, Pin; Tan, Xinqiu; Li, Chenggang; Zhang, Deyong; Cheng, Ju'e; Zhang, Songbai; Zhou, Xuguo; Yan, Qingpin; Peng, Jing; Zhang, Zhuo; Liu, Yong; Lu, Xiangyang

    2017-03-14

    Photosynthetic bacteria (PSB) have been extensively used in agriculture to promote plant growth and to improve crop quality. Their potential application in plant disease management, however, is largely overlooked. In this study, the PSB strain Rhodopseudomonas palustris GJ-22 was investigated for its ability to induce resistance against a plant virus while promoting plant growth. In the field, a foliar spray of GJ-22 suspension protected tobacco plants against tobacco mosaic virus (TMV). Under axenic conditions, GJ-22 colonized the plant phyllosphere and induced resistance against TMV. Additionally, GJ-22 produced two phytohormones, indole-3-acetic acid and 5-aminolevulinic acid, which promote growth and germination in tobacco. Furthermore, GJ-22-inoculated plants elevated their immune response under subsequent TMV infection. This research may give rise to a novel biological agent with a dual function in disease management while promoting plant growth.

  12. The metabolism of aromatic compounds by Rhodopseudomonas palustris. A new, reductive, method of aromatic ring metabolism

    PubMed Central

    Dutton, P. L.; Evans, W. C.

    1969-01-01

    1. Rhodopseudomonas palustris grows both aerobically and photosynthetically on aromatic acids. p-Hydroxybenzoate and protocatechuate are able to support aerobic growth; these compounds are metabolized by the protocatechuate 4,5-oxygenase pathway. 2. The photoassimilation of benzoate and hydroxybenzoates and the effects of air and darkness on the photoassimilation of benzoate are described. 3. Evidence in conflict with the pathway previously proposed for the photometabolism of benzoate is discussed. 4. The photometabolism of benzoate is accomplished by a novel reductive pathway involving its reduction to cyclohex-1-ene-1-carboxylate, followed by hydration to 2-hydroxycyclohexanecarboxylate and after dehydrogenation to 2-oxocyclohexanecarboxylate further hydration results in ring-fission and the production of pimelate. 5. Attempts were made to prepare cell-free extracts capable of dissimilating benzoate. PMID:5807211

  13. Complete genome sequence of the metabolically versatile photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas palustris

    SciTech Connect

    Larimer, Frank W; Chain, Patrick S. G.; Hauser, Loren John; Lamerdin, Jane; Malfatti, Stephanie; Do, Long; Land, Miriam L; Pelletier, Dale A; Beatty, Thomas; Lang, Andrew S.; Tabita, F Robert; Gibson, Janet L.; Hanson, Thomas E.; Bobst, Cedric; Torres y Torres, Janelle L.; Peres, Caroline; Harrison, Faith H.; Gibson, Jane; Harwood, Caroline S

    2004-01-01

    Rhodopseudomonas palustris is among the most metabolically versatile bacteria known. It uses light, inorganic compounds, or organic compounds, for energy. It acquires carbon from many types of green plant-derived compounds or by carbon dioxide fixation, and it fixes nitrogen. Here we describe the genome sequence of R. palustris, which consists of a 5,459,213-base-pair (bp) circular chromosome with 4,836 predicted genes and a plasmid of 8,427 bp. The sequence reveals genes that confer a remarkably large number of options within a given type of metabolism, including three nitrogenases, five benzene ring cleavage pathways and four light harvesting 2 systems. R. palustris encodes 63 signal transduction histidine kinases and 79 response regulator receiver domains. Almost 15% of the genome is devoted to transport. This genome sequence is a starting point to use R. palustris as a model to explore how organisms integrate metabolic modules in response to environmental perturbations.

  14. Regulation of nitrogenase in the photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas capsulata as studied by two-dimensional gel electrophoresis.

    PubMed Central

    Hallenbeck, P C; Meyer, C M; Vignais, P M

    1982-01-01

    By using two-dimensional electrophoresis, five putative soluble nif gene products were identified, and the regulation of nif gene expression in Rhodopseudomonas capsulata was investigated. Expression of nif was repressed by ammonia and atmospheric concentrations of oxygen. Deprivation of molybdenum caused an interesting pattern of partial repression of nif gene expression that was not relieved by tungsten. These results are discussed in relation to the better understood system of nif regulation in Klebsiella pneumoniae. Images PMID:6955301

  15. Tn5. 7 construction and physical mapping of pRPS404 containing photosynthetic genes from Rhodopseudomonas capsulata

    SciTech Connect

    Zsebo, K.M.; Wu, F.; Hearst J.E.

    1984-01-01

    A transposon, Tn5.7, has been constructed incorporating the transposition functions of Tn5 and the antibiotic-resistance factors from Tn7. It was used to mutagenize the plasmid pRPS404 which contains the photosynthetic genes of Rhodopseudomonas capsulata and is Kanamycin. In conjunction with the mutagenesis, physical mapping of the restriction endonuclease recognition sites for XhoI. Bg/II, KnpI, and SstI has been accomplished. 13 references, 2 figures.

  16. Construction of a genetically engineered microorganism for CO2 fixation using a Rhodopseudomonas/Escherichia coli shuttle vector.

    PubMed

    Du, Cuihong; Zhou, Jiti; Wang, Jing; Yan, Bin; Lu, Hong; Hou, Hongman

    2003-08-08

    The CO2 fixation ability of Rhodopseudomonas palustris DH was enhanced by introducing the recombinant plasmid pMG-CBBM containing the form II ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RubisCO) gene (cbbM) isolated from Rps. palustris NO. 7. Sequencing of a 3.0-kb PstI fragment containing the cbbM gene revealed an open reading frame encoding 461 amino acids, homologous to known cbbM genes, with a ribosome binding site upstream of cbbM and a terminator downstream of cbbM, without promoter. pMG-CBBM, a Rhodopseudomonas/Escherichia coli shuttle expression plasmid, was derived from the Rhodopseudomonas/E. coli shuttle cloning vector pMG105, by inserting the promoter of the pckA gene and the cbbM gene into its multiple cloning site. Plasmid pMG-CBBM was transformed into Rps. palustris DH by electroporation, and was stably maintained when transformants were grown either photoheterotrophically or photolithoautotrophically in the absence of antibiotics. This is the first report of an expression plasmid containing a Rps. palustris-specific promoter that allows stable expression of a foreign gene in the absence of antibiotic selection.

  17. Growth performance and meat quality of broiler chickens supplemented with Rhodopseudomonas palustris in drinking water.

    PubMed

    Xu, Q Q; Yan, H; Liu, X L; Lv, L; Yin, C H; Wang, P

    2014-01-01

    1. The effect of the bacterium, Rhodopseudomonas palustris, on the growth performance and meat quality of broiler chickens was investigated. 2. A total of 900-d-old Arbor Acres broilers were allocated to three experimental treatments for 6 weeks. Chicks were administered with R. palustris in drinking water as follows: (i) control group without R. palustris; (ii) treatment 1 (R1) with R. palustris of 8 × 10(9) cells per chick per day in drinking water; (iii) treatment 2 (R2) with R. palustris of 1.6 × 10(10) cells per chick per day in drinking water. 3. The results showed that, compared with that of control, both groups of R. palustris treatment increased daily weight gain and improved feed conversion ratio of broiler chickens significantly during the whole growing period of 6 weeks. 4. Both total and glutamic acid contents of chicken breast fillet in R. palustris treatment R2 were higher, while the fat content was lower, than those of the control group. Furthermore, R. palustris treatments also improved sensory attributes of chicken breast fillet. 5. As a probiotic providing rich nutrients and biological active substances, R. palustris administration in drinking water displayed a growth promoting effect and improved meat quality of broiler chickens.

  18. Physiology and Mechanism of Phototrophic Fe(II) Oxidation by Rhodopseudomonas palustris TIE-1

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Jiao, Y.; Newman, D.

    2007-12-01

    Phototrophic Fe(II)-oxidizing bacteria use electrons from ferrous iron [Fe(II)] and energy from light to drive reductive CO2 fixation. This metabolism is thought to be ancient in origin, and plays an important role in environmental iron cycling. It has been implicated in the deposition of Banded Iron Formations, a class of ancient sedimentary iron deposits. Consistent with this hypothesis, we discovered that hydrogen gas, a thermodynamically favorable electron donor to Fe(II), in an Archean atmosphere would not have inhibited phototrophic Fe(II) oxidation. To understand this physiology and the connection to BIF formation at the molecular level, the mechanisms of phototrophic Fe(II) oxidation were examined in a model organism Rhodopseudomonas palustris TIE-1. Increased expression of a putative decaheme c-type cytochrome, encoded by pioA, was observed when cells were grown under Fe(II)-oxidizing conditions. Two genes located immediately downstream of pioA in the same operon, pioB and pioC, encode a putative outer membrane beta-barrel protein and a putative high potential iron-sulfur protein, respectively. Deletion studies demonstrated that all three genes are involved in phototrophic Fe(II) oxidation. This study provides our first insight into the molecular mechanisms of this metabolism, which will be further characterized by in vitro biochemical studies.

  19. Assembly and structural organization of pigment-protein complexes in membranes of Rhodopseudomonas sphaeroides.

    PubMed

    Hunter, C N; Pennoyer, J D; Niederman, R A

    1982-01-01

    The B875 and B800-850 light-harvesting pigment-protein complexes of Rhodopseudomonas sphaeroides are characterized further by lithium dodecyl sulfate/polyacrylamide gel electrophoresis at 4 degrees C. Bacteriochlorophyll a was shown in reconstruction studies to remain complexed with its respective binding proteins during this procedure. From distributions in these gels, a quantitative description for the arrangement of the complexes is proposed. Assembly of the complexes was examined in delta-aminolevulinate-requiring mutant H-5 after a shift from high- to low-light intensity. After 10 h of delta-[3H]aminolevulinate labeling, the specific radioactivity of bacteriochlorophyll in a fraction containing putative membrane invaginations reached the maximal level, while that of the mature photosynthetic membrane was at only one-third this level. This suggests that membrane invaginations are sites of preferential bacteriochlorophyll synthesis in which completed pigment-proteins exist transiently. Analysis of the 3H distribution after electrophoretic separation further suggests that photosynthetic membranes grow mainly by addition of B800-850 to preformed membrane consisting largely of B875 and photochemical reaction centers. These results corroborate the above model for the structural organization of the light-harvesting system and indicate that the structurally and functionally discrete B800-850 pool is not completely assembled until all B875 sites for B800-850 interactions are occupied.

  20. Hydrogen Photoproduction by Rhodopseudomonas palustris 42OL Cultured at High Irradiance under a Semicontinuous Regime

    PubMed Central

    Carlozzi, Pietro

    2012-01-01

    The main goal of this study was to increase the hydrogen production rate improving the culture technique and the photobioreactor performances. Experiments were carried out at a constant culture temperature of 30°C and at an average irradiance of 480 W m−2 using a cylindrical photobioreactor (4.0 cm, internal diameter). The culture technique, namely, the semicontinuous regime for growing Rhodopseudomonas palustris 42OL made it possible to achieve a very high daily hydrogen production rate of 594 ± 61 mL (H2) L−1 d−1. This value, never reported for this strain, corresponds to about 25 mL (H2) L−1 h−1, and it was obtained when the hydraulic retention time (HRT) was of 225 hours. Under the same growth conditions, a very high biomass production rate (496 ± 45 mg (dw) L−1 d−1) was also achieved. Higher or lower HRTs caused a reduction in both the hydrogen and the biomass production rates. The malic-acid removal efficiency (MAre) was always higher than 90%. The maximal hydrogen yield was 3.03 mol H2 mol MA−1 at the HRT of 360 hours. The highest total energy conversion efficiency was achieved at the HRT of 225 hours. PMID:22910542

  1. Kinetic analysis of N-acylphosphatidylserine accumulation and implications for membrane assembly in Rhodopseudomonas sphaeroides.

    PubMed Central

    Cain, B D; Donohue, T J; Kaplan, S

    1982-01-01

    The accumulation of N-acylphosphatidylserine (NAPS) in response to the inclusion of Tris in the growth medium of Rhodopseudomonas sphaeroides strain M29-5 has been examined. In the accompanying paper (Donohue et al., J. Bacteriol. 152:000--000, 1982), we show that in response to Tris, NAPS accumulated to as much as 40% of the total cellular phospholipid content. NAPS accumulation began immediately upon addition of Tris and was reflected as an abrupt 12-fold increase in the apparent rate of NAPS accumulation. We suggest that Tris altered the flow of metabolites through a preexisting and previously unknown metabolic pathway. NAPS accumulation ceased immediately upon the removal of Tris; however, accumulated NAPS remained largely metabolically stable. Importantly, under conditions in which NAPS was not accumulated, the intracytoplasmic membrane was shown to be virtually devoid of newly synthesized NAPS. The significance of this observation is discussed in terms of its physiological implications on phospholipid transfer and membrane biogenesis in R. sphaeroides. PMID:6982265

  2. Rhodopseudomonas palustris CGA010 Proteome Implicates Extracytoplasmic Function Sigma Factor in Stress Response

    DOE PAGES

    Allen, Michael S.; Hurst, Gregory B.; Lu, Tse-Yuan S.; ...

    2015-04-08

    Rhodopseudomonas palustris encodes 16 extracytoplasmic function (ECF) σ factors. In this paper, to begin to investigate the regulatory network of one of these ECF σ factors, the whole proteome of R. palustris CGA010 was quantitatively analyzed by tandem mass spectrometry from cultures episomally expressing the ECF σRPA4225 (ecfT) versus a WT control. Among the proteins with the greatest increase in abundance were catalase KatE, trehalose synthase, a DPS-like protein, and several regulatory proteins. Alignment of the cognate promoter regions driving expression of several upregulated proteins suggested a conserved binding motif in the -35 and -10 regions with the consensus sequencemore » GGAAC-18N-TT. Additionally, the putative anti-σ factor RPA4224, whose gene is contained in the same predicted operon as RPA4225, was identified as interacting directly with the predicted response regulator RPA4223 by mass spectrometry of affinity-isolated protein complexes. Furthermore, another gene (RPA4226) coding for a protein that contains a cytoplasmic histidine kinase domain is located immediately upstream of RPA4225. The genomic organization of orthologs for these four genes is conserved in several other strains of R. palustris as well as in closely related α-Proteobacteria. Finally, taken together, these data suggest that ECF σRPA4225 and the three additional genes make up a sigma factor mimicry system in R. palustris.« less

  3. Rhodopseudomonas palustris CGA010 Proteome Implicates Extracytoplasmic Function Sigma Factor in Stress Response

    SciTech Connect

    Allen, Michael S.; Hurst, Gregory B.; Lu, Tse-Yuan S.; Perry, Leslie M.; Pan, Chongle; Lankford, Patricia K.; Pelletier, Dale A.

    2015-04-08

    Rhodopseudomonas palustris encodes 16 extracytoplasmic function (ECF) σ factors. In this paper, to begin to investigate the regulatory network of one of these ECF σ factors, the whole proteome of R. palustris CGA010 was quantitatively analyzed by tandem mass spectrometry from cultures episomally expressing the ECF σRPA4225 (ecfT) versus a WT control. Among the proteins with the greatest increase in abundance were catalase KatE, trehalose synthase, a DPS-like protein, and several regulatory proteins. Alignment of the cognate promoter regions driving expression of several upregulated proteins suggested a conserved binding motif in the -35 and -10 regions with the consensus sequence GGAAC-18N-TT. Additionally, the putative anti-σ factor RPA4224, whose gene is contained in the same predicted operon as RPA4225, was identified as interacting directly with the predicted response regulator RPA4223 by mass spectrometry of affinity-isolated protein complexes. Furthermore, another gene (RPA4226) coding for a protein that contains a cytoplasmic histidine kinase domain is located immediately upstream of RPA4225. The genomic organization of orthologs for these four genes is conserved in several other strains of R. palustris as well as in closely related α-Proteobacteria. Finally, taken together, these data suggest that ECF σRPA4225 and the three additional genes make up a sigma factor mimicry system in R. palustris.

  4. Purification and characterization of the cytochrome c oxidase from Rhodopseudomonas sphaeroides.

    PubMed

    Gennis, R B; Casey, R P; Azzi, A; Ludwig, B

    1982-06-15

    When grown aerobically in the dark, Rhodopseudomonas sphaeroides develops a respiratory chain similar to that in mitochondria and the photosynthetic apparatus is suppressed. The aa3-type cytochrome c oxidase from Rps. sphaeroides has been purified in Triton X-100 by affinity chromatography with Sepharose 4B coupled to yeast cytochrome c. The oxidase contains 14 nmol heme a/mg protein and is composed of three polypeptide subunits with relative molecular masses of 45000, 37000 and 35000. The enzyme is highly active in the presence of detergents, with a maximal velocity of 300 s-1/mol oxidase using either yeast or horse-heart cytochrome c. The Rps. sphaeroides oxidase is cross-reactive with antibodies directed against the oxidases from Paracoccus denitrificans and Saccharomyces cerevisiae. A particularly close relationship is indicated in the case of P. denitrificans. The Rps. sphaeroides oxidase has been incorporated into phospholipid vesicles. The resulting oxidase in these vesicles demonstrates high enzymatic activity and a respiratory control ratio of 5. Using these vesicles, no evidence for proton extrusion accompanying cytochrome c oxidation was observed. The data suggest that the Rps. sphaeroides oxidase does not function as a proton pump.

  5. Phototrophic utilization of taurine by the purple nonsulfur bacteria Rhodopseudomonas palustris and Rhodobacter sphaeroides.

    PubMed

    Novak, Ryan T; Gritzer, Rachel F; Leadbetter, Edward R; Godchaux, Walter

    2004-06-01

    Taurine metabolism by two phototrophically grown purple nonsulfur bacteria enrichment isolates has been examined. Rhodopseudomonas palustris (strain Tau1) grows with taurine as a sole electron donor, sulfur and nitrogen source during photoautotrophic growth. Rhodobacter sphaeroides (strain Tau3) grows on the compound as sole electron donor, sulfur and nitrogen source, and partial carbon source, in the presence of CO(2) during photoheterotrophic growth. Both organisms utilize an inducible taurine-pyruvate aminotransferase and a sulfoacetaldehyde acetyltransferase. The products of this metabolism are bisulfite and acetyl phosphate. Bisulfite ultimately was oxidized to sulfate, but this was not an adequate source of electrons for photometabolism. Experiments using either [U-(14)C]taurine or (14)CO(2) demonstrated that Rb. sphaeroides Tau3 assimilated the carbon from approximately equimolar amounts of taurine and exogenous CO(2). The taurine-carbon assimilation was not diminished by excess non-radioactive bicarbonate. Malate synthase (but not isocitrate lyase) was induced in these taurine-grown cells. It is concluded that assimilation of taurine carbon occurs through an intermediate other than CO(2). Similar labelling experiments with Rp. palustris Tau1 determined that taurine is utilized only as an electron donor for the reduction of CO(2), which contributes all the cell carbon. Photoautotrophic metabolism was confirmed in this organism by the absence of either malate synthase or isocitrate lyase in taurine+CO(2)-grown cells. Culture collection strains of these two bacteria did not utilize taurine in these fashions.

  6. Microaerophilic growth and induction of the photosynthetic reaction center in Rhodopseudomonas viridis

    SciTech Connect

    Lang, F.S.; Oesterhelt, D.

    1989-05-01

    Rhodopseudomonas viridis was grown in liquid culture at 30 degrees C anaerobically in light (generation time, 13 h) and under microaerophilic growth conditions in the dark (generation time, 24 h). The bacterium could be cloned at the same temperature anaerobically in light (1 week) and aerobically in the dark (3 to 4 weeks) if oxygen was limited to 0.1%. Oxygen could not be replaced by dimethyl sulfoxide, potassium nitrate, or sodium nitrite as a terminal electron acceptor. No growth was observed anaerobically in darkness or in the light when air was present. A variety of additional carbon sources were used to supplement the standard succinate medium, but enhanced stationary-phase cell density was observed only with glucose. Conditions for induction of the photosynthetic reaction center upon the change from microaerophilic to phototrophic growth conditions were investigated and optimized for a mutant functionally defective in phototrophic growth. R. viridis consumed about 20-fold its cell volume of oxygen per hour during respiration. The MICs of ampicillin, kanamycin, streptomycin, tetracycline, 1-methyl-3-nitro-1-nitrosoguanidine, and terbutryn were determined.

  7. Extraction of extracellular polymeric substances from the photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas acidophila.

    PubMed

    Sheng, Guo-Ping; Yu, Han-Qing; Yu, Zhou

    2005-04-01

    Among the four methods for extracting extracellular polymeric substances (EPS) from Rhodopseudomonas acidophila (EDTA, NaOH, H(2)SO(4), heating/centrifugation), EDTA extraction was found to be the most effective. The contents of the major components of EPS from R. acidophila, i.e., carbohydrate, protein and nucleic acid, were 6.5, 58.4 and 5.4 mg g(-1) dry cells, respectively. The optimum extraction time was 1-3 h and the EDTA dosage was approximately 2.8 g g(-1) dry cells. Under these conditions, no cell lysis was observed. The EPS content and the percentage of the three main components were greatly dependent on the extraction method. The intensity of absorption peaks for photosynthetic pigments in the UV-visible spectrum of bacteria remained unchanged prior to and after EDTA extraction; and no pigment peaks appeared in the EPS spectrum. This suggests that few cells were destroyed and lysis did not occur. UV-visible spectrum analysis, an easy and rapid technique, could be used to monitor cell lysis during EPS extraction from R. acidophila.

  8. H2 production in Rhodopseudomonas palustris as a way to cope with high light intensities.

    PubMed

    Muzziotti, Dayana; Adessi, Alessandra; Faraloni, Cecilia; Torzillo, Giuseppe; De Philippis, Roberto

    2016-06-01

    The ability of coping with the damaging effects of high light intensity represents an essential issue when purple non-sulfur bacteria (PNSB) are grown under direct sunlight for photobiological hydrogen production. This study was aimed at investigating whether H2 photo-evolution could represent, for Rhodopseudomonas palustris 42OL, a safety valve to dissipate an excess of reducing power generated under high light intensities. The physiological status of this strain was assessed under anaerobic (AnG) and aerobic (AG) growing conditions and under H2-producing (HP) conditions at low and high light intensities. The results obtained clearly showed that Fv/Fm ratio was significantly affected by the light intensity under which R. palustris 42OL cells were grown, under either AnG or AG conditions, while, under HP, it constantly remained at its highest value. The increase in light intensity significantly increased the H2 production rate, which showed a positive correlation with the maximum electron transfer rate (rETRmax). These findings are important for optimization of hydrogen production by PNSB under solar light.

  9. Lipid remodeling in Rhodopseudomonas palustris TIE-1 upon loss of hopanoids and hopanoid methylation.

    PubMed

    Neubauer, C; Dalleska, N F; Cowley, E S; Shikuma, N J; Wu, C-H; Sessions, A L; Newman, D K

    2015-09-01

    The sedimentary record of molecular fossils (biomarkers) can potentially provide important insights into the composition of ancient organisms; however, it only captures a small portion of their original lipid content. To interpret what remains, it is important to consider the potential for functional overlap between different lipids in living cells, and how the presence of one type might impact the abundance of another. Hopanoids are a diverse class of steroid analogs made by bacteria and found in soils, sediments, and sedimentary rocks. Here, we examine the trade-off between hopanoid production and that of other membrane lipids. We compare lipidomes of the metabolically versatile α-proteobacterium Rhodopseudomonas palustris TIE-1 and two hopanoid mutants, detecting native hopanoids simultaneously with other types of polar lipids by electrospray ionization mass spectrometry. In all strains, the phospholipids contain high levels of unsaturated fatty acids (often >80%). The degree to which unsaturated fatty acids are modified to cyclopropyl fatty acids varies by phospholipid class. Deletion of the capacity for hopanoid production is accompanied by substantive changes to the lipidome, including a several-fold rise of cardiolipins. Deletion of the ability to make methylated hopanoids has a more subtle effect; however, under photoautotrophic growth conditions, tetrahymanols are upregulated twofold. Together, these results illustrate that the 'lipid fingerprint' produced by a micro-organism can vary depending on the growth condition or loss of single genes, reminding us that the absence of a biomarker does not necessarily imply the absence of a particular source organism.

  10. Comparative studies of two membrane fractions isolated from chemotrophically and phototrophically grown cells of Rhodopseudomonas capsulata.

    PubMed Central

    Garcia, A F; Drews, G; Reidl, H H

    1981-01-01

    Light and heavy membrane fractions have been isolated by equilibrium sucrose density centrifugation from Rhodopseudomonas capsulata 938 GCM grown aerobically in the dark (chemotrophically) and anaerobically in the light (phototrophically). The densities of the light and heavy fractions from phototrophic cells were 1.1004 to 1.1006 and 1.1478, respectively, and the densities of the light and heavy fractions from chemotrophic cells were 1.0957 to 1.0958 and 1.1315, respectively. Both fractions were active in photochemical and respiratory functions and in electron transport-coupled phosphorylation. The light membrane fraction isolated from chemotrophic cells contained the reaction center and the light-harvesting pigment-protein complex B 870, but not the variable light-harvesting complex B 800-850. A small amount of the complex B 800-850 was present in the light fraction isolated from phototrophically grown cells, but it was not energetically coupled to the photosynthetic apparatus. From inhibitor studies, difference spectroscopy, and measurement of enzyme activities it was tentatively concluded that the light membrane fraction contains only the reduced nicotinamide adenine dinucleotide-oxidizing electron transport chain having a KCN-insensitive, low-potential cytochrome c oxidase, whereas the heavy fraction contains additionally the succinate dehydrogenase and a high-potential cytochrome b terminal oxidase sensitive to KCN. The light membrane fraction was more labile than the heavy fraction in terms of phosphorylating activity. PMID:7204341

  11. Characterization of nif regulatory genes in Rhodopseudomonas capsulata using lac gene fusions.

    PubMed

    Kranz, R G; Haselkorn, R

    1985-01-01

    Translational fusions of the Escherichia coli lacZYA operon to Rhodopseudomonas capsulata nif genes were obtained by using mini-MudII1734 [Castilho et al., J. Bacteriol. 158 (1984) 488-495] inserts into cloned fragments of R. capsulata DNA. A lac fusion to the nifH gene, which encodes dinitrogenase reductase, was used to classify Nif- mutations occurring in regulatory genes. Nine mutations were unable to activate nifHDK transcription. The nine mutations define four nif regulatory genes. Three of these genes are located on the same R. capsulata 8.4-kb EcoRI fragment. Each is transcribed independently. One of these (complementing mutant J61) is partially homologous with the ntrC gene of Escherichia coli, based on Southern hybridization. The fourth nif regulatory gene (complementing mutants LJ1, AH1 and AH3) is unlinked to the others. Lac fusions to all four regulatory genes were constructed. Each regulatory gene is weakly expressed compared to derepressed nifH and partially repressed in the presence of ammonia.

  12. Experimental and Computational Investigation of Biofilm Formation by Rhodopseudomonas palustris Growth under Two Metabolic Modes

    PubMed Central

    Kernan, Chase; Chow, Philicia P.; Christianson, Rebecca J.; Huang, Jean

    2015-01-01

    We examined biofilms formed by the metabolically versatile bacterium Rhodopseudomonas palustris grown via different metabolic modes. R. palustris was grown in flow cell chambers with identical medium conditions either in the presence or absence of light and oxygen. In the absence of oxygen and the presence of light, R. palustris grew and formed biofilms photoheterotrophically, and in the presence of oxygen and the absence of light, R. palustris grew and formed biofilms heterotrophically. We used confocal laser scanning microscopy and image analysis software to quantitatively analyze and compare R. palustris biofilm formation over time in these two metabolic modes. We describe quantifiable differences in structure between the biofilms formed by the bacterium grown heterotrophically and those grown photoheterotrophically. We developed a computational model to explore ways in which biotic and abiotic parameters could drive the observed biofilm architectures, as well as a random-forest machine-learning algorithm based on structural differences that was able to identify growth conditions from the confocal imaging of the biofilms with 87% accuracy. Insight into the structure of phototrophic biofilms and conditions that influence biofilm formation is relevant for understanding the generation of biofilm structures with different properties, and for optimizing applications with phototrophic bacteria growing in the biofilm state. PMID:26087200

  13. Datenkompression, Prozessoptimierung, Aerodynamik: Eine Tour Durch die Skalen

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Dahmen, Wolfgang; Marquardt, Wolfgang

    Enorm gestiegene Rechnerkapazitäten ermutigen zu einer immer genaueren Erschließung komplexer Prozesse in Natur- und Ingenieurwissenschaften durch numerische Simulation. Die Mathematik als Schnittstelle zwischen realer und digitaler Welt liefert einerseits die Grundlagen zur Formulierung notwendigerweise vereinfachter Modelle der Realität. Andererseits bietet sie aber auch die methodischen Grundlagen für den Entwurf effizienter Algorithmen, die aus solchen Modellen quantitative Information gewinnen können. Eine zentrale Herausforderung liegt dabei in der Tatsache, dass reale Prozesse meist durch relevante Anteile auf einer riesigen Spannweite von Längenskalen getrieben werden. Die Entwicklung mathematischer Methoden zur Behandlung von Mehrskaligkeit ist daher von wesentlicher Bedeutung. In diesem Artikel wird dies anhand jüngster Entwicklungen in ganz unterschiedlichen Anwendungsbereichen erklärt und illustriert, auch um deutlich zu machen, wieviele "Fliegen“ man mit einer "mathematischen Klappe“ schlagen kann. Insbesondere werden grundlegende, auf Waveletzerlegung beruhende Prinzipien zunächst im Rahmen der Bildkompression und -kodierung auf weitgehend elementare Weise erklärt. Es wird dann aufgezeigt, dass diese Konzepte in ganz ähnlicher Weise bei der Datenanalyse im Zusammenhang mit verfahrenstechnischen Anwendungen, bei großskaligen Optimierungsproblemen der Prozessindustrie sowie bei komplexen Strömungsproblemen wie in aerodynamischen Anwendungen zum Tragen kommen. Stabile Zerlegungen in Anteile unterschiedlicher Längenskalen eröffnen dabei einen Zugang zu adaptiven Lösungskonzepten, die in der Lage sind, automatisch Rechnerresourcen dort zu plazieren, wo sie zu einer ökonomischen Realisierung der gewünschten Lösungsqualität, etwa in Form von Genauigkeitstoleranzen, benötigt werden.

  14. Hydrogen production under salt stress conditions by a freshwater Rhodopseudomonas palustris strain.

    PubMed

    Adessi, Alessandra; Concato, Margherita; Sanchini, Andrea; Rossi, Federico; De Philippis, Roberto

    2016-03-01

    Hydrogen represents a possible alternative energy carrier to face the growing request for energy and the shortage of fossil fuels. Photofermentation for the production of H2 constitutes a promising way for integrating the production of energy with waste treatments. Many wastes are characterized by high salinity, and polluted seawater can as well be considered as a substrate. Moreover, the application of seawater for bacterial culturing is considered cost-effective. The aims of this study were to assess the capability of the metabolically versatile freshwater Rhodopseudomonas palustris 42OL of producing hydrogen on salt-containing substrates and to investigate its salt stress response strategy, never described before. R. palustris 42OL was able to produce hydrogen in media containing up to 3 % added salt concentration and to grow in media containing up to 4.5 % salinity without the addition of exogenous osmoprotectants. While the hydrogen production performances in absence of sea salts were higher than in their presence, there was no significant difference in performances between 1 and 2 % of added sea salts. Nitrogenase expression levels indicated that the enzyme was not directly inhibited during salt stress, but a regulation of its expression may have occurred in response to salt concentration increase. During cell growth and hydrogen production in the presence of salts, trehalose was accumulated as a compatible solute; it protected the enzymatic functionality against salt stress, thus allowing hydrogen production. The possibility of producing hydrogen on salt-containing substrates widens the range of wastes that can be efficiently used in production processes.

  15. How posttranslational modification of nitrogenase is circumvented in Rhodopseudomonas palustris strains that produce hydrogen gas constitutively.

    PubMed

    Heiniger, Erin K; Oda, Yasuhiro; Samanta, Sudip K; Harwood, Caroline S

    2012-02-01

    Nitrogenase catalyzes the conversion of dinitrogen gas (N(2)) and protons to ammonia and hydrogen gas (H(2)). This is a catalytically difficult reaction that requires large amounts of ATP and reducing power. Thus, nitrogenase is not normally expressed or active in bacteria grown with a readily utilized nitrogen source like ammonium. nifA* mutants of the purple nonsulfur phototrophic bacterium Rhodopseudomonas palustris have been described that express nitrogenase genes constitutively and produce H(2) when grown with ammonium as a nitrogen source. This raised the regulatory paradox of why these mutants are apparently resistant to a known posttranslational modification system that should switch off the activity of nitrogenase. Microarray, mutation analysis, and gene expression studies showed that posttranslational regulation of nitrogenase activity in R. palustris depends on two proteins: DraT2, an ADP-ribosyltransferase, and GlnK2, an NtrC-regulated P(II) protein. GlnK2 was not well expressed in ammonium-grown NifA* cells and thus not available to activate the DraT2 nitrogenase modification enzyme. In addition, the NifA* strain had elevated nitrogenase activity due to overexpression of the nif genes, and this increased amount of expression overwhelmed a basal level of activity of DraT2 in ammonium-grown cells. Thus, insufficient levels of both GlnK2 and DraT2 allow H(2) production by an nifA* mutant grown with ammonium. Inactivation of the nitrogenase posttranslational modification system by mutation of draT2 resulted in increased H(2) production by ammonium-grown NifA* cells.

  16. A Novel Electrophototrophic Bacterium Rhodopseudomonas palustris Strain RP2, Exhibits Hydrocarbonoclastic Potential in Anaerobic Environments

    PubMed Central

    Venkidusamy, Krishnaveni; Megharaj, Mallavarapu

    2016-01-01

    An electrophototrophic, hydrocarbonoclastic bacterium Rhodopseudomonas palustris stain RP2 was isolated from the anodic biofilms of hydrocarbon fed microbial electrochemical remediation systems (MERS). Salient properties of the strain RP2 were direct electrode respiration, dissimilatory metal oxide reduction, spore formation, anaerobic nitrate reduction, free living diazotrophy and the ability to degrade n-alkane components of petroleum hydrocarbons (PH) in anoxic, photic environments. In acetate fed microbial electrochemical cells, a maximum current density of 305 ± 10 mA/m2 (1000Ω) was generated (power density 131.65 ± 10 mW/m2) by strain RP2 with a coulombic efficiency of 46.7 ± 1.3%. Cyclic voltammetry studies showed that anaerobically grown cells of strain RP2 is electrochemically active and likely to transfer electrons extracellularly to solid electron acceptors through membrane bound compounds, however, aerobically grown cells lacked the electrochemical activity. The ability of strain RP2 to produce current (maximum current density 21 ± 3 mA/m2; power density 720 ± 7 μW/m2, 1000 Ω) using PH as a sole energy source was also examined using an initial concentration of 800 mg l-1 of diesel range hydrocarbons (C9-C36) with a concomitant removal of 47.4 ± 2.7% hydrocarbons in MERS. Here, we also report the first study that shows an initial evidence for the existence of a hydrocarbonoclastic behavior in the strain RP2 when grown in different electron accepting and illuminated conditions (anaerobic and MERS degradation). Such observations reveal the importance of photoorganotrophic growth in the utilization of hydrocarbons from contaminated environments. Identification of such novel petrochemical hydrocarbon degrading electricigens, not only expands the knowledge on the range of bacteria known for the hydrocarbon bioremediation but also shows a biotechnological potential that goes well beyond its applications to MERS. PMID:27462307

  17. Nitrogenase from the photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas capsulata: purification and molecular properties.

    PubMed Central

    Hallenbeck, P C; Meyer, C M; Vignais, P M

    1982-01-01

    Nitrogenase proteins were isolated from cultures of the photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas capsulata grown on a limiting amount of ammonia. Under these conditions, the nitrogenase N2ase A was active in vivo, and nitrogenase activity in vitro was not dependent upon manganese and the activating factor. The nitrogenase proteins were also isolated from nitrogen-limited cultures in which the in vivo nitrogenase activity had been stopped by an ammonia shock. This nitrogenase activity, N2ase R, showed an in vitro requirement for manganese and the activating factor for maximal activity. The Mo-Fe protein (dinitrogenase) was composed of two dissimilar subunits with molecular weights of 55,000 and 59,500; the Fe protein (dinitrogenase reductase), from either type of culture, was composed of a single subunit (molecular weight), 33,500). The metal and acid labile sulfur contents of both nitrogenase proteins were similar to those found for previously isolated nitrogenases. The Fe proteins from both N2ase A and N2ase R contained phosphate and ribose, 2 mol of each per mol of N2ase R Fe protein and about 1 mol of each per mol of N2ase A Fe protein. The greatest difference between the two types of Fe protein was that the N2ase R Fe protein contained about 1 mol per mol of an adenine-like molecule, whereas the N2ase A Fe protein content of this compound was insignificant. These results are compared with various models previously presented for the short-term regulation of nitrogenase activity in the photosynthetic bacteria. PMID:6799495

  18. Increased photoproduction of hydrogen by non-autotrophic mutants of Rhodopseudomonas capsulata.

    PubMed Central

    Willison, J C; Madern, D; Vignais, P M

    1984-01-01

    Non-autotrophic ( Aut -) mutants of Rhodopseudomonas capsulata B10 were tested for their efficiency of nitrogenase-mediated H2 production. Three of these mutants ( IR3 , IR4 and IR5 ) showed an increase stoichiometry of H2 production, mediated by nitrogenase, from certain organic substrates. For example, in a medium containing 7 mM-L-glutamate as nitrogen source, strain IR4 produced 10-20% more H2 than did the wild type with DL-lactate or L-malate as major carbon source, 20-50% more H2 with DL-malate, and up to 70% more with D-malate. Strain IR4 was deficient in 'uptake' hydrogenase activity as measured by H2-dependent reduction of Methylene Blue or Benzyl Viologen. However, this observation did not explain the increased efficiency of H2 production, since H2 uptake (H2 recycling) was undetectable in cells of the wild type. Instead, increased H2 production by the mutant appeared to be due to an improved conversion of organic substrates to H2 and CO2, presumably due to an altered carbon metabolism. The metabolism of D-malate by different strains was studied. An NAD+-dependent D-malic enzyme was synthesized constitutively by the wild type, and showed a Km for D-malate of 3 mM. The activity of this enzyme was approx. 50% higher in strain IR4 than in the wild type, and the mutant also grew twice as fast as the wild type with D-malate as sole carbon source. PMID:6146310

  19. Functional Genomic Analysis of Three Nitrogenase Isozymes in the Photosynthetic Bacterium Rhodopseudomonas palustris‡

    PubMed Central

    Oda, Yasuhiro; Samanta, Sudip K.; Rey, Federico E.; Wu, Liyou; Liu, Xiudan; Yan, Tingfen; Zhou, Jizhong; Harwood, Caroline S.

    2005-01-01

    The photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas palustris is one of just a few prokaryotes described so far that has vnf and anf genes for alternative vanadium cofactor (V) and iron cofactor (Fe) nitrogenases in addition to nif genes for a molybdenum cofactor (Mo) nitrogenase. Transcriptome data indicated that the 32 genes in the nif gene cluster, but not the anf or vnf genes, were induced in wild-type and Mo nitrogenase-expressing strains grown under nitrogen-fixing conditions in Mo-containing medium. Strains that were unable to express a functional Mo nitrogenase due to mutations in Mo nitrogenase structural genes synthesized functional V and Fe nitrogenases and expressed vnf and anf genes in nitrogen-fixing growth media that contained Mo and V at concentrations far in excess of those that repress alternative nitrogenase gene expression in other bacteria. Thus, not only does R. palustris have multiple enzymatic options for nitrogen fixation, but in contrast to reports on other nitrogen-fixing bacteria, the expression of its alternative nitrogenases is not repressed by transition metals. Between 95 and 295 genes that are not directly associated with nitrogenase synthesis and assembly were induced under nitrogen-fixing conditions, depending on which nitrogenase was being used by R. palustris. Genes for nitrogen acquisition were expressed at particularly high levels during alternative nitrogenase-dependent growth. This suggests that alternative nitrogenase-expressing cells are relatively starved for nitrogen and raises the possibility that fixed nitrogen availability may be the primary signal that controls the synthesis of the V and Fe nitrogenases. PMID:16267302

  20. Calculated coupling of electron and proton transfer in the photosynthetic reaction center of Rhodopseudomonas viridis.

    PubMed Central

    Lancaster, C R; Michel, H; Honig, B; Gunner, M R

    1996-01-01

    Based on new Rhodopseudomonas (Rp.) viridis reaction center (RC) coordinates with a reliable structure of the secondary acceptor quinone (QB) site, a continuum dielectric model and finite difference technique have been used to identify clusters of electrostatically interacting ionizable residues. Twenty-three residues within a distance of 25 A from QB (QB cluster) have been shown to be strongly electrostatically coupled to QB, either directly or indirectly. An analogous cluster of 24 residues is found to interact with QA (QA cluster). Both clusters extend to the cytoplasmic surface in at least two directions. However, the QB cluster differs from the QA cluster in that it has a surplus of acidic residues, more strong electrostatic interactions, is less solvated, and experiences a strong positive electrostatic field arising from the polypeptide backbone. Consequently, upon reduction of QA or QB, it is the QB cluster, and not the QA cluster, which is responsible for substoichiometric proton uptake at neutral pH. The bulk of the changes in the QB cluster are calculated to be due to the protonation of a tightly coupled cluster of the three Glu residues (L212, H177, and M234) within the QB cluster. If the lifetime of the doubly reduced state QB2- is long enough, Asp M43 and Ser L223 are predicted to also become protonated. The calculated complex titration behavior of the strongly interacting residues of the QB cluster and the resulting electrostatic response to electron transfer may be a common feature in proton-transferring membrane protein complexes. Images FIGURE 2 p2482-a FIGURE 6 FIGURE 8 FIGURE 10 PMID:8744288

  1. Polypyrroles formed from porphobilinogen and amines by uroporphyrinogen synthetase of Rhodopseudomonas spheroides

    PubMed Central

    Davies, Richard C.; Neuberger, Albert

    1973-01-01

    1. Uroporphyrinogen I synthetase of Rhodopseudomonas spheroides was purified more than 200-fold from the soluble protein of broken bacterial cells. The enzyme had molecular weight 36000, an isoelectric point of 4.46 and migrated as a single active protein band on disc-gel electrophoresis at pH7.5 and 8.9. 2. The enzyme consumed porphobilinogen and formed uroporphyrinogen at pH8.2 without the accumulation of intermediates. In the presence of hydroxylamine, ammonia or methoxyamine the production of porphyrinogen was inhibited and the enzyme formed open-chain polypyrroles instead. 3. These polypyrroles behaved like uroporphyrinogen on Sephadex G-25; they were colourless and had unsubstituted α-pyrrolic positions. The inhibitory amines were incorporated into the molecules. 4. The polypyrroles formed porphyrins non-enzymically and the cyclization reaction was accompanied by the release of the inhibitory amine. Exchange of the amino function of the original porphobilinogen in the polypyrrole was complete with hydroxylamine and almost complete with methoxyamine, both ammonia and methoxyamine being present in the polypyrrolic material. 5. The behaviour, properties and composition of the radioactive hydroxylamine derivative were consistent with a tetrapyrrolic structure, probably a pyrrylmethane, that was not cyclized, rather than with di-, tri- or penta-pyrrolic structures. No monopyrrolic or dipyrrolic Ehrlich-positive material was released on cyclization. The ammonia and methoxyamine derivatives had properties similar to the hydroxylamine derivative. 6. Another modified pyrrole was detected only in experiments with hydroxylamine. It differed from both porphobilinogen and known dipyrroles and appeared to be a monopyrrole. 7. The participation of positively charged reaction centres in the enzymic mechanism, particularly in the cyclization step, is discussed. PMID:4542566

  2. Insights into arsenic multi-operons expression and resistance mechanisms in Rhodopseudomonas palustris CGA009

    PubMed Central

    Zhao, Chungui; Zhang, Yi; Chan, Zhuhua; Chen, Shicheng; Yang, Suping

    2015-01-01

    Arsenic (As) is widespread in the environment and causes numerous health problems. Rhodopseudomonas palustris has been regarded as a good model organism for studying arsenic detoxification since it was first demonstrated to methylate environmental arsenic by conversion to soluble or gaseous methylated species. However, the detailed arsenic resistance mechanisms remain unknown though there are at least three arsenic-resistance operons (ars1, ars2, and ars3) in R. palustris. In this study, we investigated how arsenic multi-operons contributed to arsenic detoxification in R. palustris. The expression of ars2 or ars3 operons increased with increasing environmental arsenite (As(III)) concentrations (up to 1.0 mM) while transcript of ars1 operon was not detected in the middle log-phase (55 h). ars2 operon was actively expressed even at the low concentration of As(III) (0.01 μM), whereas the ars3 operon was expressed at 1.0 μM of As(III), indicating that there was a differential regulation mechanism for the three arsenic operons. Furthermore, ars2 and ars3 operons were maximally transcribed in the early log-phase where ars2 operon was 5.4-fold higher than that of ars3 operon. A low level of ars1 transcript was only detected at 43 h (early log-phase). Arsenic speciation analysis demonstrated that R. palustris could reduce As(V) to As(III). Collectively, strain CGA009 detoxified arsenic by using arsenic reduction and methylating arsenic mechanism, while the latter might occur with the presence of higher concentrations of arsenic. PMID:26441915

  3. Early diagenetic degradation products of bacteriohopanepolyols produced by Rhodopseudomonas palustris strain TIE-1

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Eickhoff, Merle; Birgel, Daniel; Talbot, Helen M.; Peckmann, Jörn; Kappler, Andreas

    2014-05-01

    The anoxygenic purple non-sulphur bacterium Rhodopseudomonas palustris strain TIE-1 has emerged as an excellent model organism to study hopanoid biosynthesis and function. It produces several C30 hopanoids, tetrahymanol, as well as various bacteriohopanepolyols (BHPs). In addition, TIE-1 is capable of methylating various hopanoids and the non-hopanoid pentacyclic terpenoid tetrahymanol at C-2, which is rare among hopanoid producers. Here, the lipid inventory of TIE-1 under anoxic photoautotrophic growth conditions using either H2 or Fe(II) as electron donor was studied. Adenosylhopane, aminotriol and bacteriohopanetetrol (BHT) were abundant when TIE-1 was grown on H2, but aminotriol and BHT were only found in traces when grown with Fe(II). Only during growth on Fe(II), BHT was found with and without C-2 methylation (25% of both BHT homologues), whereas the other BHPs were not C-2 methylated independent of growth mode. In C30 hopanoids and tetrahymanol, C-2 methylated compounds accounted for as much as 59% of the respective C-2 methylated/non-methylated homologues during growth with Fe(II), but only up to 24% during growth with H2. This observation reveals that C-2 methylated hopanoids may have a specific function in TIE-1 and are preferably synthesized in response to elevated Fe(II) concentrations. Further, we exposed the bacterial cells of strain TIE-1 to elevated temperatures and pressure aiming to produce early degradation products of bacteriohopanepolyols (BHPs). While so far, only few BHPs such as 32,35-anhydrobacteriohopanetetrol (anhydroBHT) have been identified as early diagenetic degradation products, in our experiments bacteriohopanetetrol (BHT) and possibly adenosylhopane were degraded to various anhydroBHT isomers, and new N-containing degradation products were discovered and tentatively assigned as anhydroaminotriols.

  4. A Novel Electrophototrophic Bacterium Rhodopseudomonas palustris Strain RP2, Exhibits Hydrocarbonoclastic Potential in Anaerobic Environments.

    PubMed

    Venkidusamy, Krishnaveni; Megharaj, Mallavarapu

    2016-01-01

    An electrophototrophic, hydrocarbonoclastic bacterium Rhodopseudomonas palustris stain RP2 was isolated from the anodic biofilms of hydrocarbon fed microbial electrochemical remediation systems (MERS). Salient properties of the strain RP2 were direct electrode respiration, dissimilatory metal oxide reduction, spore formation, anaerobic nitrate reduction, free living diazotrophy and the ability to degrade n-alkane components of petroleum hydrocarbons (PH) in anoxic, photic environments. In acetate fed microbial electrochemical cells, a maximum current density of 305 ± 10 mA/m(2) (1000Ω) was generated (power density 131.65 ± 10 mW/m(2)) by strain RP2 with a coulombic efficiency of 46.7 ± 1.3%. Cyclic voltammetry studies showed that anaerobically grown cells of strain RP2 is electrochemically active and likely to transfer electrons extracellularly to solid electron acceptors through membrane bound compounds, however, aerobically grown cells lacked the electrochemical activity. The ability of strain RP2 to produce current (maximum current density 21 ± 3 mA/m(2); power density 720 ± 7 μW/m(2), 1000 Ω) using PH as a sole energy source was also examined using an initial concentration of 800 mg l(-1) of diesel range hydrocarbons (C9-C36) with a concomitant removal of 47.4 ± 2.7% hydrocarbons in MERS. Here, we also report the first study that shows an initial evidence for the existence of a hydrocarbonoclastic behavior in the strain RP2 when grown in different electron accepting and illuminated conditions (anaerobic and MERS degradation). Such observations reveal the importance of photoorganotrophic growth in the utilization of hydrocarbons from contaminated environments. Identification of such novel petrochemical hydrocarbon degrading electricigens, not only expands the knowledge on the range of bacteria known for the hydrocarbon bioremediation but also shows a biotechnological potential that goes well beyond its applications to MERS.

  5. The `heavy' subunit of the photosynthetic reaction centre from Rhodopseudomonas viridis: isolation of the gene, nucleotide and amino acid sequence

    PubMed Central

    Michel, H.; Weyer, K. A.; Gruenberg, H.; Lottspeich, F.

    1985-01-01

    The gene coding for the `heavy' subunit of the photosynthetic reaction centre from Rhodopseudomonas viridis was isolated in an expression vector. Expression of the heavy subunit in Escherichia coli was detected with antibodies raised against crystalline reaction centres. The entire subunit, and not a fusion protein, was expressed in E. coli. The protein coding region of the gene was sequenced and the amino acid sequence derived. Part of the amino acid sequence was confirmed by chemical sequence analysis of the protein. The heavy subunit consists of 258 amino acids and its mol. wt. is 28 345. It possesses one membrane-spanning α-helical segment, as was revealed by the concomitant X-ray structure analysis. ImagesFig. 1.Fig. 2. PMID:16453623

  6. Factors influencing the production of hydrogen by the purple non-sulphur phototrophic bacterium Rhodopseudomonas acidophila KU001.

    PubMed

    Merugu, Ramchander; Rudra, M P Pratap; Badgu, Nageshwari; Girisham, S; Reddy, S M

    2012-11-01

    Rhodopseudomonas acidophila KU001 was isolated from leather industry effluents and the effect of different cultural conditions on hydrogen production was studied. Anaerobic light induced more hydrogen production than anaerobic dark conditions. Growing cells produced more amounts of hydrogen between 96 and 144 h of incubation. Resting and growing cells preferred a pH of 6.0 ± 0.24 for hydrogen production. Succinate was the most preferred carbon source for the production of hydrogen while citrate was a poor source of carbon. Acetate and malate were also good carbon sources for hydrogen production under anaerobic light. Among the nitrogen sources, R. acidophila preferred ammonium chloride followed by urea for production of hydrogen. L-tyrosine was the least preferred nitrogen source by both growing and resting cells.

  7. Isolation and characterization of the pigment-protein complexes of Rhodopseudomonas sphaeroides by lithium dodecyl sulfate/polyacrylamide gel electrophoresis.

    PubMed

    Broglie, R M; Hunter, C N; Delepelaire, P; Niederman, R A; Chua, N H; Clayton, R K

    1980-01-01

    When purified photosynthetic membranes from Rhodopseudomonas sphaeroides were treated with lithium dodecyl sulfate and subjected to polyacrylamide gel electrophoresis at 4 degrees C, up to 11 pigment-protein complexes were resolved. Absorption spectra revealed that the smallest complex contained reaction center pigments and the others contained the antenna components B850 and B875 in various proportions. Of these antenna complexes, the largest was almost entirely B850 and the smallest contained only B875. After solubilization at 100 degrees C and electrophoresis on polyacrylamide gradient gels, the B850 complex gave rise to two polypeptide components migrating with apparent Mr of 10,000 and 8000, whereas with the B875 complex, two components were observed with apparent Mr of 12,000 and 8000. The reaction center complex gave rise to only the 24 and 21 kilodalton polypeptide subunits. Fluorescence emission spectra showed maxima at 872 and 902 nm for B850 and B875, respectively. Analyses of bacteriochlorophyll a and carotenoids indicated that, in the B875 complex, two molecules of each of these pigments are associated with the two polypeptides. The associations of B850 and B875 in large and small complexes obtained by lithium dodecyl sulfate treatment are consistent with models of their organization within the membrane.

  8. Electrochromic absorbance changes of photosynthetic pigments in Rhodopseudomonas sphaeroides. I. Stimulation by secondary electron transport at low temperature.

    PubMed

    de Grooth, B G; Amesz, J

    1977-11-17

    Light-induced absorbance changes were measured at temperatures between --30 and --55 degrees C in chromatophores of Rhodopseudomonas sphaeroides. Absorbance changes due to photooxidation of reaction center bacteriochlorophyll (P-870) were accompanied by a red shift of the absorption bands of a carotenoid. The red shift was inhibited by gramicidin D. The kinetics of P-870 indicated electron transport from the "primary" to a secondary electron acceptor. This electron transport was slowed down by lowering the temperature or increasing the pH of the suspension. Electron transport from soluble cytochrome c to P-870+ occurred in less purified chromatophore preparations. This electron transport was accompanied by a relatively large increase of the carotenoid absorbance change. This agrees with the hypothesis that P-870 is located inside the membrane, so that an additional membrane potential is generated upon transfer of an electron from cytochrome to P-870+. A strong stimulation of the carotenoid changes (more than 10-fold in some experiments) and pronounced band shifts of bacteriochlorophyll B-850 were observed upon illumination in the presence of artifical donor-acceptor systems. Reduced N-methylphenazonium methosulphate (PMS) and N,N,N',N'-tetramethyl-p-phenylene-diamine (TMPD) were fairly efficient donors, whereas endogenous ubiquinone and oxidized PMS acted as secondary acceptor. These results indicate the generation of large membrane potentials at low temperature, caused by sustained electron transport across the chromatophore membrane. The artificial probe, merocyanine MC-V did not show electrochromic band shifts at low temperature.

  9. Structure-guided expansion of the substrate range of methylmalonyl coenzyme A synthetase (MatB) of Rhodopseudomonas palustris.

    PubMed

    Crosby, Heidi A; Rank, Katherine C; Rayment, Ivan; Escalante-Semerena, Jorge C

    2012-09-01

    Malonyl coenzyme A (malonyl-CoA) and methylmalonyl-CoA are two of the most commonly used extender units for polyketide biosynthesis and are utilized to synthesize a vast array of pharmaceutically relevant products with antibacterial, antiparasitic, anticholesterol, anticancer, antifungal, and immunosuppressive properties. Heterologous hosts used for polyketide production such as Escherichia coli often do not produce significant amounts of methylmalonyl-CoA, however, requiring the introduction of other pathways for the generation of this important building block. Recently, the bacterial malonyl-CoA synthetase class of enzymes has been utilized to generate malonyl-CoA and methylmalonyl-CoA directly from malonate and methylmalonate. We demonstrate that in the purple photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas palustris, MatB (RpMatB) acts as a methylmalonyl-CoA synthetase and is required for growth on methylmalonate. We report the apo (1.7-Å resolution) and ATP-bound (2.0-Å resolution) structure and kinetic analysis of RpMatB, which shows similar activities for both malonate and methylmalonate, making it an ideal enzyme for heterologous polyketide biosynthesis. Additionally, rational, structure-based mutagenesis of the active site of RpMatB led to substantially higher activity with ethylmalonate and butylmalonate, demonstrating that this enzyme is a prime target for expanded substrate specificity.

  10. Isolation and partial characterization of Rhodopseudomonas sphaeroides mutants defective in the regulation of ribulose bisphosphate carboxylase/oxygenase.

    PubMed

    Weaver, K E; Tabita, F R

    1983-11-01

    Several mutants of Rhodopseudomonas sphaeroides defective in the derepression of the enzyme ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase have been isolated by using the unstable Tn5 vectors pJB4JI and pRK340. Transpositional insertion mutants obtained with pJB4JI were demonstrated to be incapable of increasing ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase levels when grown on butyrate-bicarbonate medium or under conditions of carbon starvation, whereas the wild-type strain increased activity four- to eightfold. When the wild-type strain was starved for carbon in the presence of chloramphenicol, no derepression was observed. Crude extracts from mutant and wild-type strains had distinct and consistent differences in protein content as observed by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis. Chromatographic evidence indicated that mutants were defective in the regulation of only one of the two forms of ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase synthesized by R. sphaeroides.

  11. Isolation and preliminary characterization of two forms of ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase from Rhodopseudomonas capsulata.

    PubMed

    Gibson, J L; Tabita, F R

    1977-12-01

    The presence of two distinct forms of ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase has been demonstrated in extracts of Rhodopseudomonas capsulata, similar to the form I (peak I) and form II (peak II) carboxylases previously described from R. sphaeroides (J. Gibson and F. R. Tabita, J. Biol. Chem 252:943-949, 1977). The two activities, separated by diethylaminoethyl-cellulose chromatography, were shown to be of different molecular size after assay on polyacrylamide gels. The higher-molecular-weight carboxylase from R. capsulata was designated form I-C, whereas the smaller enzyme was designated form II-C. Catalytic studies revealed significant differences between the two enzymes in response to pH and the effector 6-phosphogluconate. Immunological studies with antisera directed against the carboxylases from R. sphaeroides demonstrated antigenic differences between the two R. capsulata enzymes; cross-reactivity was observed only between R. sphaeroides anti-form II serum and the corresponding R. capsulata enzyme, form II-C.

  12. Isolation and Characterization of a Purple Non-Sulfur Photosynthetic Bacterium Rhodopseudomonas faecalis Strain A from Swine Sewage Wastewater.

    PubMed

    Wei, Hongyi; Okunishi, Suguru; Yoshikawa, Takeshi; Kamei, Yuto; Maeda, Hiroto

    2016-01-01

    A purple non-sulfur photosynthetic bacterium (PNSB), PSB Strain A was isolated from swine sewage wastewater. Phylogenetic analysis revealed that PSB Strain A was most closely related to Rhodopseudomonas faecalis. Growth of the isolate under anaerobic-light conditions with a variety of carbon sources was investigated. Both PSB Strain A and the standard strain showed good growth with acetic acid, propionic acid, and n-butyric acid at a concentration of 20 mM. At the high concentration of 200 mM, PSB Strain A showed better growth in pyruvate, acetate, propionate, succinate and malate. By applying PSB Strain A to treat swine sewage wastewater, the concentration of VFAs, which were acetic acid and propionic acid, decreased from 158.0 mM to 120.2±2.9 mM, and 14.9 mM to 9.3±0.9 mM, respectively, after 216-h incubation. After 330-h incubation, the concentrations of TOC and ammonia nitrogen dropped from 4508.0 mg/L to 3104.0±451.5 mg/L, and 629.7 mg/L to 424.1±7.4 mg/L, respectively. The isolated PSB Strain A showed almost the same efficiency compared with the standard strain on the removal of VFAs and TOC. The results suggest the possibility of using the isolated strain to treat swine sewage wastewater.

  13. Forms of rare earth elements' sorption by quartz and goethite in the presence of bacteria Rhodopseudomonas palustris

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Perelomov, L. V.; Perelomova, I. V.; Yoshida, S.

    2009-12-01

    The adsorption of a mixture of 16 isotopes of 14 rare earth elements (La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu) present in the initial solution in equal concentrations by quartz and goethite in the presence of bacteria Rhodopseudomonas palustris was studied under different acidity conditions. The solution pH was apparently the leading factor in the interaction of rare earth ions with the surface of mineral and biological sorbents. These interactions were controlled by electrostatic forces in acid (pH 4) and neutral (pH 7) solutions; the precipitation of elements from the solution was the predominant mechanism under alkaline conditions (pH 9). Microorganisms affected the adsorption of lanthanides by quartz in the entire pH range under study, especially at pH 7. In the presence of bacteria, the adsorption of the elements studied by goethite increased in an acid solution, remained unchanged under neutral conditions, and slightly decreased under alkaline conditions. Microorganisms increased the concentration of nonexchangeable forms of the elements adsorbed on the surface of quartz and goethite, which could be due to the formation of low-soluble complexes of rare earth elements with organic substances produced by bacteria.

  14. The light-induced carotenoid absorbance changes in Rhodopseudomonas sphaeroides: an analysis and interpretation of the band shifts.

    PubMed

    Symons, M; Swysen, C; Sybesma, C

    1977-12-23

    An analysis has been made of the spectrum of the carotenoid absorption band shift generated by continuous illumination of chromatophores of the GlC-mutant of Rhodopseudomonas sphaeroides at room temperature by means of three computer programs. There appears to be at least two pools of the same carotenoid, only one of which, comprising about 20% of the total carotenoid content, is responsible for the light-induced absorbance changes. The 'remaining' pool absorbs at wavelengths which were about 5 nm lower than those at which the 'changing' pool absorbs. This difference in absorption wavelength could indicate that the two pools are influenced differently by permanent local electric fields. The electrochromic origin of the absorbance changes has been demonstrated directly; the isosbestic points of the absorption difference spectrum move to shorter wavelengths upon lowering of the light-induced electric field. Band shifts up to 1.7 nm were observed. A comparison of the light-induced absorbance changes with a KCl-valinomycin-induced diffusion potential has been used to calibrate the electrochromic shifts. The calibration value appeared to be 137 +/- 6 mV per nm shift.

  15. Promoting effects of a single Rhodopseudomonas palustris inoculant on plant growth by Brassica rapa chinensis under low fertilizer input.

    PubMed

    Wong, Wai-Tak; Tseng, Ching-Han; Hsu, Shu-Hua; Lur, Huu-Sheng; Mo, Chia-Wei; Huang, Chu-Ning; Hsu, Shu-Chiung; Lee, Kung-Ta; Liu, Chi-Te

    2014-09-17

    Several Rhodopseudomonas palustris strains have been isolated from rice paddy fields in Taiwan by combining the Winogradsky column method and molecular marker detection. These isolates were initially screened by employing seed germination and seedling vigor assays to evaluate their potential as inoculants. To fulfill the demand in the present farming system for reducing the application of chemical fertilizers, we assessed the plant growth-promoting effects of the R. palustris YSC3, YSC4, and PS3 inoculants on Brassica rapa chinensis (Chinese cabbage) cultivated under a half quantity of fertilizer. The results obtained showed that supplementation with approximately 4.0×10(6) CFU g(-1) soil of the PS3 inoculant at half the amount of fertilizer consistently produced the same plant growth potential as 100% fertility, and also increased the nitrogen use efficiency of the applied fertilizer nutrients. Furthermore, we noted that the plant growth-promotion rate elicited by PS3 was markedly higher with old seeds than with new seeds, suggesting it has the potential to boost the development of seedlings that were germinated from carry-over seeds of poor quality. These beneficial traits suggest that the PS3 isolate may serve as a potential PGPR inoculant for integrated nutrient management in agriculture.

  16. Thermodynamics of loop formation in the denatured state of rhodopseudomonas palustris cytochrome c': scaling exponents and the reconciliation problem.

    PubMed

    Rao, K Sudhindra; Tzul, Franco O; Christian, Arwen K; Gordon, Tia N; Bowler, Bruce E

    2009-10-09

    The observation that denatured proteins yield scaling exponents, nu, consistent with random-coil behavior and yet can also have pockets of residual or nonrandom structure has been termed the "reconciliation problem". To provide greater insight into the denatured state of a foldable sequence, we have measured histidine-heme loop formation equilibria in the denatured state of a class II c-type cytochrome, cytochrome c' from Rhodopseudomonas palustris. We have prepared a series of variants that provide His-heme loop stabilities, pK(loop)(His), for loop sizes ranging from 10 to 111 residues at intervals of 7 to 11 residues along the sequence of the protein. We observe a scaling exponent for loop formation, nu(3), of 2.5+/-0.3. Theoretical values for nu(3) range from 1.8 to 2.4; thus, the observed nu(3) is consistent with random-coil behavior. However, in contrast to data for loop formation as a function of loop size obtained with peptides of homogeneous sequence, we observe considerable scatter about the linear dependence of loop stability on loop size. Thus, foldable sequences behave very differently from homogeneous peptide sequences. The observed scatter suggests that there is considerable variation in the conformational properties along the backbone of a foldable sequence, consistent with alternating compact and extended regions. With regard to the reconciliation problem, it is evident that a scaling exponent consistent with a random coil is necessary but not sufficient to demonstrate random-coil behavior.

  17. Promoting Effects of a Single Rhodopseudomonas palustris Inoculant on Plant Growth by Brassica rapa chinensis under Low Fertilizer Input

    PubMed Central

    Wong, Wai-Tak; Tseng, Ching-Han; Hsu, Shu-Hua; Lur, Huu-Sheng; Mo, Chia-Wei; Huang, Chu-Ning; Hsu, Shu-Chiung; Lee, Kung-Ta; Liu, Chi-Te

    2014-01-01

    Several Rhodopseudomonas palustris strains have been isolated from rice paddy fields in Taiwan by combining the Winogradsky column method and molecular marker detection. These isolates were initially screened by employing seed germination and seedling vigor assays to evaluate their potential as inoculants. To fulfill the demand in the present farming system for reducing the application of chemical fertilizers, we assessed the plant growth-promoting effects of the R. palustris YSC3, YSC4, and PS3 inoculants on Brassica rapa chinensis (Chinese cabbage) cultivated under a half quantity of fertilizer. The results obtained showed that supplementation with approximately 4.0×106 CFU g−1 soil of the PS3 inoculant at half the amount of fertilizer consistently produced the same plant growth potential as 100% fertility, and also increased the nitrogen use efficiency of the applied fertilizer nutrients. Furthermore, we noted that the plant growth-promotion rate elicited by PS3 was markedly higher with old seeds than with new seeds, suggesting it has the potential to boost the development of seedlings that were germinated from carry-over seeds of poor quality. These beneficial traits suggest that the PS3 isolate may serve as a potential PGPR inoculant for integrated nutrient management in agriculture. PMID:25130882

  18. Correlation between bio-hydrogen production and polyhydroxybutyrate (PHB) synthesis by Rhodopseudomonas palustris WP3-5.

    PubMed

    Wu, Siang Chen; Liou, Syuan Zih; Lee, Chi Mei

    2012-06-01

    The aim of this study was to determine the competition between H(2) production and polyhydroxybutyrate (PHB) accumulation of Rhodopseudomonas palustris WP3-5 when grown on six different substrates. From the results, strain WP3-5 can utilize acetate, propionate, malate, and lactate to produce H(2) but can only synthesize PHB on acetate and propionate. The substrate conversion efficiency (SCE) on acetate and propionate increased significantly after the maximum PHB content was achieved, illustrating a competition for reducing power when PHB synthesis occurred. However, when strain WP3-5 was cultivated at suboptimal pH values on acetate, the synthesized PHB prevented strain WP3-5 from the stress of the inappropriate pH and retained H(2) producing efficiency as at optimal pH value. Consequently, although PHB synthesis does compete with H(2) production in R. palustris WP3-5, it is still conducive to H(2) production when strain WP3-5 is in a stressful condition.

  19. Identification, isolation, and sequence of the reaction center protein genes of the photosynthetic purple bacterium Rhodopseudomonas capsulata

    SciTech Connect

    Hearst, J.E.

    1984-07-01

    Reaction centers in photosynthetic membranes are the centers to which electronic excitation due to light absorption is transferred. This excitation brings about a charge separation between a bacteriochlorophyll molecule and two quinone molecules which ultimately leads to the formation of a hydroquinone. The reduced hydroquinone is then utilized to produce a proton gradient across the membrane and ultimately to produce ATP. We have focused our interest on the structure of the reaction center in the photosynthetic purple bacterium, Rhodopseudomonas capsulata, with the intention of establishing a detailed understanding of these first chemical steps in the natural fixation of sunlight. The methods used to identify and isolate the genes for the three reaction center subunits, L, M, and H, in Rps. capsulata are outlined. These genes have then been sequenced, and the sequences analyzed in detail for their similarity with sequences of comparable proteins from more advanced photosynthetic bacteria such as Anabena, from algae such as Euglena and Chlamydomonas, and from higher plants such as amaranthus, soybean, tobacco and spinach. Homology was found which has been tentatively interpreted to be in the region of quinone binding in all of these reaction centers. There is growing optimism that there will be substantial structural similarity between the reaction centers of the purple bacteria and those of photosystem II in higher plants. This conclusion is important because the x-ray crystal structures of several of the purple bacteria reaction center complexes are presently being worked on and will ultimately be solved.

  20. Control of 5-aminolaevulinate synthetase activity in Rhodopseudomonas spheroides. The purification and properties of an endogenous activator of the enzyme.

    PubMed

    Neuberger, A; Sandy, J D; Tait, G H

    1973-11-01

    1. A low-molecular-weight activator of 5-aminolaevulinate synthetase was detected in extracts of Rhodopseudomonas spheroides. The compound activates the enzyme extracted from oxygenated semi-anaerobically grown organisms by a factor of 6-8. 2. The activator was extensively purified, but owing to the exceedingly small amounts that could be extracted in the active form its structure was not determined. 3. The activator contains an acetylatable amino group; it is more stable at acid than at alkaline pH values; it is stable to treatment with I(2)-KI or potassium ferricyanide, but irreversibly inactivated by Na(2)S(2)O(4) or NaBH(4). 4. The chromatographic, electrophoretic, chemical and stability properties of the activator are similar to those of pteridines; purified activator preparations contain pteridines, as shown by their fluorescence spectrum. This does not, however, constitute an identification of the activator. 5. The activator enhances the activity of crude and partially purified enzyme and does not appear to require other endogenous factors or a supply of air to produce activation. Activation of the purified enzyme, however, requires the presence of either pyridoxal phosphate or sodium succinate. In the absence of both these factors the activator produces a time- and temperature-dependent decay of activity.

  1. Rhodopseudomonas sphaeroides lipid A derivatives block in vitro induction of tumor necrosis factor and endotoxin tolerance by smooth lipopolysaccharide and monophosphoryl lipid A.

    PubMed Central

    Henricson, B E; Perera, P Y; Qureshi, N; Takayama, K; Vogel, S N

    1992-01-01

    Rhodopseudomonas (Rhodobacter) sphaeroides diphosphoryl lipid A is a relatively inert species of lipid A but has been shown to antagonize the effects of toxic lipopolysaccharide (LPS) both in vivo and in vitro. The antagonist and its monophosphoryl derivative were examined for the ability to block tumor necrosis factor synthesis and reverse tolerance induction in vitro in macrophage cultures stimulated with bioactive preparations of smooth LPS, rough LPS, diphosphoryl lipid A, and monophosphoryl lipid A. Inhibition of agonist activity and reversal of tolerance by these novel penta-acylated lipid A antagonists provides new insight into macrophage-LPS interactions. PMID:1398939

  2. Phenotype fingerprinting suggests the involvement of single-genotype consortia in degradation of aromatic compounds by Rhodopseudomonas palustris

    SciTech Connect

    Karpinets, Tatiana V; Pelletier, Dale A; Pan, Chongle; Uberbacher, Edward C; Hettich, Robert {Bob} L; Samatova, Nagiza F

    2009-01-01

    Understanding of cellular processes involved in the anaerobic degradation of complex organic compounds by microorganisms is crucial for development of innovative biotechnologies for bioethanol production and for efficient degradation of toxic organic compounds. In natural environment the degradation is usually accomplished by syntrophic consortia comprised of different bacterial species. Here we show that the metabolically versatile phototrophic bacterium Rhodopseudomonas palustris may form its own syntrophic consortia, when it grows anaerobically on p-coumarate or benzoate as a sole carbon source. In the study we reveal the consortia from a comparison of large-scale measurements of mRNA and protein expressions under p-coumarate and benzoate degrading conditions using a novel computational approach referred as phenotype fingerprinting. In this approach marker genes for known R. palustris phenotypes are employed to calculate their expression from the gene and protein expressions in each studied condition. Subpopulations of the consortia are inferred from the expression of phenotypes and known metabolic modes of the R. palustris growth. We find that p-coumarate degrading condition leads to at least three R. palustris subpopulations utilizing p-coumarate, benzoate, and CO2 and H2. Benzoate degrading condition also produces at least three subpopulations utilizing benzoate, CO2 and H2, and N2 and formate. Communication among syntrophs and inter-syntrophic dynamics in each consortium are indicated by up-regulation of transporters and genes involved in the curli formation and chemotaxis. The photoautotrphic subpopulation found in both consortia is characterized by activation of two cbb operons and the uptake hydrogenase system. A specificity of N2-fixing subpopulation in the benzoate degrading consortium is the preferential activation of the vanadium nitrogenase over the molybdenum nitrogenase. The N2-fixing subpopulation in the consortium is confirmed by consumption of

  3. System-wide Studies of N-Lysine Acetylation in Rhodopseudomonas palustris Reveal Substrate Specificity of Protein Acetyltransferases*

    PubMed Central

    Crosby, Heidi A.; Pelletier, Dale A.; Hurst, Gregory B.; Escalante-Semerena, Jorge C.

    2012-01-01

    N-Lysine acetylation is a posttranslational modification that has been well studied in eukaryotes and is likely widespread in prokaryotes as well. The central metabolic enzyme acetyl-CoA synthetase is regulated in both bacteria and eukaryotes by acetylation of a conserved lysine residue in the active site. In the purple photosynthetic α-proteobacterium Rhodopseudomonas palustris, two protein acetyltransferases (RpPat and the newly identified RpKatA) and two deacetylases (RpLdaA and RpSrtN) regulate the activities of AMP-forming acyl-CoA synthetases. In this work, we used LC/MS/MS to identify other proteins regulated by the N-lysine acetylation/deacetylation system of this bacterium. Of the 24 putative acetylated proteins identified, 14 were identified more often in a strain lacking both deacetylases. Nine of these proteins were members of the AMP-forming acyl-CoA synthetase family. RpPat acetylated all nine of the acyl-CoA synthetases identified by this work, and RpLdaA deacetylated eight of them. In all cases, acetylation occurred at the conserved lysine residue in the active site, and acetylation decreased activity of the enzymes by >70%. Our results show that many different AMP-forming acyl-CoA synthetases are regulated by N-lysine acetylation. Five non-acyl-CoA synthetases were identified as possibly acetylated, including glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) and Rpa1177, a putative 4-oxalocrotonate tautomerase. Neither RpPat nor RpKatA acetylated either of these proteins in vitro. It has been reported that Salmonella enterica Pat (SePat) can acetylate a number of metabolic enzymes, including GAPDH, but we were unable to confirm this claim, suggesting that the substrate range of SePat is not as broad as suggested previously. PMID:22416131

  4. A two-step fermentation of distillers' grains using Trichoderma viride and Rhodopseudomonas palustris for fish feed.

    PubMed

    Zhang, Jian; Zhang, Wen-Xue; Li, Shun-Zhou; You, Ling; Zhang, Chao; Sun, Chuan-Ze; Liu, Xiao-Bin

    2013-10-01

    It is important to provide added value or to make full use of the co-product of grains from ethanol production. In order to convert distillers' grains into a high-quality feed, the Trichoderma viride and Rhodopseudomonas palustris fermentation were combined and investigated in this study. The T. viride fermentation was carried out in an aerobic fermentation installation in favoring of the growth of the fungi and the degradation of the cellulose, and then the fermentation of R. palustris was performed to increase the content of protein with an anaerobic installation. After the two step fermentations, the true protein content of dried distiller' grains increased from 11.4 to 33.6 % (w/w) (the content of crude protein from 14.5 to 39.7 %), the crude fiber content decreased from 21.3 to 7.6 % (w/w), the crude fat content increased from 5.5 to 7.9 % (w/w), the crude ash decreased from 14.6 to 10.2 % (w/w), the total phosphorus content increased from 0.4 to 1.2 % (w/w), and the water content was 11.8 % (w/w). The dried and fermented grains contain the R. palustris viable count of 5.3 × 10¹¹ CFU/g dry matter. The results may support a new application of an active photosynthetic bacteria fish feed in fisheries industry and offer a reference for the further study of lignocellulosic materials as raw materials converting into high-quality feed.

  5. BadR and BadM Proteins Transcriptionally Regulate Two Operons Needed for Anaerobic Benzoate Degradation by Rhodopseudomonas palustris

    PubMed Central

    Hirakawa, Hidetada; Hirakawa, Yuko; Greenberg, E. Peter

    2015-01-01

    The bacterium Rhodopseudomonas palustris grows with the aromatic acid benzoate and the alicyclic acid cyclohexanecarboxylate (CHC) as sole carbon sources. The enzymatic steps in an oxygen-independent pathway for CHC degradation have been elucidated, but it was unknown how the CHC operon (badHI aliAB badK) encoding the enzymes for CHC degradation was regulated. aliA and aliB encode enzymes for the conversion of CHC to cyclohex-1-enecarboxyl–coenzyme A (CHene-CoA). At this point, the pathway for CHC degradation merges with the pathway for anaerobic benzoate degradation, as CHene-CoA is an intermediate in both degradation pathways. Three enzymes, encoded by badK, badH, and badI, prepare and cleave the alicyclic ring of CHene-CoA to yield pimelyl-CoA. Here, we show that the MarR transcription factor family member, BadR, represses transcription of the CHC operon by binding near the transcription start site of badH. 2-Ketocyclohexane-1-carboxyl–CoA, an intermediate of CHC and benzoate degradation, interacts with BadR to abrogate repression. We also present evidence that the transcription factor BadM binds to the promoter of the badDEFGAB (Bad) operon for the anaerobic conversion of benzoate to CHene-CoA to repress its expression. Contrary to previous reports, BadR does not appear to control expression of the Bad operon. These data enhance our view of the transcriptional regulation of anaerobic benzoate degradation by R. palustris. PMID:25888170

  6. Reduktion von Rissartefakten durch nicht-lineare Registrierung in histologischen Schnittbildern

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Schubert, Nicole; Pietrzyk, Uwe; Reißel, Martin; Palm, Christoph

    In dieser Arbeit wird ein Verfahren vorgestellt, das Rissartefakte, die in histologischen Rattenhirnschnitten vorkommen können, durch nicht-lineare Registrierung reduziert. Um die Optimierung in der Rissregion zu leiten, wird der Curvature Registrierungsansatz um eine Metrik basierend auf der Segmentierung der Bilder erweitert. Dabei erzielten Registrierungen mit der ausschließlichen Segmentierung des Risses bessere Ergebnisse als Registrierungen mit einer Segmentierung des gesamten Hirnschnitts. Insgesamt zeigt sich eine deutliche Verbesserung in der Rissregion, wobei der verbleibende reduzierte Riss auf die Glatt-heitsbedingungen des Regularisierers zurückzuführen ist.

  7. 15N electron nuclear double resonance of the primary donor cation radical P+.865 in reaction centers of Rhodopseudomonas sphaeroides: additional evidence for the dimer model.

    PubMed Central

    Lubitz, W; Isaacson, R A; Abresch, E C; Feher, G

    1984-01-01

    Four 15N hyperfine coupling constants, including signs, have been measured by electron nuclear double resonance (ENDOR) and electron nuclear nuclear triple resonance (TRIPLE) for the bacteriochlorophyll a radical cation, BChla+., in vitro and for the light-induced primary donor radical cation, P+.865, in reaction centers of Rhodopseudomonas sphaeroides R-26. A comparison of the data shows that the hyperfine coupling constants have the same sign in both radicals and are, on the average, smaller by a factor of 2 in P+.865. These results provide additional evidence that P+.865 is a bacteriochlorophyll dimer and are in contradiction with the monomer structure of P+.865 recently proposed by O'Malley and Babcock. The reduction factors of the individual 15N couplings, together with the evidence from proton ENDOR data and molecular orbital calculations, indicate a dimer structure in which only two rings (either I and I or III and III) of the bacteriochlorophyll macrocycles overlap. PMID:6096857

  8. Deutsch Durch Audio-Visuelle Methode: An Audio-Lingual-Oral Approach to the Teaching of German.

    ERIC Educational Resources Information Center

    Dickinson Public Schools, ND. Instructional Media Center.

    This teaching guide, designed to accompany Chilton's "Deutsch Durch Audio-Visuelle Methode" for German 1 and 2 in a three-year secondary school program, focuses major attention on the operational plan of the program and a student orientation unit. A section on teaching a unit discusses four phases: (1) presentation, (2) explanation, (3)…

  9. Metabolic flexibility of the Fe(II)-oxidizing phototropic strain Rhodopseudomonas palustris TIE1 and its potential role in microbial iron cycling

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Schmidt, C.; Oswald, K.; Melton, E. D.; Kappler, A.

    2012-04-01

    The biogeochemical conversion of iron(II) and iron(III) is widespread in many aquatic and terrestrial environments. In the anoxic regime of soils and sediments the conversion and alternation of the iron redox state is predominantly run by microorganisms that are thought to gain life-sustaining energy by the oxidation and/or reduction of ferrous/ferric components. The spatial arrangement of microbial iron(II) oxidation and iron(III) reduction is largely controlled by the availability of the required electron acceptor and electron donor, as well as the essential source of energy (i.e. light or chemical energy). The physico-chemical patterns of many microbial environments undergo dynamic variations (i.e. diurnal and seasonal changes) as a function of natural external forces (i.e. seasonality, storm events, algae blooms) which strongly affects the local budget of organic carbon and nutrients, as well as the day light penetration. Such fluctuations force microorganisms either to follow the flow of substrate or to switch their metabolism to alternative electron acceptors and/or donors. Different photoferrotrophic bacteria have been shown to be able to grow either on organic (heterotrophic) or inorganic (autotrophic) substrates while exploiting light as their energy source. Within the frame of this study the preference for organic substrates (lactate and acetate) and/or ferrous iron (in simultaneous presence) for photo(ferro)trophic growth of Rhodopseudomonas palustris TIE1 has been investigated in detail. Rates of iron oxidation, acetate/lactate consumption and growth have been followed over time as a function of different lactate to acetate to iron(II) ratios. Additional experiments have been designed to evaluate the potential of Rhodopseudomonas palustris TIE1 to contribute to the redox cycling of iron. TIE1 has been grown in a batch set-up in which the iron(III)-reducing strain Shewanella oneidensis MR1 has been incubated at different ferrihydrite concentrations in

  10. Spectroscopy on the B850 band of individual light-harvesting 2 complexes of Rhodopseudomonas acidophila. I. Experiments and Monte Carlo simulations.

    PubMed Central

    Ketelaars, M; van Oijen, A M; Matsushita, M; Köhler, J; Schmidt, J; Aartsma, T J

    2001-01-01

    The electronic structure of the circular aggregate of 18 bacteriochlorophyll a (BChl a) molecules responsible for the B850 absorption band of the light-harvesting 2 (LH2) complex of the photosynthetic purple bacterium Rhodopseudomonas acidophila has been studied by measuring fluorescence-excitation spectra of individual complexes at 1.2 K. The spectra reveal several well-resolved bands that are obscured in the single, broad B850 band observed in conventional absorption measurements on bulk samples. They are interpreted consistently in terms of the exciton model for the circular aggregate of BChl a molecules. From the energy separation between the different exciton transitions a reliable value of the intermolecular interaction is obtained. The spectra of the individual complexes allow for a distinction between the intra- and the intercomplex disorder. In addition to the random disorder, a regular modulation of the interaction has to be assumed to account for all the features of the observed spectra. This modulation has a C(2) symmetry, which strongly suggests a structural deformation of the ring into an ellipse. PMID:11222320

  11. PRESERVATION OF H2 PRODUCTION ACTIVITY IN NANOPOROUS LATEX COATINGS OF RHODOPSEUDOMONAS PALUSTRIS CGA009 DURING DRY STORAGE AT AMBIENT TEMPERATURES

    SciTech Connect

    Milliken, C.; Piskorska, M.; Soule, T.; Gosse, J.; Flickinger, M.; Smith, G.; Yeager, C.

    2012-08-27

    To assess the applicability of latex cell coatings as an "off-the-shelf' biocatalyst, the effect of osmoprotectants, temperature, humidity and O{sub 2} on preservation of H{sub 2} production in Rhodopseudomonas palustris coatings was evaluated. Immediately following latex coating coalescence (24 h) and for up to 2 weeks of dry storage, rehydrated coatings containing different osmoprotectants displayed similar rates of H{sub 2} production. Beyond 2 weeks of storage, sorbitol- treated coatings lost all H{sub 2} production activity, whereas considerable H{sub 2} production was still detected in sucrose- and trehalose-stabilized coatings. The relative humidity level at which the coatings were stored had a significant impact on the recovery and subsequent rates of H{sub 2} production. After 4 weeks storage under air at 60% humidity, coatings produced only trace amounts of H{sub 2} (0-0.1% headspace accumulation), whereas those stored at <5% humidity retained 27-53% of their H{sub 2} production activity after 8 weeks of storage. When stored in argon at <5% humidity and room temperature, R. palustris coatings retained full H{sub 2} production activity for 3 months, implicating oxidative damage as a key factor limiting coating storage. Overall, the results demonstrate that biocatalytic latex coatings are an attractive cell immobilization platform for preservation of bioactivity in the dry state.

  12. Evaluation of the effects of different liquid inoculant formulations on the survival and plant-growth-promoting efficiency of Rhodopseudomonas palustris strain PS3.

    PubMed

    Lee, Sook-Kuan; Lur, Huu-Sheng; Lo, Kai-Jiun; Cheng, Kuan-Chen; Chuang, Chun-Chao; Tang, Shiueh-Jung; Yang, Zhi-Wei; Liu, Chi-Te

    2016-09-01

    Biofertilizers can help improve soil quality, promote crop growth, and sustain soil health. The photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas palustris strain PS3 (hereafter, PS3), which was isolated from Taiwanese paddy soil, can not only exert beneficial effects on plant growth but also enhance the efficiency of nutrient uptake from applied fertilizer. To produce this elite microbial isolate for practical use, product development and formulation are needed to permit the maintenance of the high quality of the inoculant during storage. The aim of this study was to select a suitable formulation that improves the survival and maintains the beneficial effects of the PS3 inoculant. Six additives (alginate, polyethylene glycol [PEG], polyvinylpyrrolidone-40 [PVP], glycerol, glucose, and horticultural oil) were used in liquid-based formulations, and their capacities for maintaining PS3 cell viability during storage in low, medium, and high temperature ranges were evaluated. Horticultural oil (0.5 %) was chosen as a potential additive because it could maintain a relatively high population and conferred greater microbial vitality under various storage conditions. Furthermore, the growth-promoting effects exerted on Chinese cabbage by the formulated inoculants were significantly greater than those of the unformulated treatments. The fresh and dry weights of the shoots were significantly increased, by 10-27 and 22-40 %, respectively. Horticultural oil is considered a safe, low-cost, and easy-to-process material, and this formulation would facilitate the practical use of strain PS3 in agriculture.

  13. Purification of L-glutamate-dependent citrate lyase from Clostridium sphenoides and electron microscopic analysis of citrate lyase isolated from Rhodopseudomonas gelatinosa, Streptococcus diacetilactis and C. sphenoides.

    PubMed

    Antranikian, G; Klinner, C; Kümmel, A; Schwanitz, D; Zimmermann, T; Mayer, F; Gottschalk, G

    1982-08-01

    Citrate lyase from Clostridium sphenoides was purified 72-fold with a yield of 11%. In contrast to citrate lyase from other sources the activity of this enzyme was strictly dependent on the presence of L-glutamate. The purified enzyme was only stable in the presence of 150 mM L-glutamate or 7 mM L-glutamate plus glycerol, sucrose or bovine serum albumin. Changes of the L-glutamate pool and of enzyme activity in growing cells of C. sphenoides indicated that citrate lyase activity in this organism was regulated by the intracellular L-glutamate concentration. Citrate lyase isolated from C. sphenoides, Rhodopseudomonas gelatinosa and Streptococcus diacetilactis was investigated by electron microscopy using the negative staining technique. Three different projections of enzyme molecules were observed: 'star' form, 'ring' form and 'triangle' form. In samples from R. gelatinosa and S. diacetilactis, star and ring forms occurred in a ratio of about 1:9. Using the enzyme from S. diacetilactis it was demonstrated that this ratio could be altered in favour of the star form by the addition of citrate or tricarballylate. The triangle form was observed in less than 1% of all evaluated molecules and may represent a transition form. In lyase samples from C. sphenoides there existed a correlation between enzyme activity and the proportion of stars and rings at varying concentrations of L-glutamate.

  14. Preservation of H2 production activity in nanoporous latex coatings of Rhodopseudomonas palustris CGA009 during dry storage at ambient temperatures

    PubMed Central

    Piskorska, M; Soule, T; Gosse, J L; Milliken, C; Flickinger, M C; Smith, G W; Yeager, C M

    2013-01-01

    Summary To assess the applicability of latex cell coatings as an ‘off-the-shelf’ biocatalyst, the effect of osmoprotectants, temperature, humidity and O2 on preservation of H2 production in Rhodopseudomonas palustris coatings was evaluated. Immediately following latex coating coalescence (24 h) and for up to 2 weeks of dry storage, rehydrated coatings containing different osmoprotectants displayed similar rates of H2 production. Beyond 2 weeks of storage, sorbitol-treated coatings lost all H2 production activity, whereas considerable H2 production was still detected in sucrose- and trehalose-stabilized coatings. The relative humidity level at which the coatings were stored had a significant impact on the recovery and subsequent rates of H2 production. After 4 weeks storage under air at 60% humidity, coatings produced only trace amounts of H2 (0–0.1% headspace accumulation), whereas those stored at < 5% humidity retained 27–53% of their H2 production activity after 8 weeks of storage. When stored in argon at < 5% humidity and room temperature, R. palustris coatings retained full H2 production activity for 3 months, implicating oxidative damage as a key factor limiting coating storage. Overall, the results demonstrate that biocatalytic latex coatings are an attractive cell immobilization platform for preservation of bioactivity in the dry state. PMID:23331993

  15. Non-growing Rhodopseudomonas palustris Increases the Hydrogen Gas Yield from Acetate by Shifting from the Glyoxylate Shunt to the Tricarboxylic Acid Cycle*

    PubMed Central

    McKinlay, James B.; Oda, Yasuhiro; Rühl, Martin; Posto, Amanda L.; Sauer, Uwe; Harwood, Caroline S.

    2014-01-01

    When starved for nitrogen, non-growing cells of the photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas palustris continue to metabolize acetate and produce H2, an important industrial chemical and potential biofuel. The enzyme nitrogenase catalyzes H2 formation. The highest H2 yields are obtained when cells are deprived of N2 and thus use available electrons to synthesize H2 as the exclusive product of nitrogenase. To understand how R. palustris responds metabolically to increase H2 yields when it is starved for N2, and thus not growing, we tracked changes in biomass composition and global transcript levels. In addition to a 3.5-fold higher H2 yield by non-growing cells we also observed an accumulation of polyhydroxybutyrate to over 30% of the dry cell weight. The transcriptome of R. palustris showed down-regulation of biosynthetic processes and up-regulation of nitrogen scavenging mechanisms in response to N2 starvation but gene expression changes did not point to metabolic activities that could generate the reductant necessary to explain the high H2 yield. We therefore tracked 13C-labeled acetate through central metabolic pathways. We found that non-growing cells shifted their metabolism to use the tricarboxylic acid cycle to metabolize acetate in contrast to growing cells, which used the glyoxylate cycle exclusively. This shift enabled cells to more fully oxidize acetate, providing the necessary reducing power to explain the high H2 yield. PMID:24302724

  16. Preservation of H 2 production activity in nanoporous latex coatings of Rhodopseudomonas palustris CGA009 during dry storage at ambient temperatures: Preservation of R.palustris latex coatings

    DOE PAGES

    Piskorska, M.; Soule, T.; Gosse, J. L.; ...

    2013-07-21

    To assess the applicability of latex cell coatings as an ‘off-the-shelf’ biocatalyst, the effect of osmoprotectants, temperature, humidity and O2 on preservation of H2 production in Rhodopseudomonas palustris coatings was evaluated. Immediately following latex coating coalescence (24 h) and for up to 2 weeks of dry storage, rehydrated coatings containing different osmoprotectants displayed similar rates of H2 production. Beyond 2 weeks of storage, sorbitol-treated coatings lost all H2 production activity, whereas considerable H2 production was still detected in sucrose- and trehalose-stabilized coatings. We stored the coatings at a relative humidity level which significantly impacts the recovery and subsequent rates ofmore » H2 production. After 4 weeks storage under air at 60% humidity, coatings produced only trace amounts of H2 (0–0.1% headspace accumulation), whereas those stored at < 5% humidity retained 27–53% of their H2 production activity after 8 weeks of storage. Furthermore, when stored in argon at < 5% humidity and room temperature, R. palustris coatings retained full H2 production activity for 3 months, implicating oxidative damage as a key factor limiting coating storage. Ultimately, the results demonstrate that biocatalytic latex coatings are an attractive cell immobilization platform for preservation of bioactivity in the dry state.« less

  17. Ionenquelle mit Plasma-Anregung durch Mikrowellen bei Elektronen-Zyklotron-Resonanz

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Hammer, K.; Weissmantel, C.

    Mit der Mikrowellen-Entladung bei Zyklotron-Resonanz ist eine effektive Plasma-Anregung möglich; es lassen sich Ionisationsgrade um 0,1 in Edel- und Reaktivgasen erreichen. Die Nutzung für Ionenquellen bietet gegenüber der unselbständigen Niederdruck-Bogenentladung eine Reihe von Vorteilen, insbesondere durch den Wegfall der Glühkatode. Es wird eine Breitstrahl-Ionenquelle beschrieben, die bei einer Extraktionsspannung von 1 kV Ionenströme bis zu 150 mA liefert. Die Ionenstromdichte läßt sich über einen Strahldurchmesser von 150 mm weitgehend konstant halten. Damit erfüllt die Mikrowellen-Ionenquelle Forderungen, wie sie beim Einsatz von Ionenstrahlverfahren in der Mikroelektronik gestellt werden.Translated AbstractIon Source with Plasma Generation by Microwaves in Electron Cyclotron ResonanceThe microwave discharge operated at cyclotron resonance allows to achieve an effective plasma generation; degrees of ionization of about 0,1 are feasible. The utilization in ion sources offers compared with non-selfsustained are discharges several advantages, in particular because the hot cathode is emitted. A broad-beam ion source is described which yields ion currents up to 150 mA at an extraction voltage of 1 kV. The ion current density could be maintained nearly constant over a beam diameter of 150 mm. Hence, the microwave ion source is shown to match the requirements for applications of ion beam processes in microelectronics.

  18. Reversible Nε-Lysine Acetylation Regulates the Activity of Acyl-CoA Synthetases Involved in Anaerobic Benzoate Catabolism in Rhodopseudomonas palustris

    PubMed Central

    Crosby, Heidi A.; Heiniger, Erin K.; Harwood, Caroline S.; Escalante-Semerena, Jorge C.

    2010-01-01

    Rhodopseudomonas palustris grows photoheterotrophically on aromatic compounds available in aquatic environments rich in plant-derived lignin. Benzoate degradation is regulated at the transcriptional level in R. palustris in response to anoxia and the presence of benzoate and/or benzoyl-CoA (Bz-CoA). Here, we report evidence that anaerobic benzoate catabolism in this bacterium is also regulated at the posttranslational level. In this pathway, benzoate is activated to Bz-CoA by the AMP-forming Bz-CoA synthetase (BadA) enzyme. Mass spectrometry and mutational analysis data indicate that residue Lys512 is critical to BadA activity. Acetylation of Lys512 inactivated BadA; deacetylation reactivated BadA. Likewise, 4-hydroxybenzoyl-CoA (HbaA) and cyclohexanecarboxyl-CoA (AliA) synthetases were also reversibly acetylated. We identified one acetyltransferase that modified BadA, Hba, and AliA in vitro. The acetyltransferase enzyme is homologous to the protein acetyltransferase (Pat) enzyme of Salmonella enterica sv Typhimurium LT2, thus we refer to it as RpPat. RpPat also modified acetyl-CoA (Ac-CoA) synthetase (Acs) from R. palustris. In vivo data indicate that at least two deacetylases reactivate BadAAc. One is SrtN (encoded by srtN, formerly rpa2524), a sirtuin-type NAD+-dependent deacetylase (O-acetyl-ADP-ribose-forming); the other deacetylase is LdaA (encoded by ldaA, for lysine deacetylase A; formerly rpa0954), an acetate-forming protein deacetylase. LdaA reactivated HbaAc and AliAAc in vitro. PMID:20345662

  19. Transcriptomic Responses of the Interactions between Clostridium cellulovorans 743B and Rhodopseudomonas palustris CGA009 in a Cellulose-Grown Coculture for Enhanced Hydrogen Production

    PubMed Central

    Lu, Hongyuan; Chen, Jiahua; Jia, Yangyang; Cai, Mingwei

    2016-01-01

    ABSTRACT Coculturing dark- and photofermentative bacteria is a promising strategy for enhanced hydrogen (H2) production. In this study, next-generation sequencing was used to query the global transcriptomic responses of an artificial coculture of Clostridium cellulovorans 743B and Rhodopseudomonas palustris CGA009. By analyzing differentially regulated gene expression, we showed that, consistent with the physiological observations of enhanced H2 production and cellulose degradation, the nitrogen fixation genes in R. palustris and the cellulosomal genes in C. cellulovorans were upregulated in cocultures. Unexpectedly, genes related to H2 production in C. cellulovorans were downregulated, suggesting that the enhanced H2 yield was contributed mainly by R. palustris. A number of genes related to biosynthesis of volatile fatty acids (VFAs) in C. cellulovorans were upregulated, and correspondingly, a gene that mediates organic compound catabolism in R. palustris was also upregulated. Interestingly, a number of genes responsible for chemotaxis in R. palustris were upregulated, which might be elicited by the VFA concentration gradient created by C. cellulovorans. In addition, genes responsible for sulfur and thiamine metabolism in C. cellulovorans were downregulated in cocultures, and this could be due to a response to pH changes. A conceptual model illustrating the interactions between the two organisms was constructed based on the transcriptomic results. IMPORTANCE The findings of this study have important biotechnology applications for biohydrogen production using renewable cellulose, which is an industrially and economically important bioenergy process. Since the molecular characteristics of the interactions of a coculture when cellulose is the substrate are still unclear, this work will be of interest to microbiologists seeking to better understand and optimize hydrogen-producing coculture systems. PMID:27208134

  20. Single-Genotype Syntrophy by Rhodopseudomonas palustris Is Not a Strategy to Aid Redox Balance during Anaerobic Degradation of Lignin Monomers

    PubMed Central

    Doud, Devin F. R.; Angenent, Largus T.

    2016-01-01

    Rhodopseudomonas palustris has emerged as a model microbe for the anaerobic metabolism of p-coumarate, which is an aromatic compound and a primary component of lignin. However, under anaerobic conditions, R. palustris must actively eliminate excess reducing equivalents through a number of known strategies (e.g., CO2 fixation, H2 evolution) to avoid lethal redox imbalance. Others had hypothesized that to ease the burden of this redox imbalance, a clonal population of R. palustris could functionally differentiate into a pseudo-consortium. Within this pseudo-consortium, one sub-population would perform the aromatic moiety degradation into acetate, while the other sub-population would oxidize acetate, resulting in a single-genotype syntrophy through acetate sharing. Here, the objective was to test this hypothesis by utilizing microbial electrochemistry as a research tool with the extracellular-electron-transferring bacterium Geobacter sulfurreducens as a reporter strain replacing the hypothesized acetate-oxidizing sub-population. We used a 2 × 4 experimental design with pure cultures of R. palustris in serum bottles and co-cultures of R. palustris and G. sulfurreducens in bioelectrochemical systems. This experimental design included growth medium with and without bicarbonate to induce non-lethal and lethal redox imbalance conditions, respectively, in R. palustris. Finally, the design also included a mutant strain (NifA*) of R. palustris, which constitutively produces H2, to serve both as a positive control for metabolite secretion (H2) to G. sulfurreducens, and as a non-lethal redox control for without bicarbonate conditions. Our results demonstrate that acetate sharing between different sub-populations of R. palustris does not occur while degrading p-coumarate under either non-lethal or lethal redox imbalance conditions. This work highlights the strength of microbial electrochemistry as a tool for studying microbial syntrophy. PMID:27471497

  1. Structure-Function Studies with the Unique Hexameric Form II Ribulose-1,5-bisphosphate Carboxylase/Oxygenase (Rubisco) from Rhodopseudomonas palustris*

    PubMed Central

    Satagopan, Sriram; Chan, Sum; Perry, L. Jeanne; Tabita, F. Robert

    2014-01-01

    The first x-ray crystal structure has been solved for an activated transition-state analog-bound form II ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (Rubisco). This enzyme, from Rhodopseudomonas palustris, assembles as a unique hexamer with three pairs of catalytic large subunit homodimers around a central 3-fold symmetry axis. This oligomer arrangement is unique among all known Rubisco structures, including the form II homolog from Rhodospirillum rubrum. The presence of a transition-state analog in the active site locked the activated enzyme in a “closed” conformation and revealed the positions of critical active site residues during catalysis. Functional roles of two form II-specific residues (Ile165 and Met331) near the active site were examined via site-directed mutagenesis. Substitutions at these residues affect function but not the ability of the enzyme to assemble. Random mutagenesis and suppressor selection in a Rubisco deletion strain of Rhodobacter capsulatus identified a residue in the amino terminus of one subunit (Ala47) that compensated for a negative change near the active site of a neighboring subunit. In addition, substitution of the native carboxyl-terminal sequence with the last few dissimilar residues from the related R. rubrum homolog increased the enzyme's kcat for carboxylation. However, replacement of a longer carboxyl-terminal sequence with termini from either a form III or a form I enzyme, which varied both in length and sequence, resulted in complete loss of function. From these studies, it is evident that a number of subtle interactions near the active site and the carboxyl terminus account for functional differences between the different forms of Rubiscos found in nature. PMID:24942737

  2. Single-genotype syntrophy by Rhodopseudomonas palustris is not a strategy to aid redox balance during anaerobic degradation of lignin monomers

    DOE PAGES

    Doud, Devin F. R.; Angenent, Largus T.

    2016-07-14

    Rhodopseudomonas palustris has emerged as a model microbe for the anaerobic metabolism of p-coumarate, which is an aromatic compound and a primary component of lignin. However, under an aerobic conditions, R.palustris must actively eliminate excess reducing equivalents through a number of known strategies (e.g., CO2 fixation, H2 evolution) to avoid lethal redox imbalance. Others had hypothesized that to ease the burden of this redox imbalance, a clonal population of R.palustris could functionally differentiate into a pseudo-consortium. Within this pseudo-consortium, one sub-population would perform the aromatic moiety degradation into acetate, while the other sub-population would oxidize acetate, resulting in a single-genotypemore » syntrophy through acetate sharing. Here, the objective was to test this hypothesis by utilizing microbial lelectrochemistry as a research tool with the extrac ellular-electron-transferring bacterium Geobacter sulfurreducens as a reporter strain replacing the hypothesized acetate-oxidizing sub-population. We used a 2×4 experimental design with pure cultures of R. palustris in serum bottles and co-cultures of R. palustris and G.sulfurreducens in bioelectrochemical systems.This experimental design included growth medium with and without bicarbonate to induce non-lethal and lethal redox imbalance conditions, respectively, in R. palustris. Finally, the design also included a mutant strain (NifA*) of R. palustris, which constitutively produces H2, to serve both as a positive control for metabolite secretion (H2) to G. sulfurreducens, and as a non-lethal redox control for without bicarbonate conditions. Our results demonstrate that acetate sharing between different sub-populations of R. palustris does not occur while degrading p-coumarate under either non-lethal or lethal redox imbalance conditions. Furthermore, this work highlights the strength of microbial electrochemistry as a tool for studying microbial syntrophy.« less

  3. Single-genotype syntrophy by Rhodopseudomonas palustris is not a strategy to aid redox balance during anaerobic degradation of lignin monomers

    SciTech Connect

    Doud, Devin F. R.; Angenent, Largus T.

    2016-07-14

    Rhodopseudomonas palustris has emerged as a model microbe for the anaerobic metabolism of p-coumarate, which is an aromatic compound and a primary component of lignin. However, under an aerobic conditions, R.palustris must actively eliminate excess reducing equivalents through a number of known strategies (e.g., CO2 fixation, H2 evolution) to avoid lethal redox imbalance. Others had hypothesized that to ease the burden of this redox imbalance, a clonal population of R.palustris could functionally differentiate into a pseudo-consortium. Within this pseudo-consortium, one sub-population would perform the aromatic moiety degradation into acetate, while the other sub-population would oxidize acetate, resulting in a single-genotype syntrophy through acetate sharing. Here, the objective was to test this hypothesis by utilizing microbial lelectrochemistry as a research tool with the extrac ellular-electron-transferring bacterium Geobacter sulfurreducens as a reporter strain replacing the hypothesized acetate-oxidizing sub-population. We used a 2×4 experimental design with pure cultures of R. palustris in serum bottles and co-cultures of R. palustris and G.sulfurreducens in bioelectrochemical systems.This experimental design included growth medium with and without bicarbonate to induce non-lethal and lethal redox imbalance conditions, respectively, in R. palustris. Finally, the design also included a mutant strain (NifA*) of R. palustris, which constitutively produces H2, to serve both as a positive control for metabolite secretion (H2) to G. sulfurreducens, and as a non-lethal redox control for without bicarbonate conditions. Our results demonstrate that acetate sharing between different sub-populations of R. palustris does not occur while degrading p-coumarate under either non-lethal or lethal redox imbalance conditions. Furthermore, this work highlights the

  4. BadR, a new MarR family member, regulates anaerobic benzoate degradation by Rhodopseudomonas palustris in concert with AadR, an Fnr family member.

    PubMed

    Egland, P G; Harwood, C S

    1999-04-01

    A cluster of genes for the anaerobic degradation of benzoate has been described for the phototrophic bacterium Rhodopseudomonas palustris. Here we provide an initial analysis of the regulation of anaerobic benzoate degradation by examining the contributions of two regulators: a new regulator, BadR, encoded by the benzoate degradation gene cluster, and a previously described regulator, AadR, whose gene lies outside the cluster. Strains with single mutations in either badR or aadR grew slowly on benzoate but were relatively unimpaired in growth on succinate and several intermediates of benzoate degradation. A badR aadR double mutant was completely defective in anaerobic growth on benzoate. Effects of the regulators on transcriptional activation were monitored with an R. palustris strain carrying a chromosomal fusion of 'lacZ to the badE gene of the badDEFG operon. This operon encodes benzoyl-coenzyme A (benzoyl-CoA) reductase, an unusual oxygen-sensitive enzyme that catalyzes the benzene ring reduction reaction that is the rate-limiting step in anaerobic benzoate degradation. Expression of badE::'lacZ was induced 100-fold when cells grown aerobically on succinate were shifted to anaerobic growth on succinate plus benzoate. The aadR gene was required for a 20-fold increase in expression that occurred in response to anaerobiosis, and badR was responsible for a further 5-fold increase in expression that occurred in response to benzoate. Further studies with the badE::'lacZ fusion strain grown with various kinds of aromatic acids indicated that BadR probably responds to benzoyl-CoA acting as an effector molecule. Sequence information indicates that BadR is a member of the MarR family of transcriptional regulators. These studies expand the range of functions regulated by MarR family members to include anaerobic aromatic acid degradation and provide an example of a MarR-type protein that acts as a positive regulator rather than as a negative regulator, as do most Mar

  5. The Didactic Model "LdL" (Lernen Durch Lehren) as a Way of Preparing Students for Communication in a Knowledge Society

    ERIC Educational Resources Information Center

    Grzega, Joachim; Schoner, Marion

    2008-01-01

    Based on studies in learning psychology, biology and education, the original technique "Lernen durch Lehren" ("LdL)" (German for "learning by teaching") has been elaborated into a meta-model ("Meta") "LdL" that aims at giving students a platform to acquire the competencies considered necessary for knowledge societies. Ninety-seven former students…

  6. Isolation of Rhp-PSP, a member of YER057c/YjgF/UK114 protein family with antiviral properties, from the photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas palustris strain JSC-3b.

    PubMed

    Su, Pin; Feng, Tuizi; Zhou, Xuguo; Zhang, Songbai; Zhang, Yu; Cheng, Ju'e; Luo, Yuanhua; Peng, Jing; Zhang, Zhuo; Lu, Xiangyang; Zhang, Deyong; Liu, Yong

    2015-11-04

    Rhodopseudomonas palustris strain JSC-3b isolated from a water canal adjacent to a vegetable field produces a protein that was purified by bioactivity-guided fractionation based on ammonium sulfate precipitation, ion-exchange absorption and size exclusion. The protein was further identified as an endoribonuclease L-PSP (Liver-Perchloric acid-soluble protein) by shotgun mass spectrometry analysis and gene identification, and it is member of YER057c/YjgF/UK114 protein family. Herein, this protein is designated Rhp-PSP. Rhp-PSP exhibited significant inhibitory activities against tobacco mosaic virus (TMV) in vivo and in vitro. To our knowledge, this represents the first report on the antiviral activity of a protein of the YER057c/YjgF/UK114 family and also the first antiviral protein isolated from R. palustris. Our research provides insight into the potential of photosynthetic bacterial resources in biological control of plant virus diseases and sustainable agriculture.

  7. Preservation of H 2 production activity in nanoporous latex coatings of Rhodopseudomonas palustris CGA009 during dry storage at ambient temperatures: Preservation of R.palustris latex coatings

    SciTech Connect

    Piskorska, M.; Soule, T.; Gosse, J. L.; Milliken, C.; Flickinger, M. C.; Smith, G. W.; Yeager, C. M.

    2013-07-21

    To assess the applicability of latex cell coatings as an ‘off-the-shelf’ biocatalyst, the effect of osmoprotectants, temperature, humidity and O2 on preservation of H2 production in Rhodopseudomonas palustris coatings was evaluated. Immediately following latex coating coalescence (24 h) and for up to 2 weeks of dry storage, rehydrated coatings containing different osmoprotectants displayed similar rates of H2 production. Beyond 2 weeks of storage, sorbitol-treated coatings lost all H2 production activity, whereas considerable H2 production was still detected in sucrose- and trehalose-stabilized coatings. We stored the coatings at a relative humidity level which significantly impacts the recovery and subsequent rates of H2 production. After 4 weeks storage under air at 60% humidity, coatings produced only trace amounts of H2 (0–0.1% headspace accumulation), whereas those stored at < 5% humidity retained 27–53% of their H2 production activity after 8 weeks of storage. Furthermore, when stored in argon at < 5% humidity and room temperature, R. palustris coatings retained full H2 production activity for 3 months, implicating oxidative damage as a key factor limiting coating storage. Ultimately, the results demonstrate that biocatalytic latex coatings are an attractive cell immobilization platform for preservation of bioactivity in the dry state.

  8. Isolation of Rhp-PSP, a member of YER057c/YjgF/UK114 protein family with antiviral properties, from the photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas palustris strain JSC-3b

    PubMed Central

    Su, Pin; Feng, Tuizi; Zhou, Xuguo; Zhang, Songbai; Zhang, Yu; Cheng, Ju’e; Luo, Yuanhua; Peng, Jing; Zhang, Zhuo; Lu, Xiangyang; Zhang, Deyong; Liu, Yong

    2015-01-01

    Rhodopseudomonas palustris strain JSC-3b isolated from a water canal adjacent to a vegetable field produces a protein that was purified by bioactivity-guided fractionation based on ammonium sulfate precipitation, ion-exchange absorption and size exclusion. The protein was further identified as an endoribonuclease L-PSP (Liver-Perchloric acid-soluble protein) by shotgun mass spectrometry analysis and gene identification, and it is member of YER057c/YjgF/UK114 protein family. Herein, this protein is designated Rhp-PSP. Rhp-PSP exhibited significant inhibitory activities against tobacco mosaic virus (TMV) in vivo and in vitro. To our knowledge, this represents the first report on the antiviral activity of a protein of the YER057c/YjgF/UK114 family and also the first antiviral protein isolated from R. palustris. Our research provides insight into the potential of photosynthetic bacterial resources in biological control of plant virus diseases and sustainable agriculture. PMID:26530252

  9. Unterstützung der IT-Service-Management-Prozesse an der Technischen Universität München durch eine Configuration-Management-Database

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Knittl, Silvia

    Hochschulprozesse in Lehre und Verwaltung erfordern durch die steigende Integration und IT-Unterstützung ein sogenanntes Business Alignment der IT und damit auch ein professionelleres IT-Service-Management (ITSM). Die IT Infrastructure Library (ITIL) mit ihrer Beschreibung von in der Praxis bewährten Prozessen hat sich zum de-facto Standard im ITSM etabliert. Ein solcher Prozess ist das Konfigurationsmanagement. Es bildet die IT-Infrastruktur als Konfigurationselemente und deren Beziehungen in einem Werkzeug, genannt Configuration Management Database (CMDB), ab und unterstützt so das ITSM. Dieser Bericht beschreibt die Erfahrungen mit der prototypischen Einführung einer CMDB an der Technischen Universität München.

  10. Herausforderungen durch die deutsche Wiedervereinigung

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Stäglin, Reiner

    Die Wiedervereinigung stellte auch die Statistik vor große Aufgaben. Die als Organ der staatlichen Planung staatsnah orientierte Statistik der DDR musste auf das zur Neutralität und wissenschaftlichen Unabhängigkeit verpflichtete System der Bundesrepublik umgestellt werden. Ebenso verlangten die Universitäten eine Neuorientierung. Die Deutsche Statistische Gesellschaft hat sich vor allem dreier Aufgaben mit großem Engagement, aber auch mit Bedachtsamkeit angenommen: Aufnahme und Integration der Statistiker aus den neuen Bundesländern in die Gesellschaft, Begleitung der Neuausrichtung des Faches Statistik an deren Hochschulen und Sicherung sowie Nutzung von Datenbeständen der ehemaligen DDR.

  11. Isolation and characterization of photosynthetic reaction centers from Rhodopseudomonas capsulata and Rhodopseudomonas sphaeroides

    SciTech Connect

    Worland, S.T.

    1984-09-01

    Reaction centers were isolated by affinity chromatography on equine cytochrome C. Peripheral proteins were removed with 0.05% LDAO. Absorption and EPR spectra and bleaching assays indicate that the reaction centers retained their electron donors and acceptors in the native environment. Three reaction center polypeptides were isolated and submitted for amino-terminal sequence determination. By comparing these sequences to those deduced from DNA, it was established that the M and L subunits are post-translationally modified to remove the aminoterminal Met, whereas the H subunit is not. Inhibition of O/sub 2/ evolution in photosystem II particles from spinach by naphthoquinone derivatives show O/sub 2/ inhibition by bromomethyl and acetoxymethyl derivatives but not with hydroxymethyl derivatives. Inhibition by acetoxymethyl derivatives in irreversible and dependent on illumination suggesting that reduction of the quinone is necessary. Therefore acetoxymethyl derivatives may be useful as suicide reagents for labelling quinone binding sites. Procedures were developed to extract one or both of the quinones present in reaction centers and preserve the integrity of the co-factor binding sites. The H and M subunits were cleaned using furmic acid. Both fragments were isolated from the H subunit, while the larger fragment was isolated from the M subunit. Electrophoretic mobilities of the isolated fragments agrees well with the expected molecular weights. The L subunit was digested with Staphylococcus areus vs protease. The pattern obtained was consistant with the potential sites of cleavage, but it was not possible to assign cleavage sites unambiguously. 112 references, 37 figures, 2 tables.

  12. Deutschunterricht Durch Handeln (Teaching German through Action).

    ERIC Educational Resources Information Center

    Segal, Bertha

    A teaching guide containing 102 elementary to intermediate level German lessons is presented. The lessons are based on the Total Physical Response technique of second language teaching. They follow the stages of first language acquisition: listening, speaking, and reading. Each of the ten units contains a list of new vocabulary words, instructions…

  13. Landeskunde durch Weinkunde: A Taste of German Culture.

    ERIC Educational Resources Information Center

    Peacock, Dennis E.

    1978-01-01

    Describes a cultural unit centered on German wines. After a series of preparatory lessons showing how the topic touches on geography, history, and social customs, the unit culminated in a wine tasting. (EJS)

  14. Light-induced proton gradients and internal volumes in chromatophores of Rhodopseudomonas sphaeroides

    SciTech Connect

    Melandri, B.A.; Mehlhorn, R.J.; Packer, L.

    1984-11-15

    To test the predictions of the chemiosmotic hypothesis, it is essential to have sensitive and accurate measures of the aqueous volume and pH within membrane compartments. One unique feature of the present investigation is the application of electron spin resonance probes to determine internal aqueous volume and pH changes in bacterial chromatophores under virtually identical conditions. Volumes of the chromatophores ranged from 6 to 16 ..mu..l/mg bacteriochlorophyll among different preparations, and were sensitive to the osmolarity of the suspending buffer. pH gradients reached two units in illuminated chromatophores as determined with ESR methods, and increased when KCl and valinomycin were added to the assay. Measurements with the fluorescent dye 9-amino-acridine yielded similar pH gradients, provided that an operational vesicle volume, which corrected for the binding of the dye to the membrane, was used in the calculation. The sensitivity of the ESR method allowed the measurement of pH gradients resulting from only a few light flashes. A plot of pH gradients versus number of flashes was linear up to about 30 flashes, and intercepted the origin. This result is consistent with proton release into the bulk aqueous phase after only a single light flash. This ability to measure small pH gradients offers new opportunities for the study of energy-transducing mechanisms. 21 references, 5 figures.

  15. Antisense RNA that Affects Rhodopseudomonas palustris Quorum-Sensing Signal Receptor Expression

    DTIC Science & Technology

    2012-01-01

    these molecules . Because asrpaR expression is quorum sensing dependent, we sought to characterize its production and function. We show that asrpaR is...but little is known about the function of these molecules . Because asrpaR expression is quorum sensing dependent, we sought to character- ize its...detection of N-acylhomoserine lactone-type quorum - sensing molecules : Detection of autoinducers in Mesorhizobium huakuii. Appl Environ Microbiol 69: 6949

  16. (Organization and regulation of the genes for nitrogen fixation in Rhodopseudomonas capsulata)

    SciTech Connect

    Not Available

    1991-01-01

    In prior support periods we identified, cloned and sequenced three genes involved in the regulation of nif gene expression in Rhodobacter capsulatus. These were called nifRI, nifR2 and nifR4; they turn out to be homologue of the ntrC, ntrB and ntrA genes of enterobacteria. We subsequently found that mutations in an additional gene, nifR5. render R. capsulatus nif genes constitutive with respect to ammonia. The nifR5 gene was shown to be similar to glnB of enteric bacteria, encoding the regulatory protein PII, and furthering the intersection of the glutamine synthetase adenylylation cascade with the control of nif gene transcription. In pursuit of the mechanism of 0{sub 2} control of nif gene expression, we constructed and analyzed the topology of a small plasmid in R. capsulatus as a function of 0{sub 2} concentration. We also cloned and obtained partial sequence data for two genes encoding the B subunit of DNA gyrase. The nucleotide sequence of the rpoB gene encoding RNA polymerase was nearly completed. A method for isolation of genes expressed differentially, developed for cyanobacteria, was applied successfully to R. capsulatus. Several genes that depend on nifR4 for their transcription were isolated. A transcription start site for a nifA gene was identified and the promoter sequence was analyzed. A physical map of the R calsulatus SB1003 chromosome was prepared, based on pulsed-field electrophoresis of XbaI and AseI fragments and hybridization with a gridded cosmid library, using a device that permits 864 cosmids to be hybridized at one time with a labeled chromosomal fragment.

  17. Hydrogen production by Rhodopseudomonas palustris WP 3-5 in a serial photobioreactor fed with hydrogen fermentation effluent.

    PubMed

    Lee, Chi-Mei; Hung, Guo-Jan; Yang, Chu-Fang

    2011-09-01

    In this study, a lab-scale serial photobioreactor composed of three column reactors was constructed and continuously operated to investigate several parameters influencing photohydrogen production when using the synthetic wastewater and the anaerobic hydrogen fermentation effluents as the influents. The results indicated that better hydrogen production rate was obtained when the serial photobioreactor was operated under cellular recycling at a short HRT of 8h. The serial photobioreactor maintained high hydrogen content ca. 80% in the produced gas and 0.4× dilution ratio was the suitable ratio for hydrogen production. When the photobioreactor fed with the real wastewater (Effluent 1) containing 100 mg/L NH4Cl, Column 1 reactor successfully reduced ammonia concentration to about 60 mg/L for cell synthesis, resulting in a steady hydrogen production in the following two column reactors. The average hydrogen production rate was 205 mL-H2/L/d.

  18. System-wide Studies of N-Lysine Acetylation in Rhodopseudomonas palustris Reveals Substrate Specificity of Protein Acetyltransferases

    SciTech Connect

    Crosby, Heidi A; Pelletier, Dale A; Hurst, Gregory {Greg} B; Escalante-Semerena, Jorge C

    2012-01-01

    Background: Protein acetylation is widespread in prokaryotes. Results: Six new acyl-CoA synthetases whose activities are controlled by acetylation were identified, and their substrate preference established. A new protein acetyltransferase was also identified and its substrate specificity determined. Conclusion: Protein acetyltransferases acetylate a conserved lysine residue in protein substrates. Significance: The R. palustris Pat enzyme specifically acetylates AMP-forming acyl-CoA synthetases and regulates fatty acid metabolism.

  19. [Organization and regulation of the genes for nitrogen fixation in Rhodopseudomonas capsulata]. Progress report, [June 5, 1989--June 4, 1991

    SciTech Connect

    Not Available

    1991-12-31

    In prior support periods we identified, cloned and sequenced three genes involved in the regulation of nif gene expression in Rhodobacter capsulatus. These were called nifRI, nifR2 and nifR4; they turn out to be homologue of the ntrC, ntrB and ntrA genes of enterobacteria. We subsequently found that mutations in an additional gene, nifR5. render R. capsulatus nif genes constitutive with respect to ammonia. The nifR5 gene was shown to be similar to glnB of enteric bacteria, encoding the regulatory protein PII, and furthering the intersection of the glutamine synthetase adenylylation cascade with the control of nif gene transcription. In pursuit of the mechanism of 0{sub 2} control of nif gene expression, we constructed and analyzed the topology of a small plasmid in R. capsulatus as a function of 0{sub 2} concentration. We also cloned and obtained partial sequence data for two genes encoding the B subunit of DNA gyrase. The nucleotide sequence of the rpoB gene encoding RNA polymerase was nearly completed. A method for isolation of genes expressed differentially, developed for cyanobacteria, was applied successfully to R. capsulatus. Several genes that depend on nifR4 for their transcription were isolated. A transcription start site for a nifA gene was identified and the promoter sequence was analyzed. A physical map of the R calsulatus SB1003 chromosome was prepared, based on pulsed-field electrophoresis of XbaI and AseI fragments and hybridization with a gridded cosmid library, using a device that permits 864 cosmids to be hybridized at one time with a labeled chromosomal fragment.

  20. Pyritoxidationsprozesse im cretazischen Emschermergel infolge von aeroben Bedingungen durch den Emscherumbau

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Droste, Björn; Wisotzky, Frank

    2015-09-01

    Due to the restoration of the Emscher river system, large amounts of the Emschermergel, a Cretaceous sediment containing significant amounts of carbonate and pyrite, will be released from its anoxic state. The oxidation of pyrite results in the release of protons, iron and sulfate. In order to evaluate the impact of the reaction products, extensive laboratory investigations were carried out. The methodology can detect pyrite content in the range of magnitude of the Rhenish lignite mining area (average 0.21 wt.% Pyritic-S). The formation of a naturally-occurring weathering horizon could also be detected. Under laboratory conditions, further oxidation of the weathered laboratory samples could be observed. Column experiments show significant release of sulfate at high concentrations. Hydrochemical modelling and acid-base accounting show neutralization of the free protons by the effective carbonate buffer in the sediment.

  1. Verminderte Tiefbrunnenergiebigkeit durch Versandung und Versinterung bei Veränderung der Grundwasserchemie

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Knuth, Christoph; Wisotzky, Frank; Becke, Norbert

    2017-01-01

    In three deep wells of a water works in the Lower Rhine Valley (Germany) decreasing well yield has been observed. To investigate the reasons for this decline, solids analysis (microscopy, Cinorg measurements, XRD-, SEM-analysis) was completed and hydrogeochemical calculations were carried out. The samples examined from the bottom of the wells indicate both hydromechanical entry of sand from the aquifer into the well, and formation of incrustations in the form of calcite within the well. The water analysis results show that almost all measured ion concentrations have increased over the past 10 years, which indicates a general change of the hydrochemical conditions of the aquifer. Hydrogeochemical models suggest that oversaturation exists regarding the mineral phases iron hydroxide and calcium carbonate, and therefore the formation of incrustations is possible.

  2. Zweiwegintegration durch zweisprachige Bildung? Ergebnisse aus der Staatlichen Europa-Schule Berlin

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Meier, Gabriela

    2012-06-01

    While there is no simple recipe of how to respond to the multitude of languages present in many European schools, this article presents a promising alternative to monolingual education. The focus is on Staatliche Europa-Schule Berlin (SESB), a two-way immersion (TWI) model that unites children whose mother tongue is German with children whose mother tongue is another locally spoken language in one class and teaches them together in two languages. Thus in this model, offered by 17 primary schools and 13 secondary schools in Berlin, pupils learn in two languages from and with each other. Based on a largely quantitative, quasi-experimental study with 603 students, evidence is provided that there are a number of peace-linguistic benefits that can promote two-way social integration, besides fostering personal and societal multilingualism. This suggests that TWI education as practised in Berlin could serve as an educational model for other multilingual parts of Europe.

  3. Vorhersage des Krankheitsverlaufes von leichten kognitiven Beeinträchtigungen durch automatisierte MRT Morphometrie

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Fritzsche, Klaus H.; Schlindwein, Sarah; Stieltjes, Bram; Essig, Marco; Meinzer, Hans-Peter

    Die leichte kognitive Beeinträchtigung (LKB) gilt als Anzeichen für ein erhöhtes Risiko der Entwicklung einer Alzheimerdemenz. Eine fundierte klinische Prognose für den Krankheitsverlauf kann aber bis dato nicht gegeben werden. Das Ziel dieser Arbeit besteht darin, eine möglichst präzise Vorhersage mittels automatisierter Morphometrie des Hippokampus im MRT-Bild zu treffen. In einer Studie mit 18 Probanden mit LKB wurde eine Prädiktionsgenauigkeit für die Entwicklung einer späteren Demenz von 83.3% erzielt. Eine manuelle Vergleichsmethode erreichte mit 55.6% Trefferquote keine signifikante Vorhersagegenauigkeit. Das automatische Verfahren erfüllt viele wichtige Voraussetzungen für den routinemäßigen klinischen Einsatz mit dem Potential, die klinische Vorhersage des Krankheitsverlaufes bei der LKB zu verbessern.

  4. Approximation dreidimensionaler Oberflächenmodelle der Lippen-Kiefer-Gaumen-Region durch aktive Polygonnetze

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Weichert, Frank; Ewerlin, Christoph; Büttner, Christian; Shamaa, Ali; Landes, Constantin; Linder, Roland; Wagner, Mathias

    In dieser Arbeit wird ein Verfahren zur Rekonstruktion eines dreidimensionalen Oberflächenmodells aus Serienschnitten vorgestellt, die sich von Lippen-Kiefer-Gaumenspalten (kurz LKG) ableiten und insbesondere die in der chirurgischen Behandlung relevanten medizinischen Strukturen berücksichtigen. Die Intention ist, ein aktives Polygonnetz (deformierbares Oberflächennetz) zur Rekonstruktion der Struktur zu verwenden. Initial wird ein Netzprototyp als grobe Approximation der Struktur erstellt und dann mithilfe eines Gradient Vector Flow (GVF)-Kraftfeldes deformiert. Inhärenter Aspekt der Deformation ist die Beachtung eines resultierenden überschneidungsfreien Oberflächennetzes. Die rekonstruierte Oberfläche eignet sich aufgrund ausgezeichneter Eigenschaften als Eingabe für eine Kräftesimulation mittels Finite-Elemente-Methoden.

  5. Einblicke in "Genderism" im Schulischen Verhalten durch subjektive Reflexivitat (Insights into "Genderism" in School Behavior).

    ERIC Educational Resources Information Center

    Faulstich-Wieland; Guting, Damaris; Ebsen, Silke

    2001-01-01

    Explores gender construction through school interactions. Views gender as a socially produced category by analyzing various theoretical approaches. Develops the genderism of school conduct using two examples from German instruction stating that confusion with sexual orientation arises through the deconstruction of the assumed role and active…

  6. Verminderte Tiefbrunnenergiebigkeit durch Versandung und Versinterung bei Veränderung der Grundwasserchemie

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Knuth, Christoph; Wisotzky, Frank; Becke, Norbert

    2017-03-01

    In three deep wells of a water works in the Lower Rhine Valley (Germany) decreasing well yield has been observed. To investigate the reasons for this decline, solids analysis (microscopy, Cinorg measurements, XRD-, SEM-analysis) was completed and hydrogeochemical calculations were carried out. The samples examined from the bottom of the wells indicate both hydromechanical entry of sand from the aquifer into the well, and formation of incrustations in the form of calcite within the well. The water analysis results show that almost all measured ion concentrations have increased over the past 10 years, which indicates a general change of the hydrochemical conditions of the aquifer. Hydrogeochemical models suggest that oversaturation exists regarding the mineral phases iron hydroxide and calcium carbonate, and therefore the formation of incrustations is possible.

  7. Modernisierung durch Feminisierung? Zur Geschichte des Lehrerinnenberufes (Modernization through Feminization -- On the History of the Profession of Women Teachers).

    ERIC Educational Resources Information Center

    Jacobi, Juliane

    1997-01-01

    Argues that the large contribution of women to the history of reform pedagogics substantiates the thesis that the professional image of the teacher is largely determined by the feminization of the profession. Contrasts this approach with other recent theses on the professionalization of male and female teachers. (DSK)

  8. Auf gute Nachbarschaft!. Verantwortungsübernahme durch Unternehmen für die Stadtteilentwicklung - Haniel und Grillo in Duisburg

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Kleine-König, Christiane; Hohn, Uta

    2016-03-01

    Companies' community involvement turns out to be spatially relevant and-in many cases-to be focused on the near surroundings of the place of business. Some companies strategically align their involvement in order to systematically address local challenges. The essay at hand addresses the subject of corporate social responsibility from a local development perspective. Using the example of two family-owned enterprises based in Duisburg, Haniel and Grillo, it illustrates how socially committed companies can get involved with their local community by acting as good neighbours. Furthermore, it argues that socially committed companies can function as producers of space concerning matters of urban and local development. The specific local settings as well as the economic conditions of the local community serve as an explanatory background of the companies' involvement. The cases presented in this paper prove the firms' specific knowledge of local development needs and possibilities. This makes them qualified partners for local government actors and civil society actors. Thus, in the future, it is worth addressing corporate local responsibility from a governance point of view both in theory and in practice.

  9. Störungen des Betriebs geothermischer Anlagen durch mikrobielle Stoffwechselprozesse und Erfolg von Gegenmaßnahmen

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Würdemann, Hilke; Westphal, Anke; Kleyböcker, Anne; Miethling-Graff, Rona; Teitz, Sebastian; Kasina, Monika; Seibt, Andrea; Wolfgramm, Markus; Eichinger, Florian; Lerm, Stephanie

    2016-06-01

    In the context of geothermal systems, biofilms can influence mineral formation and material resistance against corrosion. In three geothermal plants with different salinity and temperature, organisms of the sulfur cycle have contributed to process failures. On the cold side of a heat store, the increased diversity and abundance of sulfate reducing bacteria (SRB) revealed their participation in corrosion processes and their contribution to a decline in injection efficiency. In all plants, a temporary ingress of oxygen or nitrate led to an increased abundance of sulfur oxidizing bacteria (SOB) that might have accelerated corrosion. In addition, the increase in SOB abundance led to filter clogging in a cold store. Based on their role in microbial-induced corrosion (MIC), changes in the abundance of SOB and SRB may indicate the cause of failure. Measures to control microbial growth, mineral deposits and corrosion, such as temporary increases in temperature, acidification, and addition of hydrogen peroxide (H2O2) and nitrate, were evaluated.

  10. Entwicklung neuer Uebungsformen durch die Einbeziehung des Mediums Fernsehen (Development of New Types of Exercises through the Use of Television)

    ERIC Educational Resources Information Center

    Eggers, Dietrich

    1975-01-01

    Discusses the use of television in university-preparatory schools. The exercises are supplementary to "Deutsch 2000" (M. Hueber, Munich), and deal with land and culture. Three short films are presented, for use in free comment. Examples of grammar, vocabulary and dictation exercises are given. (Text is in German.) (IFS/WGA)

  11. Vermittlung sprachlicher Register durch szenisches Spiel nach Dramentexten von Bertolt Brecht (Using Scenes from Bertolt Brecht's Dramas to Further Acquisition of Language Skills)

    ERIC Educational Resources Information Center

    Lemke, Gerhard

    1975-01-01

    Describes the use of some modern German drama in 3rd-year foreign language classes. Following classwork and homework, the students improvised scenes. The handling of certain passages is discussed, including their use in intensive training in speaking. (Text is in German.) (IFS/WGA)

  12. orbis (sphaera), circulus, via, iter, orbita -- on the terminological identification of the essential paradigm change in astronomy by Johannes Kepler. (German Title: orbis (sphaera), circulus, via, iter, orbita} -- zur terminologischen Kennzeichnung des wesentlichsten Paradigmawechsels in der Astronomie durch Johannes Kepler)

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Krafft, Fritz

    2011-08-01

    The use of modern terminology hinders to understand historical astronomical texts and often misleads the reader. Therefore, this study tries to reconstruct the ideas of the way the planets seem to move against the sphere of fixed stars in a non-teleological manner, that means in the original view and with original terms. The study proceeds historically and explains: (1) Aristotle's system of homocentric spheres being hollow spheres of ether turning equally round the earth in the centre of the world, a number of which makes the apparatus of the movement of a planet which produces its apparently unequal motion. (2) Ptolemy's reductionistic system of geometric circles (eccentric deferents, epicycles etc.), which are indeed great circles on non-concentric hollow spheres, whereupon they turn around equally. The space which they take up in all is surrounded by an inner and an outer concentric spherical surface and makes the sphere of the planet. (3) John's of Sacrobosco transferring of the geometric astronomy to the Latin of Middle Ages and the commentators' precision of the Greek-Latin terms. (4) The tradition of the "Theorica planetarum" which makes this geometry physics by allotting every partial moving to a partial material hollow sphere (with spherical surfaces of different centricity) or full sphere of an epicycle (orbes particulares or partialis), a number of which makes the entire sphere of each planet (orbis totalis or totus). - Copernicus also stood within this tradition, except that his entire spheres differ from the earlier ones in size or thickness (because he eliminated the partly very big synodic epicycles and allocated their effect as a mere parallactic one to the yearly moving of the earth) and in the great intervening spaces between each other (a result of measuring the true distances of the planets on the basis of these parallactic effects). (5) Tycho Brahe's refutation of the unchangingness and unpermeableness and therefore solidity of all etherial spheres, what had been the fundamental condition for creating the indirect ways of the planets in all astronomical systems with partial or entire spheres engaging one another. It was particularly Kepler who recognizes that as a result celestial physics requires a complete change. (6) Kepler's replacement of celestial physics. He did not think any more that the apparent (unequal) way of a planet indirectly results from the combination of several equal movements of etherial partial and entire spheres. His planets move their true and real way caused directly by the joint effect of two corporal forces moving the planets both around the sun and to and from it, which latter makes the planet's speed indeed naturally unequal. For this "real way" he coins in late 1604 the specific term "orbita" (the modern "orbit", the German "Bahn". This term then little by little replaced the former non-specific, general description of the apparent or real way (as "via, iter, ambitus, circulus, circuitus" etc.), and Kepler used it increasingly from its introduction (initially frequently joined to a describing definition of this "way") up to the exclusive use in the fifth book of the "Epitome", after this "orbita" had changed its shape from a perfect eccentric circle to an oval and finally an elliptic form. This way Kepler marks the paradigm change of astronomy caused by himself also terminologically.

  13. Lehrerbelastungsforschung -- Erweiterung durch ein handlungpsychologisches Belastungskonzept (Research on Teacher's Ability To Cope with Stress -- A Broadening of the Approach by Including a Psychology of Action-Concept of Stress).

    ERIC Educational Resources Information Center

    Krause, Andreas

    2003-01-01

    Reveals that most research on teacher stress relies on personal accounts. Presents a psychology of action-concept of stress and that has been transferred to teacher's instructional activities. Argues that this psychology of action concept of stress helps develop an understanding of teachers' work and what may lead to psychological stress. (CAJ)

  14. Schulentwicklung durch Ruckmeldung der Lernwirksamkeit an die Einzelschule: Moglichkeiten und Grenzen der Schuleffizienzforschung (School Development through Feedback on the Effectiveness of Learning at the Individual School: Possibilities and Limits of School Effectiveness Research).

    ERIC Educational Resources Information Center

    Arnold, Karl-Heinz

    2002-01-01

    Discusses School Effectiveness Research (SER) as a method of determining the learning effectiveness of individual schools and school systems. Determines that SER data offer valuable information for the advice, supervision, and further education of teachers, but lacks enough empirical evidence to make generalized decisions for individual school…

  15. Einbeziehung des Elternhauses durch Lehrer: Art, Ausmass und Bedingungen der Elternpartizipation aus der Sicht von Gymnasiallehrern (The Inclusion of the Parental Home by Teachers: Mode, Extent, and Conditions of Parental Participation from the Perspective of High School Teachers).

    ERIC Educational Resources Information Center

    Wild, Elke

    2003-01-01

    Examines a survey among high school teachers that focuses on their attitudes, convictions, and assessment of external factors and conditions that effect the goal of parent cooperation in homework supervision. Concludes teachers are open minded. Offers clues to optimizing the cooperation between parents and teachers. (CAJ)

  16. The reprint of a chapter of Nicolaus Copernicus' principal book by Heinrich Brucaeus, Rostock 1573 (German Title: Der Nachdruck eines Kapitels des Hauptwerkes von Nicolaus Copernicus durch Heinrich Brucaeus, Rostock 1573)

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Hamel, Jürgen

    The book "De motu primo libri tres" of the Rostock professor Heinrich Brucaeus (1530-1593), which appeared in 1573, contains an unmodified reprint of a section of Copernicus` principal work, first book, 14th chapter, exercise 3. This reprint, hitherto unnoticed, is of interest for the reception of Copernicus' work. This article reproduces the text and presents some research on Brucaeus, who was Tycho Brahe's teacher in Rostock. His biography and his scientific achievements are outlined.

  17. Multiple genome sequences reveal adaptations of a phototrophic bacterium to sediment microenvironments.

    SciTech Connect

    Oda, Yasuhiro; Larimer, Frank W; Chain, Patrick S. G.; Malfatti, Stephanie; Shin, Maria V; Vergez, Lisa; Hauser, Loren John; Land, Miriam L; Braatsch, Stephan; Beatty, Thomas; Pelletier, Dale A; Schaefer, Amy L; Harwood, Caroline S

    2008-11-01

    The bacterial genus Rhodopseudomonas is comprised of photosynthetic bacteria found widely distributed in aquatic sediments. Members of the genus catalyze hydrogen gas production, carbon dioxide sequestration, and biomass turnover. The genome sequence of Rhodopseudomonas palustris CGA009 revealed a surprising richness of metabolic versatility that would seem to explain its ability to live in a heterogeneous environment like sediment. However, there is considerable genotypic diversity among Rhodopseudomonas isolates. Here we report the complete genome sequences of four additional members of the genus isolated from a restricted geographical area. The sequences confirm that the isolates belong to a coherent taxonomic unit, but they also have significant differences. Whole genome alignments show that the circular chromosomes of the isolates consist of a collinear backbone with a moderate number of genomic rearrangements that impact local gene order and orientation. There are 3,319 genes, 70% of the genes in each genome, shared by four or more strains. Between 10% and 18% of the genes in each genome are strain specific. Some of these genes suggest specialized physiological traits, which we verified experimentally, that include expanded light harvesting, oxygen respiration, and nitrogen fixation capabilities, as well as anaerobic fermentation. Strain-specific adaptations include traits that may be useful in bioenergy applications. This work suggests that against a backdrop of metabolic versatility that is a defining characteristic of Rhodopseudomonas, different ecotypes have evolved to take advantage of physical and chemical conditions in sediment microenvironments that are too small for human observation.

  18. Expression of tfx and sensitivity to the rhizobial peptide antibiotic trifolitoxin in a taxonomically distinct group of alpha-proteobacteria including the animal pathogen Brucella abortus.

    PubMed Central

    Triplett, E W; Breil, B T; Splitter, G A

    1994-01-01

    Three phylogenetically distinct groups within the alpha-proteobacteria which differ in trifolitoxin sensitivity are described. Trifolitoxin sensitivity was found in strains of Agrobacterium, Brucella, Mycoplana, Ochrobactrum, Phyllobacterium, Rhodobacter, Rhodopseudomonas, Rhodospirillum, and Rhizobium. Strains of Agrobacterium, Brucella, Phyllobacterium, Rhizobium, and Rhodospirillum were capable of producing trifolitoxin upon conjugal transfer of tfxABCDEFG. PMID:7527627

  19. Der Aufbau mentaler Modelle durch bildliche Darstellungen: Eine experimentalle Studie uber die Bedeutung der Merkmalsdimensionen Elaboriertheit und Strukturierheit im Sachunterricht der Grundschule (The Development of Mental Processes through Graphic Representation with Diverging Degrees of Elaboration and Structurization: An Experimental Study Carried Out in Elementary Science Instruction in Primary School).

    ERIC Educational Resources Information Center

    Martschinke, Sabine

    1996-01-01

    Examines types of graphical representation as to their suitability for knowledge acquisition in primary grades. Uses the concept of mental models to clarify the relationship between external presentation and internal representation of knowledge. Finds that students who learned with highly elaborated and highly structured pictures displayed the…

  20. On the size of the ptolemaic system of the world - a study based on two figures by Johannes Kepler. (German Title: Über die Gröszlig;e des ptolemäischen Weltsystems - Eine Studie, veranlasst durch zwei Bilder bei Johannes Kepler)

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Oberschelp, Arnold

    It is well known that the geocentric system according to Ptolemy is almost twice as large as the heliocentric planetary system of Copernicus. There are, however, two pictures, given by Kepler in his «Mysterium Cosmographicum» of 1596 which - at first glance - seem to contradict this. The first picture of the heliocentric system is drawn to scale. The second picture shows a geocentric system, which seems to be too small. The puzzle about the size is solved rather trivially by the fact - which is not mentioned by Kepler and which may be overlooked - that the geocentric picture is not drawn to scale and that the angles do not correspond to the degrees noted at them. In order to get a geocentric picture drawn to scale - taking Kepler's degrees for granted - it is necessary to discuss some details of the ptolemaic system. The result is, however, a geocentric system which is too big. The solution of this new puzzle is not obvious. It turns out that one of Keplers degrees (for Mars) does not correspond to the parameters of Ptolemy. Actually, in his book of 1596, Kepler's topic is not the ptolemaic system nor the copernican distances, but his heliocentric model with the five regular polyhedra. While it is interesting to note all these facts, Kepler's pictures and degrees, for the size of the ptolemaic system, lead to a dead end. Using the parameters from the «Almagest» and the principle of nested spheres from the «Planetary Hypotheses» a distance scale (Tab. 10) for the geocentric system is derived. This distance scale, however, is somewhat different from the well known ptolemaic distance scale (Tab. 1). This puzzle is not resolved, but due to the fact that different sources («Almagest» and «Planetary Hypotheses») of Ptolemy are involved. The distances of Tab. 10 correspond better to the ptolemaic system, since the relative thickness of the spheres is computed from the rather precise parameters (eccentricities and epicycle radii) of the «Almagest». The distances of Tab. I, given in the «Planetary Hypotheses», use values for the relative thicknesses of the spheres which are rounded off. Since the pictures of Kepler, when viewed together, are misleading, two new pictures of the copernican and ptolemaic planetary systems are given drawn to the same scale. A final remark is about the radius of the «tychonic system».

  1. Hermeneutische Kompetenz durch Fallarbeit. Uberlegungen zum Stellenwert kasuistischer Forschung und Lehre an Beispielen antinomischen Handelns in sportspadagogischen Berufsfeldern (Hermeneutic Competence through Case Studies. Considerations on the Relevance of Casuistic Research and Theory Exemplified by Antinomic Acting in the Field of Sports Pedagogics).

    ERIC Educational Resources Information Center

    Schierz, Matthias; Thiele, Jorg

    2002-01-01

    Discusses approaches and open questions of a case-oriented, clinically operating sports pedagogy in the acquisition of ability and reflexive judgment. Evaluates the potential contribution of using case studies to train physical education and youth training instructors. (CAJ)

  2. Optoelektronik Infrarotlicht für die Faseroptik

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Drach, Volker

    2003-07-01

    Die Eigenschaften der kondensierten Materie sind durch die elektronische Bandstruktur bestimmt. Daher sind sie in Raumladungszonen an Oberflächen abhängig von der Ladungsdichte. Ein Team des Forschungszentrums Karlsruhe machte sich nun diesen Effekt zu Nutze und induzierte in metallischen Nanostrukturen durch eine elektrische Spannung reversible Änderungen der makroskopischen Eigenschaften [1].

  3. Nanophysik Durchstimmbare Dehnung in Platin

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Weissmüller, Jörg; Kramer, Dominik; Viswanath, Raghavan; Gleiter, Herbert

    2003-07-01

    Die Eigenschaften der kondensierten Materie sind durch die elektronische Bandstruktur bestimmt. Daher sind sie in Raumladungszonen an Oberflächen abhängig von der Ladungsdichte. Ein Team des Forschungszentrums Karlsruhe machte sich nun diesen Effekt zu Nutze und induzierte in metallischen Nanostrukturen durch eine elektrische Spannung reversible Änderungen der makroskopischen Eigenschaften [1].

  4. Physik gestern und heute: Visualisierung mit der Schlierenmethode

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Heering, Peter

    2006-07-01

    Der Name des österreichischen Forschers Ernst Mach ist heute noch mit der Schallgeschwindigkeit verbunden. Diese Auszeichnung resultiert aus Machs Untersuchungen, wie sich Projektile mit Überschallgeschwindigkeit durch die Luft bewegen. Gerade in jüngster Zeit hat die Anwendung derartiger Methoden durch technische Modifikationen wieder einen Aufschwung erfahren.

  5. Anaerobic degradation of halogenated benzoic acids by photoheterotrophic bacteria.

    PubMed

    van der Woude, B J; de Boer, M; van der Put, N M; van der Geld, F M; Prins, R A; Gottschal, J C

    1994-06-01

    From light-exposed enrichment cultures containing benzoate and a mixture of chlorobenzoates, a pure culture was obtained able to grow with 3-chlorobenzoate (3-CBA) or 3-bromobenzoate (3-BrBA) as the sole growth substrate anaerobically in the light. The thus isolated organism is a photoheterotroph, designated isolate DCP3. It is preliminarily identified as a Rhodopseudomonas palustris strain. It differs from Rhodopseudomonas palustris WS17, the only other known photoheterotroph capable of using 3-CBA for growth, in its independence of benzoate for growth with 3-CBA and in its wider substrate range: if grown on 3-CBA, it can also use 2-CBA, 4-CBA or 3,5-CBA.

  6. The orientation of the primary donor in bacterial photosynthesis.

    PubMed

    Frank, H A; Friesner, R; Nairn, J A; Dismukes, G C; Sauer, K

    1979-09-11

    The triplet state EPR spectra of magnetically aligned whole cells of Rhodopseudomonas viridis and Rhodopseudomonas palustris display a marked dependence on the orientation of the static EPR field with respect to the alignment field direction. This observation implies that the primary donor species on which the triplets are localized are ordered within the membranes. We have developed a theoretical model for the system to enable calculation of the orientation of the magnetic axes of the primary donor species with respect to the membranes in which they reside. The triplet state spectra are generated by an ensemble of partially ordered magnetic systems and a computer simulation of the experimental results. The triplet orientation is very similar for the two organisms studied, where one axis lies predominantly in the plane of the membrane and the other two axes have approximately equal projections onto the normal to the membrane.

  7. Integrating large-scale functional genomics data to dissect metabolic networks for hydrogen production

    SciTech Connect

    Harwood, Caroline S

    2012-12-17

    The goal of this project is to identify gene networks that are critical for efficient biohydrogen production by leveraging variation in gene content and gene expression in independently isolated Rhodopseudomonas palustris strains. Coexpression methods were applied to large data sets that we have collected to define probabilistic causal gene networks. To our knowledge this a first systems level approach that takes advantage of strain-to strain variability to computationally define networks critical for a particular bacterial phenotypic trait.

  8. Temperature Dependence of the Rate Constants of Charge Recombination Reactions in Bacterial Reaction Centers

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Thuy, T. T.; Yen, V. T. H.; Thao, T. T.; Viet, Nguyen Ai

    The bacterial reaction center couples light-induced electron transfer via a tightly bound ubiquinone (QA) to a mobile ubiquinone (QB). Based on the electron transfer theory by Marcus, we have investigated the rate of charge recombination reactions from Rhodopseudomonas viridis and Rhodobacter sphaeroides, by mean of finding an approximation formula. The results obtained are verified for not only at high and low temperature as the previous works but also at the medium temperature range.

  9. Production of lipases by four anoxygenic purple non-sulphur phototrophic bacteria.

    PubMed

    Munjam, Srinivas; Girisham, S; Reddy, S M

    Production of lipases by Rhodopseudomonas palustris, Rhodobacter sphaeroides, Rhodocyclus gelatinosus and Rhodocyclus tenuis in different synthetic media was investigated. Rc. gelatinosus followed by Rb. sphaeroides were good producers of lipases, while Rps. palustris and Rc. tenuis were poor in lipase secretion. Lipase secretion by Rc. gelatinosus was adaptive in nature, while other three bacterial behavior was inconsistent. No positive correlation could be observed between growth and lipase production.

  10. Isolation and Analysis of Novel Electrochemically Active Bacteria for Enhanced Power Generation in Microbial Fuel Cells

    DTIC Science & Technology

    2009-03-07

    ISOLATION AND ANALYSIS OF NOVEL ELECTROCHEMICALLY ACTIVE BACTERIA FOR ENHANCED POWER GENERATION IN MICROBIAL FUEL CELLS B.E. Logan, J.M. Regan...new exoelectrogenic bacteria during this project. We isolated Rhodopseudomonas palustris DX-1, and demonstrated for the first time that a pure culture... isolated Ochrobactrum anthropi YZ-1, which had the remarkable characteristic that it was unable to respire using hydrous Fe(lll) oxide but produced

  11. Biochemistry and control of the reductive tricarboxylic acid pathway of CO2 fixation and physiological role of the Rubis CO-like protein

    SciTech Connect

    Tabita, F. Robert

    2008-12-04

    During the past years of this project we have made progress relative to the two major goals of the proposal: (1) to study the biochemistry and regulation of the reductive TCA cycle of CO2 fixation and (2) to probe the physiological role of a RubisCO-like protein (RLP). Both studies primarily employ the green sulfur bacterium Chlorobium tepidum as well as other photosynthetic bacteria including Rhodospirillum rubrum and Rhodopseudomonas palustris.

  12. Biofilm Formation by a Metabolically Versatile Bacterium

    DTIC Science & Technology

    2009-03-19

    carbon compound, p - coumarate is used by R. palustris to synthesize a novel chemical language of cell-to–cell communication in the form p -coumaryl...Samatova, D. A. Pelletier, C. S. Harwood, and R.L. Hettich. 2008. Characterization of anaerobic catabolism of p - coumarate in Rhodopseudomonas palustris...found that the plant-derived carbon compound, p - coumarate is used by R. palustris to synthesize a novel chemical language of cell-to–cell

  13. Einsatz einer Echtzeit-Publish/Subscribe-Kommunikation für die Teleoperation mobiler Roboter

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Lindhorst, Timo; Herms, André; Schulze, Michael

    In der Telerobotik werden mobile Roboter über ein Kommunikationsnetz durch einen Operator ferngesteuert. Um interaktiv zu operieren, mussen Daten in beide Richtungen in Echtzeit kommuniziert werden. Zusätzlich ist eine hohe Ausfallsicherheit des Systems zu gewährleisten. Diese Arbeit beschreibt die Umsetzung ernes solchen Szenarios unter Verwendung einer Echtzeit-Publish/Subscribe-Kommunikation. Ein drahtloses Mesh-Netzwerk erfüllt durch redundante Verbindungen die Anforderungen an die Kommunikation. Eine Publish/Subscribe-Middleware ermöglicht eine inhaltsbasierte Kommunikation und erlaubt dadurch eine hohe Flexibilität der Teilnehmer. Durch die modulare Software-Architektur der Applikationen entsteht ein verteiltes System, in dem mobile Roboter durch netzwerktransparente Kommunikation gesteuert werden.

  14. JPRS Report Environmental Issues

    DTIC Science & Technology

    2007-11-02

    Automobile Manufacturers Control Pollution From Paint [H. Schaller; FRANKFURTER ZEITUNG/BLICK DURCH DIE WIRTSCHAFT 19 Jun] 75 Institute Reports on...Force Base in Ogden, Utah, in converting from a chemical to a mechanical method for removing old paint from the aircraft and ground equipment, has...6809-217 Automobile Manufacturers Control Pollution From Paint 90WN0161A Frankfurt/Main FRANKFURTER ZEITUNG/BLICK DURCH DIE WIRTSCHAFT in German

  15. Analyse der Störfestigkeit nichtlinearer Schaltungen gegenüber leitungsgebundenen elektromagnetischen Störungen mit multi-input Wiener/Hammerstein-Modellen

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Stegemann, S.; John, W.; Mathis, W.

    2012-09-01

    In dieser Arbeit wird der Einfluss von leitungsgebundenen Störungen untersucht, welche in einen beliebigen Eingang (Signaleingang, Spannungsversorgung, Masse-Potenzial, etc.) einer Analogschaltung einkoppeln. Die zu untersuchende Schaltung wird dazu durch einen Wiener/Hammerstein-Ansatz als nichtlineares System mit zwei Eingängen modelliert. Mit Hilfe dieses Blockmodells werden analytische Ausdrücke derjenigen Frequenzanteile bestimmt, die durch Intermodulationen zwischen Stör- und Eingangssignal am Ausgang einer Schaltung entstehen.

  16. Geothermie

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Zahoransky, Richard; Allelein, Hans-Josef; Bollin, Elmar; Oehler, Helmut; Schelling, Udo

    Mit zunehmender Tiefe nimmt die Erdtemperatur zu. Im flüssigen inneren Erdkern herrschen Temperaturen von 3000 bis 6000 K. Durch Wärmeleitung entsteht ein Wärmestrom zur kalten Erdoberfläche. Nur an wenigen Stellen in der oberen Erdkruste wird Erdwärme durch Wasserund Dampfströmungen an die Oberfläche befördert. Die vom Erdkern abgegebene Wärme wird zu etwa 60 % durch den im Kern ablaufenden radioaktiven Zerfall, im Wesentlichen der Elemente Kalium K-40, Thorium Th-232, Uran U-235 und U-238, gespeist. Der Rest der Wärme zählt zur Ursprungswärme, die einmal bei der Erdentstehung entstand und zum anderen durch umgewandelte kinetische Energie großer Meteoriteneinschläge sowie permanent durch die Erstarrung des Erdkernmaterials in der Übergangszone vom flüssigen zum festen Kern freigesetzt wird. Die Erstarrung setzt Kristallisationswärme (Latentwärme) frei. Die Geothermie ist für menschliche Zeitvorstellungen unerschöpflich, obwohl sich langfristig die Erde abkühlt.

  17. Inelastic neutron scattering study of light-induced dynamics of a photosynthetic membrane system

    SciTech Connect

    Furrer, A.; Stoeckli, A.

    2010-01-15

    Inelastic neutron scattering was employed to study photoeffects on the molecular dynamics of membranes of the photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas viridis. The main photoactive parts of this biomolecular system are the chlorophyll molecules whose dynamics were found to be affected under illumination by visible light in a twofold manner. First, vibrational modes are excited at energies of 12(2) and 88(21) cm{sup -1}. Second, a partial 'freezing' of rotational modes is observed at energies of 1.2(3) and 2.9(5) cm{sup -1}. These results are attributed to a possible coupling between molecular motions and particular mechanisms in the photosynthetic process.

  18. Single-protein study of photoresistance of pigment-protein complex in lipid bilayer

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Uchiyama, Daisuke; Hoshino, Hajime; Otomo, Kohei; Kato, Taro; Onda, Ken-ichi; Watanabe, Akira; Oikawa, Hiroyuki; Fujiyoshi, Satoru; Matsushita, Michio; Nango, Mamoru; Watanabe, Natsuko; Sumino, Ayumi; Dewa, Takehisa

    2011-07-01

    Photoresistance of a pigment-binding membrane protein, light-harvesting 2 (LH2) complex from the photosynthetic bacterium, Rhodopseudomonas acidophila, was investigated by fluorescence of single LH2 complexes at a temperature of 296 K. Before irreversibly stopping fluorescence, a single LH2 complex in phospholipid bilayer of dimyristoylphosphatidylcholine (DMPC) emitted on average 4 times more fluorescence photons than a complex in detergent micelle of octylglucopyranoside (OG). Fluorescence-excitation spectrum of single LH2 complexes taken at 5 K showed that the LH2 complex is structurally less perturbed in DMPC bilayer than in OG micelle, suggesting that structural instability reduces photoresistance of LH2.

  19. (Anaerobic metabolism of aromatic compounds by phototrophic bacteria: Biochemical aspects)

    SciTech Connect

    Gibson, J.

    1989-01-01

    Two aspects of the work proposed have received major emphasis during the period since the grant was activated: isolation and characterization of transposon insertion mutants of Rhodopseudomonas palusrtis defective in phototrophic growth on aromatic compounds, and attempts to purify and characterize the Coenzyme A ligase enzyme involved in activating 4-hydroxybenzoate. The HPLC apparatus was installed in August, and calibration of columns both for metabolite and for protein separations has been initiated. A start has also been made on synthesis of Coenzyme A thioesters of compounds that are potential intermediates in the anaerobic degradation pathways. 1 tab.

  20. A Fluorescent, Reagentless Biosensor for ATP, Based on Malonyl-Coenzyme A Synthetase

    PubMed Central

    2015-01-01

    A fluorescent reagentless biosensor for ATP has been developed, based on malonyl-coenzyme A synthetase from Rhodopseudomonas palustris as the protein scaffold and recognition element. Two 5-iodoacetamidotetramethylrhodamines were covalently bound to this protein to provide the readout. This adduct couples ATP binding to a 3.7-fold increase in fluorescence intensity with excitation at 553 nm and emission at 575 nm. It measures ATP concentrations with micromolar sensitivity and is highly selective for ATP relative to ADP. Its ability to monitor enzymatic ATP production or depletion was demonstrated in steady-state kinetic assays in which ATP is a product or substrate, respectively. PMID:26355992

  1. Fluorescence enhancement of light-harvesting complex 2 from purple bacteria coupled to spherical gold nanoparticles

    SciTech Connect

    Bujak, Ł.; Czechowski, N.; Piatkowski, D.; Litvin, R.; Mackowski, S.; Brotosudarmo, T. H. P.; Pichler, S.; Cogdell, R. J.; Heiss, W.

    2011-10-24

    The influence of plasmon excitations in spherical gold nanoparticles on the optical properties of a light-harvesting complex 2 (LH2) from the purple bacteria Rhodopseudomonas palustris has been studied. Systematic analysis is facilitated by controlling the thickness of a silica layer between Au nanoparticles and LH2 complexes. Fluorescence of LH2 complexes features substantial increase when these complexes are separated by 12 nm from the gold nanoparticles. At shorter distances, non-radiative quenching leads to a decrease of fluorescence emission. The enhancement of fluorescence originates predominantly from an increase of absorption of pigments comprising the LH2 complex.

  2. Terminal steps of bacteriochlorophyll a phytol formation in purple photosynthetic bacteria.

    PubMed Central

    Shioi, Y; Sasa, T

    1984-01-01

    Four chemically different bacteriochlorophylls (Bchls) a esterified with geranylgeraniol, dihydrogeranylgeraniol, tetrahydrogeranylgeraniol, and phytol have been detected by high-pressure liquid chromatography in cell extracts from Rhodopseudomonas sphaeroides and Chromatium vinosum. Bchl a containing phytol is the principal component, and the other three Bchls a comprise about 4% of the total Bchls a in stationary-phase cells of R. sphaeroides and C. vinosum. The high levels of the minor pigments occur in the beginning of Bchl a phytol formation, indicating that they are not degradation products, but intermediates of Bchl a phytol formation. PMID:6609153

  3. Molecular Regulation of Photosynthetic Carbon Dioxide Fixation in Nonsulfur Purple Bacteria

    SciTech Connect

    Tabita, Fred Robert

    2015-12-01

    The overall objective of this project is to determine the mechanism by which a transcriptional activator protein affects CO2 fixation (cbb) gene expression in nonsulfur purple photosynthetic bacteria, with special emphasis to Rhodobacter sphaeroides and with comparison to Rhodopseudomonas palustris. These studies culminated in several publications which indicated that additional regulators interact with the master regulator CbbR in both R. sphaeroides and R. palustris. In addition, the interactive control of the carbon and nitrogen assimilatory pathways was studied and unique regulatory signals were discovered.

  4. Procedure for rapid isolation of photosynthetic reaction centers using cytochrome c affinity chromatography

    SciTech Connect

    Brudvig, G.W.; Worland, S.T.; Sauer, K.

    1983-02-01

    Horse heart cytochrome c linked to Sepharose 4B is used to purify reaction centers from Rhodopseudomonas sphaeroides R-26. This procedure allows for an initial recovery of 80-90% of the bacterial reaction centers present in chromatophore membranes. High purity reaction centers (A/sub 280//A/sub 802/ < 1.30) can be obtained with a 30% recovery. Reaction centers from wild-type Rps. sphaeroides and Rps. capsulata also bind to a cytochrome c column. Cytochrome c affinity chromatography can also be used to isolate photosystem I complexes from spinach chloroplasts.

  5. Abgasnachbehandlung

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Wirth, Ralf; Raatz, Thorsten

    Bisher wurde die Emissionsminderung beim Dieselmotor vorwiegend durch inner motorische Maßnahmen bewirkt. Bei vielen Diesel-Fahrzeugen werden die vom Motor freigesetzten Emissionen (Rohemissionen) jedoch die zukünftig in Europa, den USA und Japan geltenden Emissionsgrenzwerte überschreiten. Die erforderlichen hohen Minderungsraten lassen sich voraussichtlich nur durch eine effiziente Kombination von innermotorischen und nachmotorischen Maßnahmen erreichen. Analog zur bewährten Vorgehensweise bei Benzinfahrzeugen werden deshalb auch für Dieselfahrzeuge verstärkt Systeme zur Abgas - nachbehandlung (nachmotorische Emis sions minderung) entwickelt.

  6. Biomass recovery during municipal wastewater treatment using photosynthetic bacteria and prospect of production of single cell protein for feedstuff.

    PubMed

    Saejung, Chewapat; Thammaratana, Thani

    2016-12-01

    Utilization of photosynthetic bacteria (PSB) for wastewater treatment and production of biomass for economical single cell protein production is a feasible option. In this study, Rhodopseudomonas sp. CSK01 was used for municipal wastewater treatment and the effect of initial pH, light intensity and additional carbon source was investigated. Optimum chemical oxygen demand (COD) removal and biomass production were achieved when the initial pH and light intensity were 7 and 4000 lux, respectively. The specific growth rate, biomass yield and biomass productivity were found to be 0.4/d, 3.2 g/g COD and 2.1 g/L/d, respectively, which were improved by 100%, 167% and 200% relative to the original condition. Under the optimal conditions, COD removal reached 85% and maximum biomass was 6.2 g/L accomplished within three days of cultivation. The biomass had a relatively high protein content (60.1%) consisting of all essential amino acids. The contents of histidine, lysine, phenylalanine and leucine were superior to those of the previously described PSB. Results showed that COD removal was not improved in the presence of additional carbon sources (glucose, sucrose and malic acid). The addition of malic acid significantly increased the biomass accumulation by 279% relative to the original condition, whereas COD removal was declined due to carbon catabolite repression. In this study, PSB biomass recovery and catabolite repression are proposed in municipal wastewater treatment by Rhodopseudomonas sp.

  7. Europäisches Organ der Festkörperforschung und DDR-Devisenbringer Die Zeitschrift Physica Status Solidi im Kalten Krieg

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Hoffmann, Dieter

    Mit dem Ziele, ein einheitliches internationales Organ der Festkörperphysik für den europäischen Raum zu schaffen, das eine rasche Publikation der für das Festkörpergebiet repräsentative Arbeiten ermöglicht, wird durch ein internationales Herausgebergremium eine neue wissenschaftliche Zeitschrift gegründet.

  8. Die Gasultrazentrifuge als mediale Projektion des Kalten Krieges

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Helmbold, Bernd

    Studien der letzten Dekaden nach der Wiedervereinigung von BRD und DDR erweitern die Perspektive der Wissenschaftsgeschichte vom Fokus des Big Science und der technisch-militärisch-industriellen Auseinandersetzung zwischen den zwei Blöcken zu einer globalen Transformation im Konflikt der Supermächte geprägt durch lokale und auch interne Ausformungen.

  9. Germany’s Chosen Path: Domestic Security Institutions in the Berlin Republic 1990-97.

    DTIC Science & Technology

    1997-12-01

    wird vom Neorealismusparadigma unterstotzt, hier dargestel It durch Kenneth Waltz. Das liberate Paradigma unterstUtzt die Perspektive der "Kultur von Zur... Paradigma folgen. Urn diesen aktuellen Weg in Richtung Realismus zu andern, mul$ Deutschland bestimmte Institutionen verandern oder abschaffen. In der

  10. Ermüdungs- und Wachsamkeitsmanagement

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Ebermann, Hans-Joachim; Murtha, Maria-Pascaline

    1994 wurde erstmals Ermüdung (Fatigue) durch die amerikanische Unfalluntersuchungsbehörde NTSB (National Transportation Safety Board) offiziell als Hauptursache für einen Unfall in der Luftfahrt erklärt. Seitdem wird Müdigkeit bei der Untersuchung von Unfällen systematisch abgefragt.

  11. Combined Therapy of Septicemia with Ofloxacin and/or Synthetic Trehalose Dicorynomycolate (S-TDCM) in Irradiated and Wounded Mice (Die Kombinierte Therapie der Septikaemie mit Ofloxacin und/oder Synthetischem Trehalose- Dicorynomycolat (S-TDCM) bei Bestrahlten und Verwundeten Maeusen)

    DTIC Science & Technology

    1989-01-01

    for effective therapy of polymicrobic infections in irradiated/wounded mice. ZUSAMMENFASSUNG Im Gefolge letaler Bestrahlung fallen MAuse normalerweise...durch die Inhalation von Methoxyfluran andsthetisiert wurden. Eine Stunde nach 8.0 G.- Germma- Bestrahlung wurden dorsal Haut- und Muskelgewebe in Ent

  12. Active Duty- U.S. Army Noise-Induced Hearing Injury Quarterly Surveillance: Q1 2010 Thru Q2 2012

    DTIC Science & Technology

    2014-06-10

    threshold shift, tinnitus , and Noise-Induced Hearing Loss. RECOMMENDATIONS: Commanders and Preventive Medicine assets at multiple levels should use...Humes LE, Jollenbeck LM, Durch JS: Noise and military service: Implications for hearing loss and tinnitus . Washington, DC: National Academy Press...NONSPECIFIC ABNORMAL AUDITORY FUNCTION STUDIES TINN Tinnitus 38830 TINNITUS UNSPECIFIED TINN Tinnitus 38831 SUBJECTIVE TINNITUS TINN Tinnitus 38832 OBJECTIVE

  13. Active Duty-U.S. Army Noise Induced Hearing Injury Quarterly Surveillance Q3 2011 thru Q4 2013

    DTIC Science & Technology

    2014-06-30

    incident case rates for sensorineural hearing loss significant threshold shift, tinnitus , and Noise-Induced Hearing Loss. RECOMMENDATIONS: Commanders...2013 A-1 APPENDIX A REFERENCES Humes LE, Jollenbeck LM, Durch JS: Noise and military service: Implications for hearing loss and tinnitus . Washington...FUNCTION STUDIES TINN Tinnitus 38830 TINNITUS UNSPECIFIED TINN Tinnitus 38831 SUBJECTIVE TINNITUS TINN Tinnitus 38832 OBJECTIVE TINNITUS CPT Codes

  14. Darwin als Sehhilfe für die Psychologie - Evolutionspsychologie

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Schwab, Frank

    Im Folgenden geht es um Einäugige, stereoskopisches Sehen, weite und enge Horizonte, Monokel und Sonnenbrillen. Der Beitrag versucht die Metapher des Sehens und der Sehhilfen anzuwenden, um so zu verdeutlichen, welchen Gewinn die herkömmliche Psychologie durch die Verwendung einer Darwin'schen Brille erlangen kann.

  15. Energetische Verwertung von Biomasse

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Zahoransky, Richard; Allelein, Hans-Josef; Bollin, Elmar; Oehler, Helmut; Schelling, Udo

    Etwa 0,1% der Solarenergie wandeln sich durch Photosynthese aus dem Kohlendioxid der Luft in Biomasse um. Die Biomassen sind als Festbrennstoff nutzbar oder zu gasförmigen Brennstoffen weiterverarbeitbar. Zwei Arten von Biomassen sind zu unterscheiden: Anfallende Biomasse

  16. Die Deutsche Statistische Gesellschaft in der Weimarer Republik und während der Nazidiktatur

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Wilke, Jürgen

    Nach anfänglichen Schwierigkeiten durch den 1. Weltkrieg erlangte die Deutsche Statistische Gesellschaft (DStatG) unter dem renommierten Statistiker und Vorsitzenden der DStatG, Friedrich Zahn, durch eine Vielzahl von Aktivitäten hohes Ansehen. Es gab Bestrebungen, Statistiker aus allen Arbeitsfeldern der Statistik in die DStatG zu integrieren, wobei die "Mathematische Statistik" nur zögerlich akzeptiert wurde (Konjunkturforschung, Zeitreihenanalyse). Nach der Machtübernahme 1933 durch Adolf Hitler geriet die DStatG in das Fahrwasser nationalsozialistischer Ideologie und Politik (Führerprinzip, Gleichschaltung des Vereinswesens). Damit war eine personelle Umstrukturierung in der DStatG verbunden. Politisch Missliebige und rassisch Verfolgte mussten die DStatG verlassen (Bernstein, Freudenberg, Gumbel u.a.). Unter den Statistikern gab es alle Abstufungen im Verhalten zum Regime von Ablehnung und zwangsweiser Anpassung über bereitwilliges Mitläufertum bis zu bewusster Täterschaft. Besonders die Bevölkerungsstatistik wurde durch die NS- Rassenpolitik auf lange Sicht diskreditiert. Im Rahmen von Wirtschaftsplanung und Aufrüstung wurden neue zukunftsträchtige statistische Modelle (Grünig, Bramstedt, Leisse) entwickelt.

  17. Grundlagen des Tissue Engineering

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Mayer, Jörg; Blum, Janaki; Wintermantel, Erich

    Die Organtransplantation stellt eine verbreitete Therapie dar, um bei krankheitsoder unfallbedingter Schädigung eines Organs die Gesamtheit seiner Funktionen wieder herzustellen, indem es durch ein Spenderorgan ersetzt wird. Organtransplantationen werden für die Leber, die Niere, die Lunge, das Herz oder bei schweren grossflächigen Verbrennungen der Haut vorgenommen. Der grosse apparative, personelle und logistische Aufwand und die Risiken der Transplantationschirurgie (Abstossungsreaktionen) sowie die mangelnde Verfügbarkeit von immunologisch kompatiblen Spenderorganen führen jedoch dazu, dass der Bedarf an Organtransplantaten nur zu einem sehr geringen Teil gedeckt werden kann. Sind Spenderorgane nicht verfügbar, können in einzelnen Fällen lebenswichtige Teilfunktionen, wie beispielsweise die Filtrationsfunktion der Niere durch die Blutreinigung mittels Dialyse ersetzt oder, bei mangelnder Funktion der Bauchspeicheldrüse (Diabetes), durch die Verabreichung von Insulin ein normaler Zustand des Gesamtorganismus auch über Jahre hinweg erhalten werden. Bei der notwendigen lebenslangen Anwendung apparativer oder medikamentöser Therapie können für den Patienten jedoch häufig schwerwiegende, möglicherweise lebensverkürzende Nebenwirkungen entstehen. Daher werden in der Forschung Alternativen gesucht, um die Funktionen des ausgefallenen Organs durch die Implantation von Zellen oder in vitro gezüchteten Geweben möglichst umfassend wieder herzustellen. Dies erfordert biologisch aktive Implantate, welche die für den Stoffwechsel des Organs wichtigen Zellen enthalten und einen organtypischen Stoffwechsel entfalten.

  18. Learning by Teaching: Developing Transferable Skills

    ERIC Educational Resources Information Center

    Stollhans, Sascha

    2016-01-01

    "Learning by teaching" (German: "Lernen durch Lehren," commonly abbreviated as "LdL") is a teaching and learning approach which was developed by the French language teacher Jean-Pol Martin in German schools in the 1980s (Martin, 1985). The method sees students in the role of the teacher, and enhances their learning…

  19. TÜV - Zertifizierungen in der Life Science Branche

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Schaff, Peter; Gerbl-Rieger, Susanne; Kloth, Sabine; Schübel, Christian; Daxenberger, Andreas; Engler, Claus

    Life Sciences [1] (Lebenswissenschaften) sind ein globales Innovationsfeld mit Anwendungen der Bio- und Medizinwissenschaften, der Pharma-, Chemie-, Kosmetik- und Lebensmittelindustrie. Diese Branche zeichnet sich durch eine stark interdisziplinäre Ausrichtung aus, mit Anwendung wissenschaftlicher Erkenntnisse und Einsatz von Ausgangsstoffen aus der modernen Biologie, Chemie und Humanmedizin sowie gezielter marktwirtschaftlich orientierter Arbeit.

  20. Nicolaus Copernicus Gesamtausgabe. Band III/1: Kommentar zu "De revolutionibus".

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Schmeidler, F.

    Nicolaus Copernicus Gesamtausgabe, H. M. Nobis, M. Folkerts (eds.). Contents: 1. Die Entstehungsgeschichte von "De revolutionibus". 2. Die bisherigen Editionen. 3. Die bisherigen Kommentare. 4. Inhaltliche Kommentierung des Hauptwerks von Copernicus. 5. Anmerkungen zu einzelnen Stellen. 6. Durch wen wurde Copernicus geistig beeinflußt?

  1. Networking as a Seismograph for Social Development. A Contribution to the Function Expansion of Networks Using the Example of Health Promotion of the Socially Disadvantaged (Netzwerkbildung als Seismograph gesellschaftlicher Entwicklungen: Ein Beitrag zur Funktionserweiterung von Netzwerken am Beispiel der Gesundheitsfoerderung von sozial Benachteiligten)

    DTIC Science & Technology

    2008-03-01

    vollzieht sich in den letzten Jahren Ober eine Vielzahl von Netzwerken, uber die sich unterschiedlichste Akteure miteinander verknQ~pft haben. In...indirekt, politische 2 Akteure zu adressieren und bisherige Handlungsdefizite der Gesundheitsf6rderung bei sozial Benachteiligten auch uber neue...klassischen Sinne der Korporatismusanalyse impliziert, sondern gar eine Form der Einwandvorwegnahme darsteilt. Auf der Grundlage der durch die bislang uber

  2. [Cosmus Conrad Cuno (1652-1745) on a human ectoparasite: the head louse].

    PubMed

    Müller, G H

    1979-07-01

    Cosmus Conrad Cuno, a less well known optician and inventor of microscopes from the second half of the 17th century, published in 1734 at Augsburg his Observationes durch dessen verfertigte Microscopia where along with various observations he communicated salient details pertaining to the biology of the head louse.

  3. A study on effects of and stance over tuition fees.

    PubMed

    Karay, Yassin; Matthes, Jan

    2016-01-01

    Zielsetzung: Durch die in Deutschland zurzeit wieder abgeschafften Studiengebühren wurden Nachteile wie z.B. eine verlängerte Studiendauer befürchtet, während der Nachweis eines Nutzens bislang aussteht. Wir haben den Einfluss von Gebühren in Höhe von € 500 pro Semester auf den Studienverlauf Kölner Medizinstudierender sowie deren Einstellung gegenüber diesen Abgaben untersucht.Methodik: Für 1.324 Studierende, die im vorklinischen Studienabschnitt durchweg, zeitweise oder nie Studiengebühren zu zahlen hatten, wurde die Einhaltung der Mindeststudienzeit und die Studienabbrecherquote bis zum ersten Abschnitt der ärztlichen Prüfung analysiert. Mithilfe einer Regressionsanalyse wurden etwaige Effekte durch Studiengebühren und demografische Faktoren untersucht. Zusätzlich beantworteten 400 Studierende in einer online-Befragung Fragen zu ihrer Belastung durch und ihrer Einstellung zu Studiengebühren.Ergebnisse: Studiengebühren hatten keinen erkennbaren Einfluss auf Studiendauer oder Abbrecherquote. Laut Angaben in der online-Befragung wichen zuzeiten der Studiengebühren signifikant mehr Studierende vom vorgeschlagenen Stundenplan ab und sie verwendeten signifikant mehr Zeit darauf, nebenher Geld zu verdienen. 51% der Studierenden, die Gebühren gezahlt hatten und sogar 71% derer, die dies nie mussten, fanden Studiengebühren nicht oder eher nicht gerechtfertigt. Mehr als zwei Drittel der Studierenden konnten keine anhaltende Verbesserung durch Studiengebühren erkennen.Schlussfolgerung: Studiengebühren hatten an der Medizinischen Fakultät zu Köln keinen Einfluss auf Abbrecherquote und Studiendauer. Sie veränderten aber offenbar das Studierverhalten durch die vermehrte Notwendigkeit, neben dem Studium Geld zu verdienen. Die Kölner Medizinstudierenden sahen die Studiengebühren mehrheitlich kritisch und nahmen keinen nachhaltigen Nutzen im Sinne einer Verbesserung der Ausbildungsqualität wahr.

  4. Photoproduction of H/sub 2/ from cellulose by an anaerobic bacterial coculture

    SciTech Connect

    Odom, J.M.; Wall, J.D.

    1983-04-01

    Cellulomonas sp. strain ATCC 21399 is a facultatively anaerobic, cellulose-degrading microorganism that does not evolve hydrogen but produces organic acids during cellulose fermentation. Rhodopseudomonas capsulata cannot utilize cellulose, but grows photoheterotrophically under anaerobic conditions on organic acids or sugars. This report describes an anaerobic coculture of the Cellulomonas strain with wild-type R. capsulata or a mutant strain lacking uptake hydrogenase, which photoevolves molecular hydrogen by the nitrogenase system of R. capsulata with cellulose as the sole carbon source.In coculture, the hydrogenase-negative mutant produced 4.6 to 6.2 mol of H/sub 2/ per mol of glucose equivalent, compared with 1.2 to 4.3 mol for the wild type.

  5. The light intensity under which cells are grown controls the type of peripheral light-harvesting complexes that are assembled in a purple photosynthetic bacterium

    SciTech Connect

    Brotosudarmo, Tatas H. P.; Collins, Aaron M.; Gall, Andrew; Roszak, Aleksander W.; Gardiner, Alastair T.; Blankenship, Robert E.; Cogdell, Richard J.

    2011-11-15

    The differing composition of LH2 (peripheral light-harvesting) complexes present in Rhodopseudomonas palustris 2.1.6 have been investigated when cells are grown under progressively decreasing light intensity. Analysis of the absorption spectra reveals there must be more than two types of LH2 complexes present. Purified HL (high-light) and LL (low-light) LH2 complexes have mixed apoprotein compositions. The HL complexes contain PucABa and PucABb apoproteins. The LL complexes contain PucABa, PucABd and PucBb-only apoproteins. This mixed apoprotein composition can explain their resonance Raman spectra.

  6. Agroindustrial residues and energy crops for the production of hydrogen and poly-β-hydroxybutyrate via photofermentation.

    PubMed

    Corneli, Elisa; Adessi, Alessandra; Dragoni, Federico; Ragaglini, Giorgio; Bonari, Enrico; De Philippis, Roberto

    2016-09-01

    The present study was aimed at assessing the biotransformation of dark fermented agroindustrial residues and energy crops for the production of hydrogen and poly-β-hydroxybutyrate (PHB), in lab-scale photofermentation. The investigation on novel substrates for photofermentation is needed in order to enlarge the range of sustainable feedstocks. Dark fermentation effluents of ensiled maize, ensiled giant reed, ensiled olive pomace, and wheat bran were inoculated with Rhodopseudomonas palustris CGA676, a mutant strain suitable for hydrogen production in ammonium-rich media. The highest hydrogen producing performances were observed in wheat bran and maize effluents (648.6 and 320.3mLL(-1), respectively), both characterized by high initial volatile fatty acids (VFAs) concentrations. Giant reed and olive pomace effluents led to poor hydrogen production due to low initial VFAs concentrations, as the original substrates are rich in fiber. The highest PHB content was accumulated in olive pomace effluent (11.53%TS), ascribable to magnesium deficiency.

  7. Controlled Microbial Cenoses in Closed Spaces

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Somova, Lydia; Mikheeva, Galina

    Controlled microbial cenoses have good prospects in closed spaces: for air treatment in LSS and cellars industrial premises; for sewage treatment in LSS; for increase of productivity and protect of plants from infections in LSS. Possible methods of formation of microbiocenoses are: selection, autoselection, artificial formation taking into account their biochemical properties and metabolic interactions. Experimental microbiocenoses, has been produced on the basis of natural association of microorganisms by long cultivation on specially developed medium. Dominating groups are bacteria of genera: Lactobacillus, Streptococcus, Leuconostoc, Bidobac-terium, Rhodopseudomonas and yeast of genera: Kluyveromyces, Saccharomyces and Torulop-sis. Microbiocenoses do not contain pathogenic and conditionally pathogenic microorganisms, they possess opposing and probiotic properties. Different examples of microbial cenoses actions are to be presented in the paper.

  8. Redox cycling of Fe(II) and Fe(III) in magnetite by Fe-metabolizing bacteria

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Byrne, James M.; Klueglein, Nicole; Pearce, Carolyn; Rosso, Kevin M.; Appel, Erwin; Kappler, Andreas

    2015-03-01

    Microorganisms are a primary control on the redox-induced cycling of iron in the environment. Despite the ability of bacteria to grow using both Fe(II) and Fe(III) bound in solid-phase iron minerals, it is currently unknown whether changing environmental conditions enable the sharing of electrons in mixed-valent iron oxides between bacteria with different metabolisms. We show through magnetic and spectroscopic measurements that the phototrophic Fe(II)-oxidizing bacterium Rhodopseudomonas palustris TIE-1 oxidizes magnetite (Fe3O4) nanoparticles using light energy. This process is reversible in co-cultures by the anaerobic Fe(III)-reducing bacterium Geobacter sulfurreducens. These results demonstrate that Fe ions bound in the highly crystalline mineral magnetite are bioavailable as electron sinks and electron sources under varying environmental conditions, effectively rendering magnetite a naturally occurring battery.

  9. Microbial Protein-Protein Interactions (MiPPI) Data from the Genomics: GTL Center for Molecular and Cellular Systems (CMCS)

    DOE Data Explorer

    The Genomic Science Center for Molecular and Cellular Systems (CMCS), established in 2002, seeks to identify and characterize the complete set of protein complexes within a cell to provide a mechanistic basis for the understanding of biochemical functions. The CMCS is anchored at ORNL and PNNL. CMCS initially focused on the identification and characterization of protein complexes in two microbial systems,Rhodopseudomonas palustris (R. palustris) and Shewanella oneidensis (S. oneidensis). These two organisms have also been the focus of major DOE Genomic Science/Microbial Cell Program (MCP) projects. To develop an approach for identifying the diverse types of complexes present in microbial organisms, CMCS incorporates a number of molecular biology, microbiology, analytical and computational tools in an integrated pipeline.

  10. Breakdown of food waste by anaerobic fermentation and non-oxygen producing photosynthesis using a photosynthetic bacterium.

    PubMed

    Mekjinda, N; Ritchie, R J

    2015-01-01

    Large volumes of food waste are produced by restaurants, hotels, etc generating problems in its collection, processing and disposal. Disposal as garbage increases the organic matter in landfills and leachates. The photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas palustris (CGA 009) easily broke down food waste. R. palustris produces H2 under anaerobic conditions and digests a very wide range of organic compounds. R. palustris reduced BOD by ≈70% and COD by ≈33%, starch, ammonia, nitrate, was removed but had little effect on reducing sugar or the total phosphorus, lipid, protein, total solid in a 7-day incubation. R. palustris produced a maximum of 80ml H2/g COD/day. A two-stage anaerobic digestion using yeast as the first stage, followed by a R. palustris digestion was tested but production of H2 was low.

  11. Exhaustive Database Searching for Amino Acid Mutations in Proteomes

    SciTech Connect

    Hyatt, Philip Douglas; Pan, Chongle

    2012-01-01

    Amino acid mutations in proteins can be found by searching tandem mass spectra acquired in shotgun proteomics experiments against protein sequences predicted from genomes. Traditionally, unconstrained searches for amino acid mutations have been accomplished by using a sequence tagging approach that combines de novo sequencing with database searching. However, this approach is limited by the performance of de novo sequencing. The Sipros algorithm v2.0 was developed to perform unconstrained database searching using high-resolution tandem mass spectra by exhaustively enumerating all single non-isobaric mutations for every residue in a protein database. The performance of Sipros for amino acid mutation identification exceeded that of an established sequence tagging algorithm, Inspect, based on benchmarking results from a Rhodopseudomonas palustris proteomics dataset. To demonstrate the viability of the algorithm for meta-proteomics, Sipros was used to identify amino acid mutations in a natural microbial community in acid mine drainage.

  12. Evolution of the rhodospirillaceae and mitochondria - A view based on sequence data

    NASA Technical Reports Server (NTRS)

    Dayhoff, M. O.; Schwartz, R. M.

    1981-01-01

    New sequence data from several protein families and from 5S ribosomal RNA confirm and elaborate a previously proposed description of the phylogenetic connections between a variety of bacteria and the eukaryotes. Probably, the first organisms were nonphotosynthetic anaerobic prokaryotes, which were followed soon by photosynthetic anaerobes. From this photosynthetic stock, the aerobic line to Pseudomonadacae, Rhodospirillaceae, and blue-greens arose. The eukaryotes derived genetic material from the symbioses of at least three separate bacterial lines. Ancestors of Rhodopseudomonas globiformis gave rise to the eukaryote mitochondria, probably through at least three separate symbioses, one early on the flagellate line, one on the ciliate line, and one on the stem to the multicellular forms.

  13. Multichannel carotenoid deactivation in photosynthetic light harvesting as identified by an evolutionary target analysis.

    PubMed

    Wohlleben, Wendel; Buckup, Tiago; Herek, Jennifer L; Cogdell, Richard J; Motzkus, Marcus

    2003-07-01

    A new channel of excitation energy deactivation in bacterial light harvesting was recently discovered, which leads to carotenoid triplet population on an ultrafast timescale. Here we show that this mechanism is also active in LH2 of Rhodopseudomonas acidophila through analysis of transient absorption data with an evolutionary target analysis. The algorithm offers flexible testing of kinetic network models with low a priori knowledge requirements. It applies universally to the simultaneous fitting of target state spectra and rate constants to time-wavelength-resolved data. Our best-fit model reproduces correctly the well-known cooling and decay behavior in the S(1) band, but necessitates an additional, clearly distinct singlet state that does not exchange with S(1), promotes ultrafast triplet population and participates in photosynthetic energy transfer.

  14. Arsenic removal from contaminated soil via biovolatilization by genetically engineered bacteria under laboratory conditions.

    PubMed

    Liu, Shuang; Zhang, Fan; Chen, Jian; Sun, Guoxin

    2011-01-01

    In Rhodopseudomonas palustris, an arsM gene, encoding bacterial and archaeal homologues of the mammalian Cyt19 As(III) S-adenosylmethionine methytransferase, was regulated by arsenicals. An expression of arsM was introduced into strains for the methylation of arsenic. When arsM was expressed in Sphingomonas desiccabilis and Bacillus idriensis, it had 10 folds increase of methyled arsenic gas compared to wild type in aqueous system. In soil system, about 2.2%-4.5% of arsenic was removed by biovolatilization during 30 days. This study demonstrated that arsenic could be removed through volatilization from the contaminated soil by bacteria which have arsM gene expressed. These results showed that it is possible to use microorganisms expressing arsM as an inexpensive, efficient strategy for arsenic bioremediation from contaminated water and soil.

  15. A multiphase mixture model for substrate concentration distribution characteristics and photo-hydrogen production performance of the entrapped-cell photobioreactor.

    PubMed

    Guo, Cheng-Long; Cao, Hong-Xia; Pei, Hong-Shan; Guo, Fei-Qiang; Liu, Da-Meng

    2015-04-01

    A multiphase mixture model was developed for revealing the interaction mechanism between biochemical reactions and transfer processes in the entrapped-cell photobioreactor packed with gel granules containing Rhodopseudomonas palustris CQK 01. The effects of difference operation parameters, including operation temperature, influent medium pH value and porosity of packed bed, on substrate concentration distribution characteristics and photo-hydrogen production performance were investigated. The results showed that the model predictions were in good agreement with the experimental data reported. Moreover, the operation temperature of 30 °C and the influent medium pH value of 7 were the most suitable conditions for photo-hydrogen production by biodegrading substrate. In addition, the lower porosity of packed bed was beneficial to enhance photo-hydrogen production performance owing to the improvement on the amount of substrate transferred into gel granules caused by the increased specific area for substrate transfer in the elemental volume.

  16. Synergistic Effect of Photosynthetic Bacteria and Isolated Bacteria in Their Antifungal Activities against Root Rot Fungi.

    PubMed

    Wei, Hongyi; Okunishi, Suguru; Yoshikawa, Takeshi; Kamei, Yuto; Dawwoda, Mahmoud A O; Santander-DE Leon, Sheila Mae S; Nuñal, Sharon Nonato; Maeda, Hiroto

    2016-01-01

    Antifungal bacteria (AB) in root rot fungus (RRF)-contaminated sweet potato farms were isolated, and seven strains were initially chosen as antagonistic candidates. An antagonistic test by using the mycelial disk placement method revealed that one AB strain by itself could inhibit the RRF growth. This AB strain was identified as Bacillus polyfermenticus based on phylogeny of 16S ribosomal RNA genes. Two AB strains (Bacillus aerophilus) displayed high levels of antifungal activity when paired with photosynthetic bacterial strain A (a purple nonsulfur photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas faecalis). The results suggest the possible use of the isolates as agents for the biological control of the RRF infection of agricultural products in fields of cultivation.

  17. Neural network modeling of the light profile in a novel photobioreactor.

    PubMed

    Salazar-Peña, R; Alcaraz-González, V; González-Álvarez, V; Snell-Castro, R; Méndez-Acosta, H O

    2014-06-01

    An artificial neural network (ANN) was implemented to model the light profile pattern inside a photobioreactor (PBR) that uses a toroidal light arrangement. The PBR uses Tequila vinasses as culture medium and purple non-sulfur bacteria Rhodopseudomonas palustris as biocatalyzer. The performance of the ANN was tested for a number of conditions and compared to those obtained by using deterministic models. Both ANN and deterministic models were validated experimentally. In all cases, at low biomass concentration, model predictions yielded determination coefficients greater than 0.9. Nevertheless, ANN yielded the more accurate predictions of the light pattern, at both low and high biomass concentration, when the bioreactor radius, the depth, the rotational speed of the stirrer and the biomass concentration were incorporated in the ANN structure. In comparison, most of the deterministic models failed to correlate the empirical data at high biomass concentration. These results show the usefulness of ANNs in the modeling of the light profile pattern in photobioreactors.

  18. Highly ordered crystals of channel-forming membrane proteins, of nucleoside-monophosphate kinases, of FAD-containing oxidoreductases and of sugar-processing enzymes and their mutants

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Schulz, G. E.; Dreyer, M.; Klein, C.; Kreusch, A.; Mittl, P.; Mu¨ller, C. W.; Mu¨ller-Dieckmann, J.; Muller, Y. A.; Proba, K.; Schlauderer, G.; Spu¨rgin, P.; Stehle, T.; Weiss, M. S.

    1992-08-01

    Preparation and crystallization procedures as well as crystal properties are reported for 12 proteins plus numerous site-directed mutants. The proteins are: the integral membrane protein porin from Rhodobacter capsulatus which diffracts to at least 1.8A˚resolution, porin from Rhodopseudomonas blastica which diffracts to at least 2.0A˚resolution, adenylate kinase from yeast and mutants, adenylate kinase from Escherichia coli and mutants, bovine liver mitochondrial adenylate kinase, guanylate kinase from yeast, uridylate kinase from yeast, glutathione reductase from E. coli and mutants, NADH peroxidase from Streptococcus faecalis containing a sulfenic acid as redox-center, pyruvate oxidase from Lactobacillus plantarum containing FAD and TPP, cyclodextrin glycosyltransferase from Bacillus circulans and mutants, and a fuculose aldolase from E. coli.

  19. Single-Molecule Spectroscopy Unmasks the Lowest Exciton State of the B850 Assembly in LH2 from Rps. acidophila

    PubMed Central

    Kunz, Ralf; Timpmann, Kõu; Southall, June; Cogdell, Richard J.; Freiberg, Arvi; Köhler, Jürgen

    2014-01-01

    We have recorded fluorescence-excitation and emission spectra from single LH2 complexes from Rhodopseudomonas (Rps.) acidophila. Both types of spectra show strong temporal spectral fluctuations that can be visualized as spectral diffusion plots. Comparison of the excitation and emission spectra reveals that for most of the complexes the lowest exciton transition is not observable in the excitation spectra due to the cutoff of the detection filter characteristics. However, from the spectral diffusion plots we have the full spectral and temporal information at hand and can select those complexes for which the excitation spectra are complete. Correlating the red most spectral feature of the excitation spectrum with the blue most spectral feature of the emission spectrum allows an unambiguous assignment of the lowest exciton state. Hence, application of fluorescence-excitation and emission spectroscopy on the same individual LH2 complex allows us to decipher spectral subtleties that are usually hidden in traditional ensemble spectroscopy. PMID:24806933

  20. GeO2-SiO2-chitosan-medium-coated hollow optical fiber for cell immobilization.

    PubMed

    Zhong, Nian-Bing; Zhu, Xun; Liao, Qiang; Wang, Yong-Zhong; Chen, Rong

    2013-08-15

    A GeO(2)-SiO(2)-chitosan-medium (GSCM)-coated hollow optical fiber (HOF) is proposed. The HOF consists of three parts: the fiber core (air), cladding (SiO(2)), and coating (GSCM), which shows the highest refractive index of the three. The HOF's luminescence properties and surface morphology are investigated. Their adsorption capacity for Rhodopseudomonas palustris CQK 01 is also assayed. We discovered that when the amount of 2GeO(2)-SiO(2) sol dopant is 0.9 mass percent, the HOF exhibits the highest luminous intensity and uniform light distribution, and the adsorption capacity for the cell is 3.2 times higher than that of a normal solid optical fiber.

  1. Ein Unscented Kalman Filter zur Schätzung von Schaltungsnichtidealitäten eines zeitkontinuierlichen Sigma-Delta Wandlers mit impliziter Dezimation

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Buhmann, A.; Keller, M.; Maurer, M.; Ortmanns, M.; Manoli, Y.

    2008-05-01

    Nichtidealitäten einer Schaltung, wie z.B. nicht ideale Charakteristik des Operationsverstärkers und Streuungen in den Filterkoeffizienten, sind dahingehend bekannt die Effizienz von zeitkontinuierlichen Sigma-Delta Wandlern in drastischer Weise zu reduzieren. Daher stellt diese Veröffentlichung eine mögliche Methode vor, um die genannten Nichtidealitäten durch eine Schätzung mit Hilfe eines Unscented Kalman Filters zu bestimmen und in einem möglichen weiteren Schritt zu korrigieren. Des Weiteren kann durch eine leichte Modifikation des vorgestellten Algorithmus auch gleichzeitig eine implizite Dezimation des Ausgangssignals durchgeführt werden. Hierdurch wird die Gesamteffizienz des vorgestellten Ansatzes gesteigert, da kein zusätzlicher Dezimationsfilter mehr benötigt wird. Simulationsergebnisse des Filteralgorithmus zeigen die prinzipielle Funktion des Algorithmus.

  2. Nichtrigide Bildregistrierung für die adaptive Strahlentherapie mittels Free Form Deformation

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Wurst, Gernot; Bendl, Rolf

    Im Rahmen der Adaptiven Strahlentherapie müssen zum Behandlungszeitpunkt Abweichungen der aktuellen Patientengeometrie von den Planungsdaten bekannt sein, damit eine Anpassung des Bestrahlungsplans vorgenommen werden kann. State of the Art ist in diesem Zusammenhang die rigide Registrierung von Planungs- und Kontrolldaten. Hierbei werden jedoch komplexere, nichtrigide Deformationen nicht angemessen berücksichtigt. Daher wurde ein Verfahren entwickelt, das diese komplexen Deformationen durch ein Free Form-Deformationsmodell beschreibt. Die dafür vorzugebenden Translationsvektoren wurden durch Template Matching bestimmt. Es zeigte sich, dass die vorhandenen Deformationen weitgehend erkannt werden. Weiterhin ist das Verfahren aufgrund seines günstigen Laufzeitverhaltens prädestiniert für die Adaptive Strahlentherapie.

  3. Die Struktur von schlankem Materialfluss mit Lean Production Kanban und Innovationen

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Scheid, Wolf-Michael

    In der Literatur wird Materialfluss überwiegend in Spezialdisziplinen betrachtet, etwa der Steuerungslogik, der Logistiktechnik oder dem Supply Chain Management. Ein charakterisierendes Merkmal des Materialflusses ist jedoch, dass er sich aus vielfältigen Einzelbausteinen zusammensetzt, die alle harmonisch abgestimmt sein müssen. Die maximal erreichbare Effizienz wird nicht durch Höchstleistungen in dem einen oder anderen Spezialthema bestimmt, sondern durch das schwächste Glied im gesamten komplexen Netzwerk. Den Schnittstellen zwischen den betroffenen Fachbereichen in einem Unternehmen kommt hier eine ganz besondere Bedeutung zu: Erst ein harmonischer Einklang ermöglicht hohe Effektivität. Dies setzt umfassendes Verständnis für interdisziplinäre Notwendigkeiten, ein hohes Maß an Abstimmung mit den operativen Prozessen und letztlich einen einvernehmlichen Umgang und den Respekt vor den Problemstellungen des Anderen voraus.

  4. Finanzierung des Studiums

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Domnick, Ivonne

    "Das liebe Geld“ - ein Thema, das Sie durch das ganze Studium begleitet und auch in der Examensphase und bei der späteren Berufswahl eine entscheidende Rolle spielen wird. Naturwissenschaftler und Ingenieure haben auf dem Arbeitsmarkt sicher derzeit die Nase vorn und brauchen sich über ihre berufliche Zukunft nicht so große Gedanken machen. Doch vor der Karriere muss zunächst einmal eine sichere Studienfinanzierung auf die Beine gestellt werden.

  5. Das DNA-Puzzle

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Kirchner, Stefan

    Im Jahre 1953 wurde von James Watson und Francis Crick erstmalig der strukturelle Aufbau der sogenannten DNA (Desoxyribonukleinsäure) beschrieben, welche das Erbgut jedes Lebewesens enthält. Der wesentliche Teil des Erbguts wird dabei durch eine sehr lange Folge der vier Basen Adenin (A), Cytosin (C), Guanin (G) und Thymin (T) codiert. Seit einigen Jahren ist es möglich, die Folge der vier Basen zu einer gegebenen DNA zu bestimmen. Biologen bezeichnen diesen Vorgang als Sequenzierung.

  6. Active Duty-U.S. Army Noise Induced Hearing Injury Quarterly Surveillance Q3 2007 thru Q4 2009

    DTIC Science & Technology

    2014-05-11

    years (CY) Q3 2007-Q4 2009 shows incident case rates for sensorineural hearing loss (SNHL), significant threshold shift (STS), tinnitus , and Noise-Induced...Prev Med. 2010;38(1S):S71-S77. Humes LE, Jollenbeck LM, Durch JS. Noise and military service: Implications for hearing loss and tinnitus . Washington...threshold shift 79415 NONSPECIFIC ABNORMAL AUDITORY FUNCTION STUDIES TINN Tinnitus 38830 TINNITUS UNSPECIFIED TINN Tinnitus 38831 SUBJECTIVE TINNITUS

  7. ENGAGE! A Deliberate Planning Model for the Future Development of Space Power in the Department of Defense

    DTIC Science & Technology

    2010-07-26

    of outer space, our nation expects our Air Force to fully exploit and defend it. Gen John P. Jumper, USAF Chief of Staff (AFDD 2-2, Foreword...in any time zone, or just as easily forward them libraries of information within a matter of seconds. Persistent space-based assets provide advance...Retrieved May 13, 2005, from http://www.aei.org Durch, W. (1988). The abm treaty and western security. Cambridge, MA: Ballinger Publishing. Elhefnawy

  8. An Analysis of Theater Missile Defense Systems.

    DTIC Science & Technology

    2007-11-02

    Ave. Fort Leavenworth, KS, 66027-1352 LTC John M. Rogers University of Kentucky College of Law Lexington, KY, 40506-0048 Naval War College Library ...Both President Clinton and the Chairman of the Joint Chiefs of Staff General John Shailikashvili have stated the country and the military are...1977), 84. 2 1William J. Durch, The ABM Treaty and Western Security (Cambridge: Ballinger Publishing, 1988), 36. 22Ibid., 8. 23Ernest J. Yanarella, The

  9. Johannes Kepler

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Bialas, Volker

    Johannes Kepler (1571 - 1630) gilt zurecht als einer der bedeutendsten Mathematiker und Astronomen der frühen Neuzeit, doch wurde das Philosophische in seinem Werk bislang kaum in angemessener Weise gewürdigt. Volker Bialas legt eine fundierte und anregende Einführung in Leben, Werk und Weltanschauung Keplers vor und setzt dabei durch die Akzentuierung des philosophisch-ganzheitlichen Denkens bewußt einen Kontrapunkt zum herkömmlichen Kepler-Bild.

  10. Toolmanagement - Werkzeuge und Prozesse als Schlüssel für eine effiziente Produktion

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Enßle, Magnus

    In Bezug auf die Fertigungskosten nehmen die Werkzeugkosten mit 3% einen sehr kleinen und daher vermeintlich unwichtigen Posten ein. HoheKosten ergeben sich aber meist indirekt durch Maschinenstillstandszeiten wegen fehlender oder falscher Werkzeuge, wegen ineffektiven Rüstvorgängen, umständlicher Werkzeuglogistik, unnötig hoher Bestände, unabgestimmter Abläufe, nicht aktueller Fertigungsunterlagen sowie mangelhafter Informationsflüsse zwischen Planung, Vorbereitung und Ausführung in der Fertigung [1].

  11. Effiziente Verfahren zur Parallelisierung von EMV-Simulationen für den Entwurfsprozess integrierter Schaltungen

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Barke, M.; Preisner, T.; Mathis, W.

    2009-05-01

    In dieser Arbeit wird mit einer parallelisierten Version des PCG-Verfahrens (preconditioned conjugate gradient method) eine effiziente Technik zur numerischen Lösung großer Gleichungssysteme vorgestellt. Der Anwendungsbereich ist dabei die Simulation numerischer Feldberechnungen (beispielsweise durch die Finite-Elemente-Methode). Es wird ferner auf eine Datenstruktur eingegangen, die für die spezielle Struktur der auftretenden Koeffizientenmatrizen geeignet ist.

  12. Kamera-basierte Erkennung von Geschwindigkeitsbeschränkungen auf deutschen Straen

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Nienhüser, Dennis; Ziegenmeyer, Marco; Gumpp, Thomas; Scholl, Kay-Ulrich; Zöllner, J. Marius; Dillmann, Rüdiger

    An Fahrerassistenzsysteme im industriellen Einsatz werden hohe Anforderungen bezüglich Zuverlässigkeit und Robustheit gestellt. In dieser Arbeit wird die Kombination robuster Verfahren wie der Hough-Transformation und Support-Vektor-Maschinen zu einem Gesamtsystem zur Erkennung von Geschwindigkeitsbeschränkungen beschrieben. Es setzt eine Farbvideokamera als Sensorik ein. Die Evaluation auf Testdaten bestätigt durch die ermittelte hohe Korrektklassifikationsrate bei gleichzeitig geringer Zahl Fehlalarme die Zuverlässigkeit des Systems.

  13. Kernkraftwerke

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Allelein, H. J.

    Die Nutzung der Kernenergie ist untrennbar mit dem Element Uran verknüpft. Da die Umwandlung eines Elements in ein anderes auf chemischem Weg nicht möglich ist, muss das heute vorhandene Uran durch kosmische Prozesse vor Entstehung der Erde entstanden sein. Reines Uran ist ein silberweiß glänzendes, relativ weiches Schwermetall. In der Elementhäufigkeit steht Uran vor Gold, Silber oder Quecksilber.

  14. Uran

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Bechtel, H.; Bulian, W.; Bungardt, K.; Gürs, K.; Gürs, U.; Helling, W.; Kyri, H.; Laue, H. J.; Mahler, W.; Matting, A.; Meyer, F. R.; Mialki, W.; Ritter, F.; Ruge, J.; Saur, G.; Simon, W.; Strnat, K.; Weber, R.; Weigand, H. H.; Weik, H.; Ziesler, H.; Borchers, Heinz; Schmidt, Ernst

    Bei allen in Tab. 1 angeführten Gewinnungsverfahren [B 23, G 8, W 14] fällt das Uran als Pulver mit einer Teilchengröße von weniger als 0,05 mm an. Die Schmelzflußelektrolyse kann auch zur Nachraffination benutzt werden [A 14]. Hochreines Uran mit besonders niedrigen Gehalten an Eisen, Nickel, Kobalt, Silizium, Bor, Ruthenium, Vanadium, Mangan und Chrom kann durch Zonenschmelzen gewonnen warden [A 11, A 14].

  15. The Contribution of the Spanish Guardia Civil to the Peace and Stability Operations Within the Human Security Framework

    DTIC Science & Technology

    2010-03-08

    reglamentos/07 direct iva defensa nacional (accessed January 29, 2010) 18 Charles-Philippe David, Guerra y Paz : Enfoque contemporaneo sabre la seguridad...search.ebscohost.com/. David, Charles-Philippe. Guerra y Paz : Enfoque contemporimeo sabre la seguridad y.la estrategia. Barcelona: Icaria Editorial, 2008. Durch...1999.- U.N. Civilian Police component in Kosovo (UNMIK.) 2000.- Oficina del Programa de Irak (no es especificamente una misi6n de paz ) 2000.- Special

  16. Molekulare Methoden zum Nachweis, zur Quantifizierung und zum Monitoring der Mykotoxinbildung lebensmittelrelevanter Pilze

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Geisen, Rolf

    Schimmelpilze kommen ubiquitär vor und spielen besonders bei pflanzlichen Lebensmitteln und Rohprodukten eine besondere Rolle als Verderbsorganismen. Es wird geschätzt, dass 20-25 % der jährlichen Produktion an pflanzlichen Produkten durch Schimmelpilze verdorben werden (Smith et al., 1994). Viele der lebensmittelrelevanten Schimmelpilze sind zudem in der Lage, Mykotoxine, toxische Sekundärmetabolite, zu bilden, was das Ausmaß des Problems deutlich macht. Die wichtigsten mykotoxinbildenden Spezies gehören zu den Fusarien (Trichothecene, Fumonisine, Zearalenon), Aspergillen (Aflatoxin, Ochratoxin, Cyclopiazonsäure) und Penicillien (Patulin, Ochratoxin). Für viele Mykotoxine, wie die Aflatoxine, Ochratoxin, Fumonisine und Trichothecene sind Grenzwerte erlassen worden, die die Verkehrsfähigkeit betroffener Produkte regeln. Die Einhaltung der Grenzwerte kann sehr genau durch offizielle chemisch-analytische Methoden, wie HPLC, GC-MS etc. kontrolliert werden. Diese analytischen Methoden sind aber für die Anwendung eines HACCP-Ansatzes zur Kontrolle der Mykotoxinbildung nur bedingt geeignet, da sie Endpunktkontrollen darstellen und nur das über eine längere Zeit gebildete Mykotoxin bestimmen. Sie sagen daher nichts über die biologischen Bedingungen zur Zeit der Bildung durch den Pilz aus.

  17. Verbesserte Ausbildung für neue Betriebsleiter und -ingenieure - eine wichtige Investition in die Zukunft

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Franta, Oliver

    Bedingt durch die Globalisierung und die damit einhergehende Verschärfung des Wettbewerbs befinden sich die Produktionsbetriebe der chemischen Industrie in stetigem Wandel. Für Betriebsleiter und Betriebsingenieure werden damit Fähigkeiten wie Kostenmanagement, Sozial- und Organisationskompetenz, Führungsqualifikationen und unternehmerisches Handeln immer wichtiger. Neben den Anforderungsprofilen bei Neueinstellungen ist dies auch bei der Fortbildung zu berücksichtigen. Das Trainingsprogramm der Evonik Degussa wurde daher durch die Konzeption neuer Seminare und die Anpassung bestehender Weiterbildungsmaßnahmen weiterentwickelt. Neben Vorträgen und Fallbeispielen sind ebenfalls die Durchführung von Planspielen sowie das Kennenlernen eines Produktionsbetriebes einer anderen Organisationseinheit enthalten. Ziel ist es vor allem die unternehmerische Orientierung neuer Betriebsleiter und -ingenieure zu fördern, die Innovationsgeschwindigkeit zu erhöhen und durch Kenntnis und Nutzung bereits anderweitig entwickelter Lösungen und Methoden die Produktivität zu steigern. Die Produktionsmeister werden aufgrund der Bedeutung dieser Funktion für die Führung der Mitarbeiter und bei der Umsetzung von Veränderungsprojekten in das Ausbildungsprogramm einbezogen. Der Erfolg des Trainingsprogramms zeigt sich an den Teilnehmerzahlen und den ausgesprochen positiven Rückmeldungen.

  18. Topika und deren Einsatz in der Dermatologie.

    PubMed

    Wohlrab, Johannes

    2016-11-01

    Grundkenntnisse zur Zusammensetzung und den regulatorischen Hintergründen von Topika gehören zu den alltäglich benötigten Herausforderungen dermatologisch-ärztlichen Handelns. Ein professioneller und indikationsgerechter Umgang bei der Auswahl, Verordnung und Anwendung topischer Präparate ist somit Voraussetzung für eine verantwortungsvolle fachärztliche Tätigkeit. Dabei bereiten die regulatorische Zuordnung (Arzneimittel, Medizinprodukt, Kosmetikum), die Feststellung der Erstattungsfähigkeit durch die GKV und die unzureichende Kennzeichnung des Vehikelsystems einzelner Präparate nicht selten Probleme. Bestreben sollte es sein, neben der Wahl des geeigneten Wirkstoffs und der geeigneten Konzentration ein an die Indikation der Therapie angepasstes galenisches System auszuwählen, um dessen Eigenwirkung für den therapeutischen Effekt nutzen zu können. Bei der Verschreibung von Rezepturarzneimitteln sollte nach Möglichkeit immer auf eine standardisierte Rezeptur (Magistralrezeptur) zurückgegriffen werden. Durch die Vielzahl der möglichen Inhaltsstoffe und der sich daraus ergebenden Komplexität eines galenischen Systems ist eine willkürliche Manipulation durch qualitative oder quantitative Veränderungen einzelner Komponenten mit hohen Risiken für eine Instabilität und damit für Sicherheit und Sinnhaftigkeit verbunden. Eine optimierte Anwendung von Topika setzt zudem Grundlagenkenntnisse zur Pharmakokinetik und zur evidenzbasierten Therapieplanung voraus.

  19. Use and future of wiki systems in veterinary education?--A survey of lecturers in German-speaking countries.

    PubMed

    Kolski, Darius; Heuwieser, Wolfgang; Arlt, Sebastian

    2015-01-01

    Zielsetzung: Wiki-Systeme gewinnen in der universitären Lehre zunehmend an Bedeutung. Jedoch sind die Ansichten von Dozierenden der Veterinärmedizin in Bezug auf eine aktive Beteiligung der Studierenden in der Lehre, zu Wiki-Systemen und deren Nutzung im Rahmen von Lehrveranstaltungen und zur Qualität der Informationen in Wiki-Systemen wenig bekannt. Das Ziel der vorliegenden Studie war es zu bewerten, wie Dozierende der Veterinärmedizin Lernplattformen (learning management systems, LMS) und die Erstellung von Texten oder anderen Materialien durch Studierende einschätzen. Weiterhin wollten wir erfragen, ob sie Wiki-Systeme für ein geeignetes Instrument für den Unterricht halten, ob sie diese in ihren Kursen nutzen würden und ob sie bereit wären, die Qualität von Informationen in Wiki-Systemen zu verbessern.Methodik: Die Datenerhebung wurde anhand einer Online-Umfrage mit einer Fünf Punkte Likert-Skala durchgeführt. Dozierende der Veterinärmedizin in Deutschland, Österreich und der Schweiz wurden kontaktiert (n=ca. 1700), von denen 139 (8.2%) an der Umfrage teilnahmen.Ergebnisse: Die meisten Dozierenden nutzten LMS und hielten sie für geeignet, um Kursmaterial bereitzustellen. Die Hälfte der Befragten glaubte, dass die Studierenden einen größeren Lernerfolg durch die Entwicklung ihrer eigenen Lernmaterialien erzielen. Insgesamt gaben 23.0% an, dass Studierende eigene Materialien in ihren Kursen erstellen. Die Mehrzahl der Dozierenden betrachtete Wiki-Systeme als ein geeignetes und ergänzendes Instrument für den Unterricht (53.6%). Eine Sammlung von Wiki-Artikeln wurde als nützlich angesehen (56.6%), vor allem, wenn Experten den Inhalt begutachtet haben. Ein Drittel der Dozierenden würde Wiki-Systeme für die Erstellung von Materialien durch Studierende verwenden, aber 82.5% haben sie noch nicht in der Lehre verwendet. Ein Drittel wäre bereit, sich bei der Begutachtung der Artikel im Hinblick auf ihre Qualität zu beteiligen

  20. Efficient and Specific Trypsin Digestion of Microgram to Nanogram Quantities of Proteins in Organic-Aqueous Solvent Systems

    SciTech Connect

    Strader, Michael B; Tabb, Dave L; Hervey, IV, William Judson; Pan, Chongle; Hurst, Gregory {Greg} B

    2006-01-01

    Mass spectrometry-based identification of the components of multiprotein complexes often involves solution-phase proteolytic digestion of the complex. The affinity purification of individual protein complexes often yields nanogram to low-microgram amounts of protein, which poses several challenges for enzymatic digestion and protein identification. We tested different solvent systems to optimize trypsin digestions of samples containing limited amounts of protein for subsequent analysis by LC-MS-MS. Data collected from digestion of 10-, 2-, 1-, and 0.2- g portions of a protein standard mixture indicated that an organicaqueous solvent system containing 80% acetonitrile consistently provided the most complete digestion, producing more peptide identifications than the other solvent systems tested. For example, a 1-h digestion in 80% acetonitrile yielded over 52% more peptides than the overnight digestion of 1 g of a protein mixture in purely aqueous buffer. This trend was also observed for peptides from digested ribosomal proteins isolated from Rhodopseudomonas palustris. In addition to improved digestion efficiency, the shorter digestion times possible with the organic solvent also improved trypsin specificity, resulting in smaller numbers of semitryptic peptides than an overnight digestion protocol using an aqueous solvent. The technique was also demonstrated for an affinityisolated protein complex, GroEL. To our knowledge, this report is the first using mass spectrometry data to show a linkage between digestion solvent and trypsin specificity. Mass spectrometry (MS) has become a widely used method for studying proteins, protein complexes, and whole proteomes because of innovations in soft ionization techniques, bioinformatics, and chromatographic separation techniques.1-7 An example of a high-throughput mass spectrometry strategy commonly used for this purpose is a variation of the "shotgun" approach, involving in-solution digestion of a protein complex followed by

  1. "May I help you?" - Evaluation of the new student service at the reception desk during the clinical courses at the Department of Operative Dentistry and Periodontology as a part of a longitudinal curriculum of social and communicative competences for dental students.

    PubMed

    Lichtenstein, Nora; Ensmann, Isabelle; Haak, Rainer; Hallal, Houda; Kupke, Jana; Matthes, Jan; Noack, Michael; Wicht, Michael; Stosch, Christoph

    2015-01-01

    Zielsetzung: An der Universität zu Köln wird seit 2009 auf der Basis der Empfehlungen der Association for Dental Education in Europe (ADEE) ein longitudinales Curriculum zur Vermittlung von sozialen und kommunikativen Kompetenzen in der Zahnmedizin (LSK-Dent) entwickelt. Im Rahmen dieses Curriculums wurde überlegt, einen Rezeptionsdienst in den Behandlungskursen der Poliklinik für Zahnerhaltung und Parodontologie zu entwickeln, welcher die organisatorische und administrative Abwicklung der Patienten durch die Studierenden beinhaltet. Durch ihn sollen die Studierenden Einblicke in Praxisabläufe erhalten und er soll als Lernwelt für soziale und kommunikative Kompetenzen fungieren. Dieser Beitrag stellt sowohl das LSK-Dent Projekt als auch die Umsetzung des Rezeptionsdienstes vor und es werden erste Evaluationsergebnisse berichtet. Methodik: Es wurden Patienten (n=575) und Studierende (n=53) mittels Fragebögen befragt. Zusätzlich wurden vier halbstandardisierte Interviews mit Studierenden geführt Ergebnisse: Der Rezeptionsdienst konnte erfolgreich implementiert werden und wird von Patienten und Studierenden gut angenommen. Es zeigen sich erste Hinweise, dass der Rezeptionsdienst von den Studierenden als eine Lernwelt zum Trainieren von sozialen und kommunikativen Fähigkeiten wahrgenommen wird und dass die Studierenden durch ihn einen Einblick in Praxisabläufe erhalten. Schlussfolgerung: Der Rezeptionsdienst stellt eine innovative Ergänzung der bisherigen Behandlungskurse dar und zeigt beispielhaft die Umdeutung bestehender Realitäten in modellierte Erfahrungs- und Lernwelten für Studierende. Inwiefern reflexive Elemente – konzeptionell eingebracht – den subjektiv wahrgenommenen Mehrwert erhöhen können, muss in weiteren Untersuchungen geklärt werden.

  2. [Transition from childhood to adolescence-a qualitative study on experiences of adolescents with type 1 diabetes mellitus and their mothers].

    PubMed

    Gabele, Angela; Budde, Jörg; Spichiger, Elisabeth

    2015-04-01

    Hintergrund: In Deutschland erkranken jährlich etwa 2 200 Kinder unter 14 Jahren an Typ 1 Diabetes mellitus (T1DM). Bei Kleinkindern führen die Eltern das Diabetes-Management durch, später übernehmen Kinder einzelne Aufgaben. Während der Transition von der Kindheit zur Adoleszenz, im Alter von 8 – 13 Jahren, lernen Kinder selbstständiger zu werden. Kinder mit T1DM bewältigen eine weitere Transition im Diabetes-Management. Bislang fokussierte die Forschung jedoch auf die Transition Adoleszenz – Volljährigkeit. Fragestellung: Mit der Studie wurden das Erleben von Jugendlichen mit T1DM und ihrer Mütter während der Transition von der Kindheit zur Adoleszenz und die Bedeutung von Selbstständigkeit exploriert. Methode: Die interpretierende phänomenologische Studie fand in zwei süddeutschen Diabetes-Ambulanzen statt. Sechs Jugendliche und ihre Mütter nahmen an Interviews mit offenen Fragen teil. Daten wurden mittels Fall- und thematischer Analyse ausgewertet. Ergebnisse: Jugendliche erlebten die Übernahme der Diabetes-Aufgaben für immer längere Zeiträume und die damit verbundene größere Selbstständigkeit als befreiend. Mütter lernten ihren Kindern dies zuzutrauen. Ihre größte Sorge blieb eine mögliche Hypoglykämie. Familienmitglieder und Lehrer(innen) waren unterschiedlich in das Diabetes-Management involviert. Die kontinuierliche Betreuung durch dieselben Ärzte/Ärztinnen der Ambulanzen wurde als unterstützend erlebt. Schlussfolgerung: Eine kontinuierliche Betreuung durch dieselben Fachpersonen kann sich positiv auf die Transition Kindheit – Adoleszenz von Kindern mit T1DM auswirken.

  3. Smartphone application of primary care guidelines used in education of medical students.

    PubMed

    Waldmann, Uta-Maria; Weckbecker, Klaus

    2013-01-01

    Hintergrund und Fragestellung: Die Leitlinien der Deutschen Gesellschaft für Allgemeinmedizin (DEGAM) zu häufigen und wichtigen Beratungsanlässen in der Hausarztpraxis sind ein zentraler Inhalt der Lehre im Fach Allgemeinmedizin. Durch die Autoren wurden sie als App für Mobiltelefone aufbereitet und stehen somit nun Hausärzten und Studierenden jederzeit zur Verfügung. Die vorliegende Studie untersucht die Fragestellung: Wie bewerten Studierende den Nutzen dieser Anwendung für ihren Lernprozess im Fach Allgemeinmedizin?Methodik: Die Kurzversionen der 15 DEGAM-Leitlinien wurden als (Smartphone-Betriebssystem-unabhängige) Web-App mit Möglichkeit der Offline-Nutzung umgesetzt und Studierenden in Kurs, Blockpraktikum, Wahlfächern und PJ (Praktisches Jahr) Allgemeinmedizin angeboten. Die Evaluation erfolgte durch eine strukturierte Befragung über die Feedbackfunktion der Moodle-Lernplattform www.elearning-allgemeinmedizin.de mit Likertskalen und Freitextkommentaren.Ergebnisse: Der Evaluations-Rücklauf kam von 14 (25%) der 56 studentischen TesterInnen aus dem Kurs Allgemeinmedizin (9), dem Blockpraktikum (1), dem PJ (1) und Wahlfächern (4). Die App selbst sehen die Studierenden als Mehrwert zur Print/PDF-Version. Sie nutzen sie häufig und erfolgreich in Nischenzeiten und vor/während/nach Lehrveranstaltungen. Neben allgemeinem Interesse / Kennenlernen der Leitlinien und Lernen wird sie zum Nachschlagen konkreter (theoretischer) Fragestellungen eingesetzt, weniger im Zusammenhang mit Patientenkontakten. Interesse und Kenntnis der Leitlinien wird durch die App gefördert, insgesamt ist die Anwendung für die Bedürfnisse dieser Usergruppe gut geeignet.Diskussion: Die Leitlinien-App wurde von Studierenden sehr positiv bewertet: Als moderne Form, ihnen die Leitlinien näher zu bringen und ihre Kenntnisse zu erweitern, gerade auch durch den flexiblen Einsatz in Nischenzeiten und das attraktive Medium Smartphone. Letzteres verhindert aber auch eine verbindliche

  4. U.S. (ARRADCOM) Test Results for NATO Round-Robin Test on High Explosives

    DTIC Science & Technology

    1981-05-01

    ca. 0,54 mm thick) 80,77°C klar, ohne Bodensatz (clear, without insoluble material) ɘ,01 % ɘ,001 % keine (none) < 0,001 % - 2 43 - 2...0,050 % 0,004 % Beim Zufügen von 0,002 n KMnO,-Lösung zu einem durch Kochen mit Wasser er-. haltenem Auszug keine Entfärbung in 1 h (no... keine Angaben, konnte auch anläßlich eines Besuches bei der Herstellerfirma nicht in Erfahrung gebracht werden. (not yet available) Aussehen

  5. Sonography of subcutaneous tissue cannot determine causes of lower limb edema.

    PubMed

    Becker, Mandy; Schilling, Tom; von Beckerath, Olga; Kröger, Knut

    2015-03-01

    Hintergrund: Um den klinischen Nutzen der Sonographie bei der Differenzierung von Ödemen zu untersuchen, haben wir die Frage gestellt, ob eine Gruppe von Ärzten Lymphödeme von kardialen, hepatischen oder venösen Ödemen nur durch die Analyse von Ultraschallbildern des Ödems unterscheiden kann. Patienten und Methoden: Es wurden 38 Patienten (Mittelwert ± SD: 70 ± 12 Jahre, 22 (58 %) Frauen) mit Ödemen der unteren Extremitäten rekrutiert. Nach der klinischen Diagnosestellung waren es 10 (26 %) Lymphödeme, 16 (42 %) Ödeme durch Herzinsuffizienz, 6 (16 %) durch Venenerkrankungen und 6 (16 %) durch eine chronische Lebererkrankung. Die Ödeme wurden sonographisch am schwerer betroffenen Bein standardisiert jeweils am distalen und am proximalen Unterschenkel dargestellt. 38 anonymisierte Bildsätze wurden 5 in der Sonographie erfahrenen Ärzten vorgelegt. Sie wurden gefragt, ob sie die Kriterien für ein Lymphödem sehen: 1. echoarme Spalten, 2. horizontale Lücken und 3. echoreiche Randsäume. Ergebnisse: Akzeptiert man das Ödem als Lymphödem, wenn nur ein Arzt mindestens eines der drei Kriterien eines lymphatischen Ödems auf jedem Einzelbild sieht, würden alle Ödeme als Lymphödem klassifiziert werden. Akzeptiert man ein Lymphödem nur, wenn alle Ärzte mindestens eines der drei Kriterien auf dem distalen Bild des gleichen Patienten sehen, werden 80 % der Patienten mit Lymphödem auch als solches klassifiziert, aber auch die Mehrheit der kardialen, venösen Ödeme und hepatischen Ödeme. Akzeptiert man ein Lymphödem nur, wenn alle Ärzte alle drei Kriterien im distalen Bild des gleichen Patienten sehen, würde keines der Ödeme als lymphatisch klassifiziert werden. Schlussfolgerungen: Unsere Analyse zeigt, dass es nicht möglich ist, Lymphödeme von anderen Ödemen der unteren Extremitäten sonographisch zu unterscheiden.

  6. Nutzergerechte Entwicklung der Mensch-Maschine-Interaktion von Fahrerassistenzsystemen

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    König, Winfried

    Durch langjährige Forschungen bei Kfz-Herstellern, Zulieferfirmen und an Hochschulen sind umfangreiche, aber dennoch lückenhafte Erkenntnisse über das Zusammenspiel zwischen FAS und Nutzer gewonnen worden. In deutschen und internationalen Projekten wie z. B. PROMETHEUS, DRIVE, MOTIV, INVENT, RESPONSE und AKTIV haben sich Kfz-Hersteller, Zulieferfirmen, Hochschulen und weitere staatliche und private Forschungseinrichtungen zusammengefunden, um die vorwettbewerbliche Forschung für derartige Systeme voranzutreiben. Im folgenden Kapitel sollen einige der gewonnenen Kenntnisse dargelegt werden, um die Entwicklung des HMI von FAS zu erleichtern.

  7. Unfälle mit Zweiradfahrzeugen

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Tschirschwitz, Christian

    Auf einer außerörtlichen Bundesstraße kam es in einem Baustellenbereich zum frontalen Anprall eines Pkw Ford Fiesta an die rechte Flanke eines Fahrrads, welches durch einen Fußgänger von links nach rechts, bezüglich der Fahrtrichtung des Pkw, geschoben wurde. Das Fahrrad und der Fußgänger wurden auf den Vorbau des Pkw aufgeladen und etwa 15m weit geworfen. Der Fußgänger verstarb noch an der Unfallstelle.

  8. Physikgeschichte Die Anfänge des Physik-Nobelpreises

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Jacobi, Manfred

    2003-09-01

    Durch Absorption von zwei Laserstrahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen können in Halbleitern makroskopische Ströme erzeugt werden. Die Ausbreitungsrichtung der Elektronen und insbesondere die Ausrichtung ihrer Spins lassen sich über die relative Phase der beiden Laserfelder kohärent kontrollieren, wie kürzlich zwei Gruppen an den Universitäten von Marburg und Iowa demonstrierten [1, 2]. Genutzt wird bei diesem Experiment der Effekt der Quanteninterferenz zur Erzeugung von elektrischen Spinströmen.

  9. Festkörperphysik Optisch erzeugte Spinströme

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Hübner, Jens

    2003-09-01

    Durch Absorption von zwei Laserstrahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen können in Halbleitern makroskopische Ströme erzeugt werden. Die Ausbreitungsrichtung der Elektronen und insbesondere die Ausrichtung ihrer Spins lassen sich über die relative Phase der beiden Laserfelder kohärent kontrollieren, wie kürzlich zwei Gruppen an den Universitäten von Marburg und Iowa demonstrierten [1, 2]. Genutzt wird bei diesem Experiment der Effekt der Quanteninterferenz zur Erzeugung von elektrischen Spinströmen.

  10. Definition von Datenarten zur konsistenten Kommunikation im Unternehmen

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Piro, Andrea; Gebauer, Marcus

    Probleme in der Informationsqualität (IQ) treten in den unterschiedlichsten Bereichen eines Unternehmens auf und werden durch die unterschiedlichsten Bereiche verursacht. Daher ist es um so wichtiger, diese Probleme klar und eindeutig kommunizieren zu können. Insbesondere wenn Kollegen fachübergreifend IQ-Probleme beheben wollen, kann dies schwierig sein. Erst wenn klar ist, worüber geredet wird, und häufig sind dies Datenfelder und ihr Inhalt, kann das Problem eindeutig beschrieben und gelöst werden.

  11. Geometrie verstehen: statisch - kinematisch

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Kroll, Ekkehard

    Dem Allgemeinen steht begrifflich das Besondere gegenüber. In diesem Sinne sind allgemeine Überlegungen zum Verstehen von Mathematik zu ergänzen durch Untersuchungen hinsichtlich des Verstehens der einzelnen mathematischen Disziplinen, insbesondere der Geometrie. Hier haben viele Schülerinnen und Schüler Probleme. Diese rühren hauptsächlich daher, dass eine fertige geometrische Konstruktion in ihrer statischen Präsentation auf Papier nicht mehr die einzelnen Konstruktionsschritte erkennen lässt; zum Nachvollzug müssen sie daher ergänzend in einer Konstruktionsbeschreibung festgehalten werden.

  12. Molekülbillard

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Weiser, Martin

    Die Entwicklung moderner Medikamente (siehe Abbildung 1) zielt auf das Design von hochspezifischen Wirkstoffen, um Nebenwirkungen so weit wie möglich auszuschließen. Da biochemische Reaktionen, z. B. die Blockade eines Rezeptors durch ein Wirkstoffmolekül, zumeist nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip funktionieren, ist die Gestalt von Molekülen entscheidend für die Wirksamkeit. Biochemische Tests oder gar klinische Studien sind aufwändig und teuer, daher werden zunehmend mathematische Simulationsverfahren zur Berechnung der Gestalt von Molekülen verwendet.

  13. Zum Glück gibt es Garantie!

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Mehrmann, Volker

    Die numerische Lösung von Gleichungssystemen ist eine zentrale Aufgabe bei der Untersuchung fast jeden wissenschaftlichen Problems. Die Beschreibung physikalischer, chemischer oder biologischer Prozesse erfolgt im Wesentlichen immer durch Systeme von Gleichungen. Diese können aus Differentialgleichungen oder auch algebraischen Gleichungen bestehen. Lösungsverfahren dieser Systeme führen jedoch meist auf das Lösen von sehr großen linearen Gleichungssystemen. Daher ist es notwendig Methoden zu entwickeln um diese linearen Gleichungssysteme effizient zu lösen.

  14. Mittelwert- und Arbeitstaktsynchrone Simulation von Dieselmotoren

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Zahn, Sebastian

    Getrieben durch die immer restriktiveren Anforderungen an das Emissions- und Verbrauchsverhalten moderner Verbrennungsmotoren steigt die Komplexität von Motormanagementsystemen mit jeder Modellgeneration an. Damit geht nicht nur eine Zunahme des Softwareumfangs von Steuergeräten sondern zugleich ein deutlicher Anstieg des Applikations-, Vermessungs- und Testaufwandes einher. Zur Effizienzsteigerung des Software- und Funktionsentwicklungsprozesses haben sich daher in der Automobilindustrie sowie in Forschungsinstituten verschiedene modell- und simulationsbasierte Methoden wie die Model-in-the-Loop (MiL) Simulation, die Software-in-the-Loop (SiL) Simulation, das Rapid Control Prototyping (RCP) sowie die Hardware-in-the-Loop (HiL) Simulation etabliert.

  15. Grundlagenuntersuchungen

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Murrenhoff, Hubertus

    Die Analyse und Optimierung der tribologischen Systeme hinsichtlich des Reibungs- und Verschleißverhaltens (Kap. 2) erfordert eine aussagekräftige Mess- und Prüftechnik. Die tribologische Prüftechnik kann nach [Czic82] in Prüfmethoden, -systeme und Analysemethoden eingeteilt werden. Die tribologische Prüftechnik kennzeichnet sich durch einen hohen technischen Stand aus, die unmittelbare Übertragbarkeit der Messergebnisse auf andere Prüfsysteme und auf reale Bauteile und Konstruktionen ist jedoch unsicher. Die Ergebnisse der Prüfungen sollten daher auf den untersuchten Verschleißfall bezogen werden.

  16. Regelungsstrategie für zweibeiniges elastisches Laufen mittels "Virtual Model Control``

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Kerscher, T.; Göller, M.; Zöllner, J. M.; Dillmann, R.

    Ziel dieses Vorhabens ist die technische Umsetzung des "elastischen Laufens“ durch die Realisierung biomechanisch motivierter Regelungsstrategien. Als dafür nötigen elastischen Antrieb wird ein künstlicher Muskel nach dem McKibben-Prinzip verwendet. Dieser Muskel zeigt trotz einiger Nachteile sehr ähnliches statisches und dynamisches Verhalten wie der biologische Muskel und hat sich daher für dieses Vorhaben als idealer Antrieb herausgestellt. Mit Hilfe des "Virtual Model Control“ wird eine Regelung für elastisches Gehen entworfen, welche direkt und indirekt die Eigenschaften der Muskeln für eine flüssige, energieeffiziente Bewegung verwendet.

  17. Definition von Datenarten zur konsistenten Kommunikation im Unternehmen

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Piro, Andrea; Gebauer, Marcus

    Probleme in der Informationsqualität (IQ) treten in den unterschiedlichsten Bereichen eines Unternehmens auf und werden durch die unterschiedlichsten Bereiche verursacht. Daher ist es um so wichtiger, diese Probleme klar und eindeutig kommunizieren zu können. Insbesondere wenn Kollegen fachübergreifend IQProbleme beheben wollen, kann dies schwierig sein. Erst wenn klar ist, worüber geredet wird, und häufig sind dies Datenfelder und ihr Inhalt, kann das Problem eindeutig beschrieben und gelöst werden.

  18. Komplexität der Geographie

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Diekert, Volker; Hertrampf, Ulrich

    Das allgemein als Prototyp eines PSPACE-vollständigen Spiels gesehene Geographiespiel wird bezüglich seiner Komplexität genauer untersucht. Das Interesse der theoretischen Informatik an diesem Spiel wurde sehr durch die Darstellung in dem Lehrbuch von Papadimitriou [Pap94] gefördert. Allerdings bestimmt dieses Lehrbuch nicht die Komplexität des Standardspiels sondern verwendet eine Verallgemeinerung. Die Aussage in dem Lehrbuch bleibt damit etwas unbefriedigend und hinter den Möglichkeiten. Wir zeigen hier, dass die komplexitätstheoretische Charakterisierung schon für die Standardvariante des Spiels gilt.

  19. Hinderniserkennung und -verfolgung mit einer PMD-kamera im automobil

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Schamm, Thomas; Vacek, Stefan; Natroshvilli, Koba; Marius Zöllner, J.; Dillmann, Rüdiger

    Die Detektion von Hindernissen vor dem Automobil ist eine Hauptanforderung an moderne Fahrerassistenzsysteme (FAS). In dieser Arbeit wird ein System vorgestellt, das mit Hilfe einer PMDKamera (Photomischdetektor) Hindernisse auf der Fahrspur erkennt und deren relevante Parameter bestimmt. Durch die PMD-Kamera werden zunächst 3D-Tiefenbilder der Fahrzeugumwelt generiert. Nach einem initialen Filterprozess werden im Tiefenbild mit Hilfe eines Bereichswachstumsverfahrens Hindernisse gesucht. Zur Stabilisierung des Verfahrens und zur Parameterberechnung wird ein Kaiman Filter eingesetzt. Das Ergebnis ist eine Liste aller Hindernisse im Fahrbereich des Automobils.

  20. Level-Set-Segmentierung von Rattenhirn MRTs

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Eiben, Björn; Kunz, Dietmar; Pietrzyk, Uwe; Palm, Christoph

    In dieser Arbeit wird die Segmentierung von Gehirngewebe aus Kopfaufnahmen von Ratten mittels Level-Set-Methoden vorgeschlagen. Dazu wird ein zweidimensionaler, kontrastbasierter Ansatz zu einem dreidimensionalen, lokal an die Bildintensität adaptierten Segmentierer erweitert. Es wird gezeigt, dass mit diesem echten 3D-Ansatz die lokalen Bildstrukturen besser berücksichtigt werden können. Insbesondere Magnet-Resonanz-Tomographien (MRTs) mit globalen Helligkeitsgradienten, beispielsweise bedingt durch Oberfiächenspulen, können auf diese Weise zuverlässiger und ohne weitere Vorverarbeitungsschritte segmentiert werden. Die Leistungsfähigkeit des Algorithmus wird experimentell an Hand dreier Rattenhirn-MRTs demonstriert.

  1. Schichtübergreifende Früherkennung von Verbindungsausfällen in drahtlosen Mesh-Netzwerken

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Lindhorst, Timo

    Drahtlose Mesh-Netzwerke (WMNs) bilden aufgrund ihrer Selbstorganisation ein flexibles Kommunikationssystem. Bei der Erkennung einzelner Verbindungsausfälle, die bei der Integration mobiler Teilnehmer unvermeidbar sind, ist bei aktuellen Routingprotokollen die Kommunikation jedoch für mehrere Sekunden unterbrochen. In dieser Arbeit wird gezeigt, wie durch Nutzung von Informationen aus der MAC-Schicht ein Ausfall frühzeitig erkannt und dadurch die Anzahl der Paketverluste von mehreren Hundert auf maximal vier reduziert werden kann. Hierdurch wird die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit von WMNs erhöht und ihr Einsatz für Echtzeit-Anwendungen ermöglicht.

  2. Sandsturm kontra Wassersturm: Physik im Alltag

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Müller, Andreas

    2006-07-01

    Sandstürme ereignen sich oft, Wasserstürme hingegen so gut wie nie. Eine Abschätzung zeigt, dass man beim Herauslösen eines Wassertropfens beispielsweise aus dem Meer eine sehr große Kraft benötigt und sehr viel Arbeit verrichten muss. Das scheint die Erklärung zu sein. Führt man eine entsprechende Energiebetrachtung durch, so könnte es durchaus Wasserstürme geben. Diese Überlegung ist zwar mathematisch richtig, aber unvollständig.

  3. Grundlagen und Vollzug der amtlichen Lebensmittelkontrolle in der Schweiz

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Hübner, Philipp; Spinner, Christoph

    In der Schweiz wird die Mehrheit der hoheitlichen Aufgaben von den 26 Kantonen, die zusammen die schweizerische Eidgenossenschaft bilden, autonom vollzogen. So liegt zum Beispiel die Kompetenz in den Bereichen Steuern, Gesundheit, Schulen oder Polizei grundsätzlich bei den Kantonen. Im Gegensatz dazu ist die Lebensmittelgesetzgebung national durch eidgenössische Erlasse harmonisiert. Die Vollzugsaufgaben liegen aber auch in diesem Bereich, abgesehen vom Vollzug an der Grenze und von einer nationalen Vollzugsaufsicht und Weisungsberechtigung, in kantonaler Kompetenz. Die Kantone können anhand kantonaler Erlasse das Bundesrecht präzisieren - insbesondere die organisatorischen Aspekte - und Regelungen im nicht harmonisierten Bereich treffen.

  4. Was leistet ein Sportler? Kraft, Leistung und Energie im Muskel

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Thaller, Sigrid; Mathelitsch, Leopold

    2006-01-01

    Der Leistungsbegriff ist im Sport weiter gefasst als in der Physik. In beiden Fällen liegt der Fokus jedoch auf einer pro Zeiteinheit erfolgten Energieumsetzung. Allerdings gibt die rein physikalische Leistung nicht immer Auskunft über den Energieumsatz der Muskeln. Die Muskelkraft hängt von der Kontraktionsgeschwindigkeit des Muskels ab. Ein Muskel verhält sich also anders als eine Feder. Für den Hochleistungssport müssen die Energieumsätze der Muskeln durch spezielle Trainings- und Nahrungsprogramme optimiert werden.

  5. Ökophysik: Plaudereien über das Leben auf dem Land, im Wasser und in der Luft

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Nachtigall, W.

    Prof. em. Dr. rer. nat. Werner Nachtigall, geb. 1934, war als Zoophysiologe und Biophysiker Leiter des Zoologischen Instituts der Universität des Saarlandes in Saarbrücken. In Forschung und Ausbildung hat er sich insbesondere mit Aspekten der Technischen Biologie und Bionik befasst und mit seinen Forschergruppen viele Basisdaten insbesondere zur Ökologie, Physiologie und Physik des Fliegens und Schwimmens aber auch zur Stabilität beispielsweise der Gräser erarbeitet. Lebewesen überraschen immer wieder durch ihre "Biodiversität", ihre hochspezifischen Ausgestaltungen und Anpassungen.

  6. Erfahrungen im Aufbau des IT Service Desks der Technischen Universität München

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Vellguth, Karmela

    Durch das Projekt IntegraTUM und die darin eingebettete Einrichtung eines IT Service Desks mit 1st, 2nd und 3rd Level Support gelang eine an ITIL orientierte Neuausrichtung der internen IT-Dienstleistungen. Die vormals existierende Struktur mit einer Vielzahl an Ansprechpartnern bei auftretenden IT-Problemen wurde aufgelöst. Die Nutzer haben nun eine Anlaufstelle erhalten, die sich für die Beantwortung aller Incidents in kürzester Zeit und mit qualitativ hohem Niveau zuständig fühlt.

  7. Quantenwelt im Nanozylinder: Elektronische Eigenschaften von Kohlenstoff-Nanoröhrchen

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Strunk, Christoph

    2005-07-01

    Kohlenstoff-Nanoröhren sind einzelne oder mehrfach ineinander gesteckte molekulare Hohlzylinder. In ihnen bilden Kohlenstoffatome ein Graphit ähnliches Kristallgitter. Diese Fullerene zeichnen sich durch eine außerordentlich hohe Elastizität und Zugfestigkeit aus. In ihren elektronischen Eigenschaften verhalten sie sich entweder wie Halbleiter oder wie metallische Leiter. Aus halbleitenden Nanoröhren konnten bereits winzige Feldeffekttransistoren hergestellt werden, ein erster Schritt hin zu einer molekularen Elektronik. Die Grundlagenforscher interessiert vor allem das Verhalten metallischer Nanoröhren bei tiefen Temperaturen. An ihren elektronischen Systemen lassen sich zum Beispiel Quanteninterferenzphänomene oder Elektron-Elektron-Wechselwirkungen untersuchen.

  8. Reflexionseigenschaften von Windenergieanlagen im Funkfeld von Funknavigations- und Radarsystemen

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Sandmann, S.; Divanbeigi, S.; Garbe, H.

    2015-11-01

    Die hier behandelte Untersuchung befasst sich mit den Störungen des elektrischen Feldes einer Doppler Very High Frequency Omnidirectional Radio Range Navigationsanlage (DVOR) in der Gegenwart von Windenergieanlagen (WEA). Hierfür wird die Feldstärke auf 25 konzentrischen Kreisbahnen, sog. Orbit Flights verschiedener Höhen und mit verschiedenen Radien rund um die DVOR-Anlage numerisch simuliert. Insbesondere werden die Einflüsse diverser Parameter der WEA wie deren Anzahl, Position, Rotorwinkel, Turmhöhe und Rotordurchmesser auf die Feldverteilung herausgestellt, sowie die Anwendbarkeit der Simulationsmethode Physical Optics (PO) durch Vergleich der Simulationsergebnisse mit denen der Multi Level Fast Multipol Method (MLFMM) untersucht.

  9. A general system for studying protein-protein interactions in gram-negative bacteria

    SciTech Connect

    Pelletier, Dale A.; Hurst, G. B.; Foote, Linda J.; Lankford, Patricia K.; McKeown, Cathy K.; Lu, Tse-Yuan S.; Schmoyer, Denise D.; Shah, Manesh B.; Hervey IV, W. J.; McDonald, W. Hayes; Hooker, Brian S.; Cannon, William R.; Daly, Don S.; Gilmore, Jason M.; Wiley, H. S.; Auberry, Deanna L.; Wang, Yisong; Larimer, Frank; Kennel, S. J.; Doktycz, M. J.; Morrell-Falvey, Jennifer; Owens, Elizabeth T.; Buchanan, M. V.

    2008-08-01

    One of the most promising of the emerging methods for large-scale studies of interactions among proteins is co-isolation of an affinity-tagged protein and its interaction partners, followed by mass spectrometric identification of the co-purifying proteins. We describe a methodology for systematically identifying the proteins that interact with affinity-tagged “bait” proteins expressed from a medium copy plasmid, which are based on a broad host range (pBBR1MCS5) vector backbone that has been modified to incorporate the Gateway DEST plasmid multiple cloning region. This construct was designed to facilitate expression of fusion proteins bearing an affinity tag, across a range of Gram negative bacterial hosts. We demonstrate the performance of this methodology by characterizing interactions among subunits of the DNA-dependent RNA polymerase complex in two metabolically versatile Gram negative microbial species of environmental interest, Rhodopseudomonas palustris CGA010 and Shewanella oneidensis MR-1. Results from the RNA polymerase complex from these two species compared favorably with those for both plasmid- and chromosomally-encoded affinity-tagged fusion proteins expressed in a model organism, E. coli.

  10. Posttranslational modification of a vanadium nitrogenase.

    PubMed

    Heiniger, Erin K; Harwood, Caroline S

    2015-08-01

    In microbes that fix nitrogen, nitrogenase catalyzes the conversion of N2 to ammonia in an ATP-demanding reaction. To help conserve energy some bacteria inhibit nitrogenase activity upon exposure to ammonium. The purple nonsulfur phototrophic bacterium Rhodopseudomonas palustris strain CGA009 can synthesize three functional nitrogenase isoenzymes: a molybdenum nitrogenase, a vanadium nitrogenase, and an iron nitrogenase. Previous studies showed that in some alphaproteobacteria, including R. palustris, molybdenum nitrogenase activity is inhibited by ADP-ribosylation when cells are exposed to ammonium. Some iron nitrogenases are also posttranslationally modified. However, the posttranslational modification of vanadium nitrogenase has not been reported. Here, we investigated the regulation of the alternative nitrogenases of R. palustris and determined that both its vanadium nitrogenase and its iron nitrogenase activities were inhibited and posttranslationally modified when cells are exposed to ammonium. Vanadium nitrogenase is not found in all strains of R. palustris, suggesting that it may have been acquired by horizontal gene transfer. Also, phylogenetic analyses of the three nitrogenases suggest that VnfH, the target of ADP-ribosylation, may be the product of a gene duplication of nifH, the molybdenum nitrogenase homolog.

  11. Metaproteomic identification of diazotrophic methanotrophs and their localization in root tissues of field-grown rice plants.

    PubMed

    Bao, Zhihua; Okubo, Takashi; Kubota, Kengo; Kasahara, Yasuhiro; Tsurumaru, Hirohito; Anda, Mizue; Ikeda, Seishi; Minamisawa, Kiwamu

    2014-08-01

    In a previous study by our group, CH4 oxidation and N2 fixation were simultaneously activated in the roots of wild-type rice plants in a paddy field with no N input; both processes are likely controlled by a rice gene for microbial symbiosis. The present study examined which microorganisms in rice roots were responsible for CH4 oxidation and N2 fixation under the field conditions. Metaproteomic analysis of root-associated bacteria from field-grown rice (Oryza sativa Nipponbare) revealed that nitrogenase complex-containing nitrogenase reductase (NifH) and the alpha subunit (NifD) and beta subunit (NifK) of dinitrogenase were mainly derived from type II methanotrophic bacteria of the family Methylocystaceae, including Methylosinus spp. Minor nitrogenase proteins such as Methylocella, Bradyrhizobium, Rhodopseudomonas, and Anaeromyxobacter were also detected. Methane monooxygenase proteins (PmoCBA and MmoXYZCBG) were detected in the same bacterial group of the Methylocystaceae. Because these results indicated that Methylocystaceae members mediate both CH4 oxidation and N2 fixation, we examined their localization in rice tissues by using catalyzed reporter deposition-fluorescence in situ hybridization (CARD-FISH). The methanotrophs were localized around the epidermal cells and vascular cylinder in the root tissues of the field-grown rice plants. Our metaproteomics and CARD-FISH results suggest that CH4 oxidation and N2 fixation are performed mainly by type II methanotrophs of the Methylocystaceae, including Methylosinus spp., inhabiting the vascular bundles and epidermal cells of rice roots.

  12. Characterizations of purple non-sulfur bacteria isolated from paddy fields, and identification of strains with potential for plant growth-promotion, greenhouse gas mitigation and heavy metal bioremediation.

    PubMed

    Sakpirom, Jakkapan; Kantachote, Duangporn; Nunkaew, Tomorn; Khan, Eakalak

    2017-04-01

    This study was aimed at selecting purple non-sulfur bacteria (PNSB) isolated from various paddy fields, including Cd- and Zn-contaminated paddy fields, based on their biofertilizer properties. Among 235 PNSB isolates, strain TN110 was most effective in plant growth-promoting substance (PGPS) production, releasing 3.2 mg/L of [Formula: see text] , 4.11 mg/L of 5-aminolevulinic acid (ALA) and 3.62 mg/L of indole-3-acetic acid (IAA), and reducing methane emission up to 80%. This strain had nifH, vnfG and anfG, which are the Mo, V and Fe nitrogenase genes encoded for key enzymes in nitrogen fixation under different conditions. This strain provided 84% and 55% removal of Cd and Zn, respectively. Another isolate, TN414, not only produced PGPS (1.30 mg/L of [Formula: see text] , 0.94 mg/L of ALA and 0.65 mg/L of IAA), but was also efficient in removing both Cd and Zn at 72% and 74%, respectively. Based on 16S rDNA sequencing, strain TN110 was identified as Rhodopseudomonas palustris, while strain TN414 was Rubrivivax gelatinosus. A combination of TN110 and TN414 could potentially provide a biofertilizer, which is a greener alternative to commercial/chemical fertilizers and an agent for bioremediation of heavy metals and greenhouse gas mitigation in paddy fields.

  13. Is there a conserved interaction between cardiolipin and the type II bacterial reaction center?

    PubMed Central

    Wakeham, M C; Sessions, R B; Jones, M R; Fyfe, P K

    2001-01-01

    In a recent publication, the structural details of an interaction between the Rhodobacter sphaeroides reaction center and the anionic phospholipid diphosphatidyl glycerol (cardiolipin) were described (K. E. McAuley, P. K. Fyfe, J. P. Ridge, N. W. Isaacs, R. J. Cogdell, and M. R. Jones, 1999, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 96:14706-14711). This was the first crystallographic description of an interaction between this biologically important lipid and an integral membrane protein and was also the first piece of evidence that the reaction center has a specific interaction with cardiolipin. We have examined the extent to which the residues that interact with the cardiolipin are conserved in other species of photosynthetic bacteria with this type of reaction center and discuss the possibility that this cardiolipin binding site is a conserved feature of these reaction centers. We look at how sequence variations that would affect the shape of the cardiolipin binding site might affect the protein-cardiolipin interaction, by modeling the binding of cardiolipin to the reaction center from Rhodopseudomonas viridis. PMID:11222300

  14. Infrared spectroelectrochemistry of bacteriochlorophylls and bacteriopheophytins: Implications for the binding of the pigments in the reaction center from photosynthetic bacteria.

    PubMed

    Mäntele, W G; Wollenweber, A M; Nabedryk, E; Breton, J

    1988-11-01

    The IR spectra of the bacteriochlorophyll a and b cations and the bacteriopheophytin a and b anions were obtained by using an IR and optically transparent electrochemical cell. Prominent effects of radical formation on the vibrational spectra were found for bands assigned to the ester, keto, and acetyl C=O groups and for vibrations from macrocycle bonds. The (radical-minus-neutral) difference spectra are compared to the light-induced difference spectra of the primary donor photooxidation and the intermediary acceptor photoreduction in the reaction center of photosynthetic bacteria. Light-induced absorbance changes from bacteriochlorophyll a-containing reaction centers bear striking similarities to the electrochemically induced absorbance changes observed upon formation of bacteriochlorophyll a(+)in vitro. Comparison of the radical formation in vitro in a hydrogen-bonding or a nonhydrogen-bonding solvent suggests an ester C=O group hydrogen bonded in the neutral state but free in the cation state. For the keto C=O group, the same comparison indicates one free carbonyl group. The (anion-minus-neutral) difference spectra of bacteriopheophytin a and b exhibit a single band in the ester C=O frequency range. In contrast, two bands are observed in the difference spectra of the intermediary acceptor reduction in the reaction center of Rhodopseudomonas viridis. The higher frequency band exhibits a sensitivity to (1)H-(2)H exchange, which suggests a contribution from a protonated carboxyl group of an amino acid side chain.

  15. Pyrosequencing Reveals a Core Community of Anodic Bacterial Biofilms in Bioelectrochemical Systems from China

    PubMed Central

    Xiao, Yong; Zheng, Yue; Wu, Song; Zhang, En-Hua; Chen, Zheng; Liang, Peng; Huang, Xia; Yang, Zhao-Hui; Ng, I-Son; Chen, Bor-Yann; Zhao, Feng

    2015-01-01

    Bioelectrochemical systems (BESs) are promising technologies for energy and product recovery coupled with wastewater treatment, and the core microbial community in electrochemically active biofilm in BESs remains controversy. In the present study, 7 anodic communities from 6 bioelectrochemical systems in 4 labs in southeast, north and south-central of China are explored by 454 pyrosequencing. A total of 251,225 effective sequences are obtained for 7 electrochemically active biofilm samples at 3% cutoff level. While Alpha-, Beta-, and Gamma-proteobacteria are the most abundant classes (averaging 16.0–17.7%), Bacteroidia and Clostridia are the two sub-dominant and commonly shared classes. Six commonly shared genera i.e., Azospira, Azospirillum, Acinetobacter, Bacteroides, Geobacter, Pseudomonas, and Rhodopseudomonas dominate the electrochemically active communities and are defined as core genera. A total of 25 OTUs with average relative abundance >0.5% were selected and designated as core OTUs, and some species relating to these OTUs have been reported electrochemically active. Furthermore, cyclic voltammetry and chronoamperometry tests show that two strains from Acinetobacter guillouiae and Stappia indica, bacteria relate to two core OTUs, are electrochemically active. Using randomly selected bioelectrochemical systems, the study has presented extremely diverse bacterial communities in anodic biofilms, though, we still can suggest some potentially microbes for investigating the electrochemical mechanisms in bioelectrochemical systems. PMID:26733958

  16. Enhancement of photoheterotrophic biohydrogen production at elevated temperatures by the expression of a thermophilic clostridial hydrogenase.

    PubMed

    Lo, Shou-Chen; Shih, Shau-Hua; Chang, Jui-Jen; Wang, Chun-Ying; Huang, Chieh-Chen

    2012-08-01

    The working temperature of a photobioreactor under sunlight can be elevated above the optimal growth temperature of a microorganism. To improve the biohydrogen productivity of photosynthetic bacteria at higher temperatures, a [FeFe]-hydrogenase gene from the thermophile Clostridium thermocellum was expressed in the mesophile Rhodopseudomonas palustris CGA009 (strain CGA-CThydA) using a log-phase expression promoter P( pckA ) to drive the expression of heterogeneous hydrogenase gene. In contrast, a mesophilic Clostridium acetobutylicum [FeFe]-hydrogenase gene was also constructed and expressed in R. palustris (strain CGA-CAhydA). Both transgenic strains were tested for cell growth, in vivo hydrogen production rate, and in vitro hydrogenase activity at elevated temperatures. Although both CGA-CThydA and CGA-CAhydA strains demonstrated enhanced growth over the vector control at temperatures above 38 °C, CGA-CThydA produced more hydrogen than the other strains. The in vitro hydrogenase activity assay, measured at 40 °C, confirmed that the activity of the CGA-CThydA hydrogenase was higher than the CGA-CAhydA hydrogenase. These results showed that the expression of a thermophilic [FeFe]-hydrogenase in R. palustris increased the growth rate and biohydrogen production at elevated temperatures. This transgenic strategy can be applied to a broad range of purple photosynthetic bacteria used to produce biohydrogen under sunlight.

  17. Size dependent microbial oxidation and reduction of magnetite nano- and micro-particles

    PubMed Central

    Byrne, James M.; van der Laan, Gerrit; Figueroa, Adriana I.; Qafoku, Odeta; Wang, Chongmin; Pearce, Carolyn I.; Jackson, Michael; Feinberg, Joshua; Rosso, Kevin M.; Kappler, Andreas

    2016-01-01

    The ability for magnetite to act as a recyclable electron donor and acceptor for Fe-metabolizing bacteria has recently been shown. However, it remains poorly understood whether microbe-mineral interfacial electron transfer processes are limited by the redox capacity of the magnetite surface or that of whole particles. Here we examine this issue for the phototrophic Fe(II)-oxidizing bacteria Rhodopseudomonas palustris TIE-1 and the Fe(III)-reducing bacteria Geobacter sulfurreducens, comparing magnetite nanoparticles (d ≈ 12 nm) against microparticles (d ≈ 100–200 nm). By integrating surface-sensitive and bulk-sensitive measurement techniques we observed a particle surface that was enriched in Fe(II) with respect to a more oxidized core. This enables microbial Fe(II) oxidation to occur relatively easily at the surface of the mineral suggesting that the electron transfer is dependent upon particle size. However, microbial Fe(III) reduction proceeds via conduction of electrons into the particle interior, i.e. it can be considered as more of a bulk electron transfer process that is independent of particle size. The finding has potential implications on the ability of magnetite to be used for long range electron transport in soils and sediments. PMID:27492680

  18. Heavy metal tolerant Metalliresistens boonkerdii gen. nov., sp. nov., a new genus in the family Bradyrhizobiaceae isolated from soil in Thailand.

    PubMed

    Noisangiam, Rujirek; Nuntagij, Achara; Pongsilp, Neelawan; Boonkerd, Nantakorn; Denduangboripant, Jessada; Ronson, Clive; Teaumroong, Neung

    2010-11-01

    Bacterial strains from inoculated soybean field soil in Thailand were directly isolated using Bradyrhizobium japonicum selective medium (BJSM), on the basis of Zn(2+) and Co(2+) resistance of B. japonicum and B. elkanii. The isolates were classified into symbiotic and non-symbiotic groups by inoculation assays and Southern hybridization of nod and nif genes. In this study, a nearly full-length 16S rRNA gene sequence showed that the non-symbiotic isolates were more closely related to members of Rhodopseudomonas and to a number of uncultured bacterial clones than to members of Bradyrhizobium. Therefore, a polyphasic study was performed to determine the taxonomic positions of four representatives of the non-symbiotic isolates. Multilocus phylogenetic analysis of individual genes and a combination of the 16S rRNA and three housekeeping genes (atpD, recA and glnII) supported the placement of the non-symbiotic isolates in a different genus. The ability of heavy metal resistance in conjunction with phenotypic analyses, including cellular fatty acid content and biochemical characteristics, showed that the non-symbiotic isolates were differentiated from the other related genera in the family Bradyrhizobiaceae. Therefore, the non-symbiotic isolates represented a novel genus and species, for which the name Metalliresistens boonkerdii gen. nov., sp. nov. is proposed. The type strain is NS23 (= NBRC 106595(T)=BCC 40155(T)).

  19. Structure of a Specialized Acyl Carrier Protein Essential for Lipid A Biosynthesis with Very Long-chain Fatty Acids in Open and Closed Conformations

    SciTech Connect

    Ramelot, Theresa A.; Rossi, Paolo M.; Forouhar, Farhad; Lee, Hsiau-Wei; Yang, Yunhuang; Ni, Shuisong; Unser, Sarah; Lew, Scott; Seetharaman, Jayaraman; Xiao, Rong; Acton, Thomas; Everett, John K.; Prestegard, James H.; Hunt, John F.; Montelione, Gaetano; Kennedy, Michael A.

    2012-09-18

    The solution nuclear magnetic resonance (NMR) structures and backbone (15)N dynamics of the specialized acyl carrier protein (ACP), RpAcpXL, from Rhodopseudomonas palustris, in both the apo form and holo form modified by covalent attachment of 4'-phosphopantetheine at S37, are virtually identical, monomeric, and correspond to the closed conformation. The structures have an extra α-helix compared to the archetypical ACP from Escherichia coli, which has four helices, resulting in a larger opening to the hydrophobic cavity. Chemical shift differences between apo- and holo-RpAcpXL indicated some differences in the hinge region between α2 and α3 and in the hydrophobic cavity environment, but corresponding changes in nuclear Overhauser effect cross-peak patterns were not detected. In contrast to the NMR structures, apo-RpAcpXL was observed in an open conformation in crystals that diffracted to 2.0 Å resolution, which resulted from movement of α3. On the basis of the crystal structure, the predicted biological assembly is a homodimer. Although the possible biological significance of dimerization is unknown, there is potential that the resulting large shared hydrophobic cavity could accommodate the very long-chain fatty acid (28-30 carbons) that this specialized ACP is known to synthesize and transfer to lipid A. These structures are the first representatives of the AcpXL family and the first to indicate that dimerization may be important for the function of these specialized ACPs.

  20. Introducing capnophilic lactic fermentation in a combined dark-photo fermentation process: a route to unparalleled H2 yields.

    PubMed

    Dipasquale, L; Adessi, A; d'Ippolito, G; Rossi, F; Fontana, A; De Philippis, R

    2015-01-01

    Two-stage process based on photofermentation of dark fermentation effluents is widely recognized as the most effective method for biological production of hydrogen from organic substrates. Recently, it was described an alternative mechanism, named capnophilic lactic fermentation, for sugar fermentation by the hyperthermophilic bacterium Thermotoga neapolitana in CO2-rich atmosphere. Here, we report the first application of this novel process to two-stage biological production of hydrogen. The microbial system based on T. neapolitana DSM 4359(T) and Rhodopseudomonas palustris 42OL gave 9.4 mol of hydrogen per mole of glucose consumed during the anaerobic process, which is the best production yield so far reported for conventional two-stage batch cultivations. The improvement of hydrogen yield correlates with the increase in lactic production during capnophilic lactic fermentation and takes also advantage of the introduction of original conditions for culturing both microorganisms in minimal media based on diluted sea water. The use of CO2 during the first step of the combined process establishes a novel strategy for biohydrogen technology. Moreover, this study opens the way to cost reduction and use of salt-rich waste as feedstock.

  1. Performance, carotenoids yield and microbial population dynamics in a photobioreactor system treating acidic wastewater: Effect of hydraulic retention time (HRT) and organic loading rate (OLR).

    PubMed

    Liu, Shuli; Zhang, Guangming; Zhang, Jie; Li, Xiangkun; Li, Jianzheng

    2016-01-01

    Effects of hydraulic retention time (HRT) and influent organic loading rate (OLR) were investigated in a photobioreactor containing PNSB (Rhodopseudomonas palustris)-chemoheterotrophic bacteria to treat volatile fatty acid wastewater. Pollutants removal, biomass production and carotenoids yield in different phases were investigated in together with functional microbial population dynamics. The results indicated that properly decreasing HRT and increasing OLR improved the nutrient removal performance as well as the biomass and carotenoids productions. 85.7% COD, 89.9% TN and 91.8% TP removals were achieved under the optimal HRT of 48h and OLR of 2.51g/L/d. Meanwhile, the highest biomass production and carotenoids yield were 2719.3mg/L and 3.91mg/g-biomass respectively. In addition, HRT and OLR have obvious impacts on PNSB and total bacteria dynamics. Statistical analyses indicated that the COD removal exhibited a positive relationship with OLR, biomass and carotenoids production. PNSB/total bacteria ratio had a positive correlation with the carotenoids yield.

  2. The use of controlled microbial cenoses in producers' link to increase steady functioning of artificial ecosystems

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Somova, Lydia; Mikheeva, Galina; Somova, Lydia

    The life support systems (LSS) for long-term missions are to use cycling-recycling systems, including biological recycling. Simple ecosystems include 3 links: producers (plants), consumers (man, animals) and reducers (microorganisms). Microorganisms are substantial component of every link of LSS. Higher plants are the traditional regenerator of air and producer of food. They should be used in many successive generations of their reproduction in LSS. Controlled microbiocenoses can increase productivity of producer's link and protect plants from infections. The goal of this work was development of methodological bases of formation of stable, controlled microbiocenoses, intended for increase of productivity of plants and for obtaining ecologically pure production of plants. Main results of our investigations: 1. Experimental microbiocenoses, has been produced in view of the developed methodology on the basis of natural association of microorganisms by long cultivation on specially developed medium. Dominating groups are bacteria of genera: Lactobacillus, Streptococcus, Leuconostoc, Bifidobacterium, Rhodopseudomonas and yeast of genera: Kluyveromyces, Saccharomyces, Torulopsis. 2. Optimal parameters of microbiocenosis cultivation (t, pH, light exposure, biogenic elements concentrations) were experimentally established. Conditions of cultivation on which domination of different groups of microbiocenosis have been found. 3. It was shown, that processing of seeds of wheat, oats, bulbs and plants Allium cepa L. (an onions) with microbial association raised energy of germination of seeds and bulbs and promoted the increase (on 20-30 %) of growth green biomass and root system of plants in comparison with the control. This work is supported by grant, Yenissey , 07-04-96806

  3. Use of mixed culture bacteria for photofermentive hydrogen of dark fermentation effluent.

    PubMed

    Tawfik, Ahmed; El-Bery, Haitham; Kumari, Sheena; Bux, Faizal

    2014-09-01

    Hydrogen production (HP) from dark fermentation effluent of starch wastewater via vertical tubular photo-bioreactor was investigated. The reactor was inoculated with mixed culture of bacteria and operated at light intensity of 190 W/m(2). Hydraulic retention time (HRT) and organic loading rate (OLR) was varied between 0.9 to 4.0 h and 3.2 to 16 g COD/l.d., respectively. Increasing the HRT from 0.9 to 2.5 h, significantly (P<0.05) increased HP from 1±0.04 to 3.05±0.19 l/d, respectively. However, minimal increase in HP occurred when increasing the HRT up to 4.0 h. The HP remained unaffected when increasing the OLR from 3.2 to 6.4 g COD/l.d. Further increase in the OLR up to 8.2 and 16 g COD/l.d., resulted in a drop in HP i.e. 0.96 and 0.19 l/d, respectively. Microbial community analysis of the reactor samples showed the presence and dominance of hydrogen producing purple non-sulfur phototrophic (PNS) bacterium, Rhodopseudomonas palustris in the reactor.

  4. Towards understanding the biological function of hopanoids (Invited)

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Doughty, D. M.; Hunter, R.; Summons, R. E.; Newman, D. K.

    2010-12-01

    Rhodopseudomonas palustris TIE-1 expresses bacterial hopanoid lipids that are structurally similar and evolutionarily related to eukaryotic sterols. The genome of R. palustris TIE-1 contains two copies of the hpnN gene (hpnN1 and hpnN2) that are orthologs of genes encoding eukaryotic sterol and lipid transporters. Hopanoid localization to the outer membrane was found to be dependent upon hpnN1. Since the cell cycle of R. palustris TIE-1 is obligately bimodal with each cell division resulting in the generation of one mother and one swarmer cell, evidence was obtained that hopanoids where specifically localized to the outer membrane of mother cells. The sequestration of hopanoids to the mother cells was also disrupted by the deletion of the hpnN1 gene. Mutants lacking the hopanoid transporters were able to grow normally at 30 °C but showed decreased growth at 38 °C. The hopanoid transporter mutant formed cellular filaments when grown at elevated temperature. Because sedimentary steranes and hopanes comprise some of the earliest evidence for the emergence of distinct bacteria and eukaryotic phyla, a better appreciation of the function of hopanoids will improve our ability to interpret the evolution of life on Earth.

  5. Size dependent microbial oxidation and reduction of magnetite nano- and micro-particles

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Byrne, James M.; van der Laan, Gerrit; Figueroa, Adriana I.; Qafoku, Odeta; Wang, Chongmin; Pearce, Carolyn I.; Jackson, Michael; Feinberg, Joshua; Rosso, Kevin M.; Kappler, Andreas

    2016-08-01

    The ability for magnetite to act as a recyclable electron donor and acceptor for Fe-metabolizing bacteria has recently been shown. However, it remains poorly understood whether microbe-mineral interfacial electron transfer processes are limited by the redox capacity of the magnetite surface or that of whole particles. Here we examine this issue for the phototrophic Fe(II)-oxidizing bacteria Rhodopseudomonas palustris TIE-1 and the Fe(III)-reducing bacteria Geobacter sulfurreducens, comparing magnetite nanoparticles (d ≈ 12 nm) against microparticles (d ≈ 100–200 nm). By integrating surface-sensitive and bulk-sensitive measurement techniques we observed a particle surface that was enriched in Fe(II) with respect to a more oxidized core. This enables microbial Fe(II) oxidation to occur relatively easily at the surface of the mineral suggesting that the electron transfer is dependent upon particle size. However, microbial Fe(III) reduction proceeds via conduction of electrons into the particle interior, i.e. it can be considered as more of a bulk electron transfer process that is independent of particle size. The finding has potential implications on the ability of magnetite to be used for long range electron transport in soils and sediments.

  6. Formation of bacteriochlorophyll form B820 in light harvesting 2 complexes from purple sulfur bacteria treated with dioxane.

    PubMed

    Makhneva, Z K; Toropygina, O A; Moskalenko, A A

    2005-10-01

    Treatment of some sulfur bacteria (Allochromatium minutissimum, Thiorhodospira sibirica, and Ectothiorhodospira halovacuolata WN22) with dioxane results in formation of the bacteriochlorophyll form B820 in the light harvesting complex LH2. This form characterized by absorption maximum at 820 nm has the same absorption spectrum as B820 subcomplex from LH1 complex. Appearance of the B820 form was accompanied by a sharp decrease in absorption in the carotenoid region. This phenomenon observed in all LH2 complexes investigated may be attributed to formation of colorless carotenoid aggregates. This is very similar to the previously reported dissociation of the LH1 complex with carotenoids into B820 subcomplexes. Although the B820 form corresponded the bacteriochlorophyll dimer, its circular dichroism spectrum showed that pigment molecules in this dimer exhibit different interaction than those in the B820 subcomplex. The dioxane treatment of LH2 complexes isolated from Rhodopseudomonas palustris bacteria grown under normal or low intensity illumination did not result in formation of such dimers. It is suggested that bacteriochlorophyll B820 formation is related to unique structure of LH2 complexes from the sulfur bacteria.

  7. Preferential incorporation of coloured-carotenoids occurs in the LH2 complexes from non-sulphur purple bacteria under carotenoid-limiting conditions.

    PubMed

    Gall, Andrew; Henry, Sarah; Takaichi, Shinichi; Robert, Bruno; Cogdell, Richard J

    2005-11-01

    The effect of growing Rhodopseudomonas (Rps.) acidophila and Rps. palustris in the presence of different concentrations of the carotenoid (Car) biosynthetic inhibitor diphenylamine (DPA) has been investigated. Growth with sub-maximal concentrations of DPA induces Car limitation. The exact response to DPA is species dependent. However, both Rps. acidophila and Rps. palustris respond by preferentially incorporating the limiting amount of coloured Cars into their LH2 complexes at the expense of the RC-LH1 complexes. As inhibition by DPA becomes more severe there is an increase in the percentage of Cars with reduced numbers of conjugated C=C bonds. The effect of this changed Car composition on the structure and function of the antenna complexes has been investigated using absorption, fluorescence, CD and Raman spectroscopies. The results show that although the presence of Car molecules is important for the stability of the LH2 complexes that the overall native structure can be maintained by the presence of many different Cars.

  8. Optimization of wastewater feeding for single-cell protein production in an anaerobic wastewater treatment process utilizing purple non-sulfur bacteria in mixed culture condition.

    PubMed

    Honda, Ryo; Fukushi, Kensuke; Yamamoto, Kazuo

    2006-10-01

    Impacts of operation timing of feeding and withdrawal on anaerobic wastewater treatment utilizing purple non-sulfur bacteria have been investigated in mixed culture condition with acidogenic bacteria. Simulated wastewater containing glucose was treated in a laboratory-scale chemostat reactor, changing the timing of wastewater feeding and withdrawal. Rhodopseudomonas palustris, which does not utilize glucose as a substrate, was inoculated in the reactor. Rps. palustris was detected by a fluorescent in situ hybridization (FISH) technique using the specific Rpal686 probe. As a result, population ratios of Rps. palustris were over 20% through the operation. Rps. palustris could grow by utilizing metabolites of acidogenic bacteria that coexisted in the reactor. A morning feed was effective for a good growth of purple non-sulfur bacteria. A protein content of cultured bacteria was the highest when wastewater was fed in the morning. Dissolved organic carbon (DOC) removal was 94% independent of the timing control. Consequently, feeding in the morning is the optimum feed-timing control from the aspects of growth of purple non-sulfur bacteria and single-cell protein production.

  9. Nonphotochemical Hole-Burning Studies of Energy Transfer Dynamics in Antenna Complexes of Photosynthetic Bacteria

    SciTech Connect

    Matsuzaki, Satoshi

    2001-01-01

    This thesis contains the candidate's original work on excitonic structure and energy transfer dynamics of two bacterial antenna complexes as studied using spectral hole-burning spectroscopy. The general introduction is divided into two chapters (1 and 2). Chapter 1 provides background material on photosynthesis and bacterial antenna complexes with emphasis on the two bacterial antenna systems related to the thesis research. Chapter 2 reviews the underlying principles and mechanism of persistent nonphotochemical hole-burning (NPHB) spectroscopy. Relevant energy transfer theories are also discussed. Chapters 3 and 4 are papers by the candidate that have been published. Chapter 3 describes the application of NPHB spectroscopy to the Fenna-Matthews-Olson (FMO) complex from the green sulfur bacterium Prosthecochloris aestuarii; emphasis is on determination of the low energy vibrational structure that is important for understanding the energy transfer process associated within three lowest energy Qy-states of the complex. The results are compared with those obtained earlier on the FMO complex from Chlorobium tepidum. In Chapter 4, the energy transfer dynamics of the B800 molecules of intact LH2 and B800-deficient LH2 complexes of the purple bacterium Rhodopseudomonas acidophila are compared. New insights on the additional decay channel of the B800 ring of bacteriochlorophyll a (BChl a) molecules are provided. General conclusions are given in Chapter 5.

  10. Polyphosphate metabolism by purple non-sulfur bacteria and its possible application on photo-microbial fuel cell.

    PubMed

    Lai, Yen-Chun; Liang, Chih-Ming; Hsu, Shu-Chuan; Hsieh, Ping-Heng; Hung, Chun-Hsiung

    2017-03-11

    A purple non-sulfur bacterium, Rhodopseudomonas palustris G11, was isolated from an activated sludge plant that treats domestic wastewater. This isolation resulted in the effective accumulation of polyphosphate in cells upon reaching the stationary growth phase. However, when the carbon and/or energy source were/was removed, this bacterium released intracellular polyphosphate or poly-β-hydroxybutyrate to obtain energy to grow or maintain its growth. Furthermore, a novel photo-microbial fuel cell (PMFC) design was proposed. The unique capability of purple non-sulfur bacteria to capture light energy for polyphosphate accumulation was maximized. After R. palustris G11 accumulated considerable polyphosphate and was transferred to a fresh medium, the PMFC system exhibited a maximum voltage of approximately 0.03 V undt illumination. The chemical oxygen demand removal efficiency, Coulomb efficiency, and power density were 95.8%, 0.62%, and 0.15 mW/m(2), respectively. The test microorganisms converted most of the light energy in growth and caused the low power production. The microorganisms grew slowly and produced less power under dark conditions than under light illumination. However, these microorganisms used the previously stored polyphosphate or poly-β-hydroxybutyrate for electricity production when they were incubated in a growth-insufficient condition. This novel concept can be improved and optimized in the future for new PMFC applications, such as rechargeable cells, to treat wastewater and restore energy simultaneously.

  11. Energy transfer and exciton coupling in isolated B800-850 complexes of the photosynthetic purple sulfur bacterium Choromatium tepidum. The effect of structural symmetry on bacteriochlorophyll excited states

    SciTech Connect

    Kennis, J.T.M.; Streltsov, A.M.; Aartsma, T.J.; Amesz, J.; Nozawa, Tsunenori

    1996-02-08

    Energy transfer and exciton coupling in isolated B800-850 complexes from the purple sulfur bacterium Chromatium tepidum were studied by means of spectrally resolved absorbance difference spectroscopy with a time resolution of 200 fs. Energy transfer from bacteriochlorophyll (BChl) 800 to BChl 850 was found to occur with a time constant of 0.8-0.9 ps. Remarkably, the amplitude of the absorbance changes of BChl 850 was 4 times larger than that of BChl 800. By relating this result to the crystal structure of B800-850 complexes of Rhodopseudomonas acidophila, it was concluded that the spectral properties of BChl 850 are mainly determined by strong exciton interactions between BChl 850 molecules in a circular symmetric arrangement, which lead to concentration of the oscillator strength in a few optically allowed transitions, corresponding to delocalized eigenstates. In BChl 850, a rapid red shift of the bleaching was observed. This relaxation process may be ascribed either to vibrational relaxation or exciton scattering. A similar red shift appears to occur in BChl 800. 26 refs., 5 figs.

  12. The Shifts of Diazotrophic Communities in Spring and Summer Associated with Coral Galaxea astreata, Pavona decussata, and Porites lutea

    PubMed Central

    Zhang, Yanying; Yang, Qingsong; Ling, Juan; Van Nostrand, Joy D.; Shi, Zhou; Zhou, Jizhong; Dong, Junde

    2016-01-01

    The coral holobiont often resides in oligotrophic waters; both coral cells and their symbiotic dinoflagellates possess ammonium assimilation enzymes and potentially benefit from the nitrogen fixation of coral-associated diazotrophs. However, the seasonal dynamics of coral-associated diazotrophs are not well characterized. Here, the seasonal variations of diazotrophic communities associated with three corals, Galaxea astreata, Pavona decussata, and Porites lutea, were studied using nifH gene amplicon pyrosequencing techniques. Our results revealed a great diversity of coral-associated diazotrophs. nifH sequences related to Alphaproteobacteria, Deltaproteobacteria, and Gammaproteobacteria were ubiquitous and dominant in all corals in two seasons. In contrast with the coral P. decussata, both G. astreata and P. lutea showed significant seasonal changes in the diazotrophic communities and nifH gene abundance. Variable diazotroph groups accounted for a range from 11 to 49% within individual coral samples. Most of the variable diazotrophic groups from P. decussata were species-specific, however, the majority of overlapping variable groups in G. astreata and P. lutea showed the same seasonal variation characteristics. Rhodopseudomonas palustris- and Gluconacetobacter diazotrophicus-affiliated sequences were relatively abundant in the summer, whereas a nifH sequence related to Halorhodospira halophila was relatively abundant in spring G. astreata and P. lutea. The seasonal variations of all diazotrophic communities were significantly correlated with the seasonal shifts of ammonium and nitrate, suggesting that diazotrophs play an important role in the nitrogen cycle of the coral holobiont. PMID:27920768

  13. Volatilization of Arsenic from Polluted Soil by Pseudomonas putida Engineered for Expression of the arsM Arsenic(III) S-Adenosine Methyltransferase Gene

    PubMed Central

    2015-01-01

    Even though arsenic is one of the most widespread environmental carcinogens, methods of remediation are still limited. In this report we demonstrate that a strain of Pseudomonas putida KT2440 endowed with chromosomal expression of the arsM gene encoding the As(III) S-adenosylmethionine (SAM) methyltransfase from Rhodopseudomonas palustris to remove arsenic from contaminated soil. We genetically engineered the P. putida KT2440 with stable expression of an arsM-gfp fusion gene (GE P. putida), which was inserted into the bacterial chromosome. GE P. putida showed high arsenic methylation and volatilization activity. When exposed to 25 μM arsenite or arsenate overnight, most inorganic arsenic was methylated to the less toxic methylated arsenicals methylarsenate (MAs(V)), dimethylarsenate (DMAs(V)) and trimethylarsine oxide (TMAs(V)O). Of total added arsenic, the species were about 62 ± 2.2% DMAs(V), 25 ± 1.4% MAs(V) and 10 ± 1.2% TMAs(V)O. Volatilized arsenicals were trapped, and the predominant species were dimethylarsine (Me2AsH) (21 ± 1.0%) and trimethylarsine (TMAs(III)) (10 ± 1.2%). At later times, more DMAs(V) and volatile species were produced. Volatilization of Me2AsH and TMAs(III) from contaminated soil is thus possible with this genetically engineered bacterium and could be instrumental as an agent for reducing the inorganic arsenic content of soil and agricultural products. PMID:25122054

  14. Identification and characterization of transcription networks in environmentally significant species

    SciTech Connect

    Lawrence, Charles E.; McCue, Lee Ann

    2005-11-30

    Understanding the regulation of gene expression, transcription regulation in particular, is one of the grand challenges of molecular biology. Transcription regulation is arguably the most important foundation of cellular function, since it exerts the most fundamental control of the abundance of virtually all of a cell's functional macromolecules. Nevertheless, this process, perhaps because of its difficulty, has been the subject of only a limited number of genomic level analyses. We have undertaken bioinformatics projects to address this issue by developing (1) a cross-species comparison method (i.e. phylogenetic footprinting) for the identification of transcription factor binding sites, (2) a Bayesian clustering method to identify regulons, (3) an improved scanning algorithm that uses a position weight matrix and several related species sequence data to locate transcription factor binding sites, and (4) a method to predict cognate binding sites for transcription factors of unknown specificity. These bioinformatics methods were developed using the model proteobacterium Escherichia coli, with further applications to the genomes of environmentally significant microbes (Rhodopseudomonas palustris, Shewanella oneidensis) in later years of the grant.

  15. Crystal Structures of Malonyl-Coenzyme A Decarboxylase Provide Insights into Its Catalytic Mechanism and Disease-Causing Mutations

    PubMed Central

    Froese, D. Sean; Forouhar, Farhad; Tran, Timothy H.; Vollmar, Melanie; Kim, Yi Seul; Lew, Scott; Neely, Helen; Seetharaman, Jayaraman; Shen, Yang; Xiao, Rong; Acton, Thomas B.; Everett, John K.; Cannone, Giuseppe; Puranik, Sriharsha; Savitsky, Pavel; Krojer, Tobias; Pilka, Ewa S.; Kiyani, Wasim; Lee, Wen Hwa; Marsden, Brian D.; von Delft, Frank; Allerston, Charles K.; Spagnolo, Laura; Gileadi, Opher; Montelione, Gaetano T.; Oppermann, Udo; Yue, Wyatt W.; Tong, Liang

    2013-01-01

    Summary Malonyl-coenzyme A decarboxylase (MCD) is found from bacteria to humans, has important roles in regulating fatty acid metabolism and food intake, and is an attractive target for drug discovery. We report here four crystal structures of MCD from human, Rhodopseudomonas palustris, Agrobacterium vitis, and Cupriavidus metallidurans at up to 2.3 Å resolution. The MCD monomer contains an N-terminal helical domain involved in oligomerization and a C-terminal catalytic domain. The four structures exhibit substantial differences in the organization of the helical domains and, consequently, the oligomeric states and intersubunit interfaces. Unexpectedly, the MCD catalytic domain is structurally homologous to those of the GCN5-related N-acetyltransferase superfamily, especially the curacin A polyketide synthase catalytic module, with a conserved His-Ser/Thr dyad important for catalysis. Our structures, along with mutagenesis and kinetic studies, provide a molecular basis for understanding pathogenic mutations and catalysis, as well as a template for structure-based drug design. PMID:23791943

  16. Annual report and summaries of FY 1983 activities supported by the Division of Biological Energy Research

    SciTech Connect

    Rabson, R.

    1983-10-01

    Summaries of research performed in FY 1983 are presented. Representative research areas include: (1) progress was made in modifying the Agrobacterium tumefaciens Ti plasmid as a vector in the transfer of DNA in higher plants. The plasmid was disarmed by genetically altering that information which is responsible for unwanted tumor formation in recipient plants. In addition it was demonstrated that antibiotic resistance as a representative genetic character may be transferred by the Ti plasmid to a recipient plant culture; (2) by using appropriately constituted genetic lines of maize it has been possible by following male sterility restorer function to measure for the first time the frequency and character of genetic transposition events in a higher organism; (3) the gene coding for susceptibility to the herbicide atrazine in higher plants has been identified, cloned, and sequenced. A mutant gene which is responsible for resistance to the herbicide has likewise been studied. The difference between the two is one nucleotide in the DNA sequence; and (4) amino acid sequences of a number of proteins of the smallest functional photosynthetic particle, known as the reaction center, of the photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas capsulata have been determined by cloning and sequencing the corresponding DNA. This information has led to new insights concerning the structural and functional nature of the proteins in photosynthesis.

  17. Extension of Light-Harvesting Ability of Photosynthetic Light-Harvesting Complex 2 (LH2) through Ultrafast Energy Transfer from Covalently Attached Artificial Chromophores.

    PubMed

    Yoneda, Yusuke; Noji, Tomoyasu; Katayama, Tetsuro; Mizutani, Naoto; Komori, Daisuke; Nango, Mamoru; Miyasaka, Hiroshi; Itoh, Shigeru; Nagasawa, Yutaka; Dewa, Takehisa

    2015-10-14

    Introducing appropriate artificial components into natural biological systems could enrich the original functionality. To expand the available wavelength range of photosynthetic bacterial light-harvesting complex 2 (LH2 from Rhodopseudomonas acidophila 10050), artificial fluorescent dye (Alexa Fluor 647: A647) was covalently attached to N- and C-terminal Lys residues in LH2 α-polypeptides with a molar ratio of A647/LH2 ≃ 9/1. Fluorescence and transient absorption spectroscopies revealed that intracomplex energy transfer from A647 to intrinsic chromophores of LH2 (B850) occurs in a multiexponential manner, with time constants varying from 440 fs to 23 ps through direct and B800-mediated indirect pathways. Kinetic analyses suggested that B800 chromophores mediate faster energy transfer, and the mechanism was interpretable in terms of Förster theory. This study demonstrates that a simple attachment of external chromophores with a flexible linkage can enhance the light harvesting activity of LH2 without affecting inherent functions of energy transfer, and can achieve energy transfer in the subpicosecond range. Addition of external chromophores, thus, represents a useful methodology for construction of advanced hybrid light-harvesting systems that afford solar energy in the broad spectrum.

  18. Alcohol Dehydrogenase from Methylobacterium organophilum

    PubMed Central

    Wolf, H. J.; Hanson, R. S.

    1978-01-01

    The alcohol dehydrogenase from Methylobacterium organophilum, a facultative methane-oxidizing bacterium, has been purified to homogeneity as indicated by sodium dodecyl sulfate-gel electrophoresis. It has several properties in common with the alcohol dehydrogenases from other methylotrophic bacteria. The active enzyme is a dimeric protein, both subunits having molecular weights of about 62,000. The enzyme exhibits broad substrate specificity for primary alcohols and catalyzes the two-step oxidation of methanol to formate. The apparent Michaelis constants of the enzyme are 2.9 × 10−5 M for methanol and 8.2 × 10−5 M for formaldehyde. Activity of the purified enzyme is dependent on phenazine methosulfate. Certain characteristics of this enzyme distinguish it from the other alcohol dehydrogenases of other methylotrophic bacteria. Ammonia is not required for, but stimulates the activity of newly purified enzyme. An absolute dependence on ammonia develops after storage of the purified enzyme. Activity is not inhibited by phosphate. The fluorescence spectrum of the enzyme indicates that it and the cofactor associated with it may be chemically different from the alcohol dehydrogenases from other methylotrophic bacteria. The alcohol dehydrogenases of Hyphomicrobium WC-65, Pseudomonas methanica, Methylosinus trichosporium, and several facultative methylotrophs are serologically related to the enzyme purified in this study. The enzymes of Rhodopseudomonas acidophila and of organisms of the Methylococcus group did not cross-react with the antiserum prepared against the alcohol dehydrogenase of M. organophilum. Images PMID:80974

  19. A New Hydrogen-Producing Strain and Its Characterization of Hydrogen Production.

    PubMed

    Sun, Mingxing; Lv, Yongkang; Liu, Yuxiang

    2015-12-01

    A newly isolated photo non-sulfur (PNS) bacterium was identified as Rhodopseudomonas palustris PB-Z by sequencing of 16S ribosomal DNA (rDNA) genes and phylogenetic analysis. Under vigorous stirring (240 rpm), the hydrogen production performances were greatly improved: The maximum hydrogen production rate and cumulative hydrogen production increased by 188.9 ± 0.07 % and 83.0 ± 0.06 %, respectively, due to the hydrogen bubbles were immediately removed from the culture medium. The effects of different wavelength of light on hydrogen production with stirring were much different from that without stirring. The ranking on the photo-hydrogen production performance was white > yellow > green > blue > red without stirring and white > yellow > blue > red > green under stirring. The best light source for hydrogen production was tungsten filament lamp. The optimum temperature was 35 °C. The maximal hydrogen production rate and cumulative hydrogen production reached 78.7 ± 2.3 ml/l/h and 1728.1 ± 92.7 mol H2/l culture, respectively, under 35 °C, 240 rpm, and illumination of 4000 lux. Pyruvate was one of the main sources of CO2 and has a great impact on the gas composition.

  20. Effect of carbon sources on the aggregation of photo fermentative bacteria induced by L-cysteine for enhancing hydrogen production.

    PubMed

    Xie, Guo-Jun; Liu, Bing-Feng; Ding, Jie; Wang, Qilin; Ma, Chao; Zhou, Xu; Ren, Nan-Qi

    2016-12-01

    Poor flocculation of photo fermentative bacteria resulting in continuous biomass washout from photobioreactor is a critical challenge to achieve rapid and stable hydrogen production. In this work, the aggregation of Rhodopseudomonas faecalis RLD-53 was successfully developed in a photobioreactor and the effects of different carbon sources on hydrogen production and aggregation ability were investigated. Extracellular polymeric substances (EPS) production by R. faecalis RLD-53 cultivated using different carbon sources were stimulated by addition of L-cysteine. The absolute ζ potentials of R. faecalis RLD-53 were considerably decreased with addition of L-cysteine, and aggregation barriers based on DLVO dropped to 15-43 % of that in control groups. Thus, R. faecalis RLD-53 flocculated effectively, and aggregation abilities of strain RLD-53 cultivated with acetate, propionate, lactate and malate reached 29.35, 32.34, 26.07 and 24.86 %, respectively. In the continuous test, hydrogen-producing activity was also promoted and reached 2.45 mol H2/mol lactate, 3.87 mol H2/mol propionate and 5.10 mol H2/mol malate, respectively. Therefore, the aggregation of R. faecalis RLD-53 induced by L-cysteine is independent on the substrate types, which ensures the wide application of this technology to enhance hydrogen recovery from wastewater dominated by different organic substrates.

  1. In Vitro Characterization and Concerted Function of Three Core Enzymes of a Glycyl Radical Enzyme - Associated Bacterial Microcompartment

    PubMed Central

    Zarzycki, Jan; Sutter, Markus; Cortina, Niña Socorro; Erb, Tobias J.; Kerfeld, Cheryl A.

    2017-01-01

    Many bacteria encode proteinaceous bacterial microcompartments (BMCs) that encapsulate sequential enzymatic reactions of diverse metabolic pathways. Well-characterized BMCs include carboxysomes for CO2-fixation, and propanediol- and ethanolamine-utilizing microcompartments that contain B12-dependent enzymes. Genes required to form BMCs are typically organized in gene clusters, which promoted their distribution across phyla by horizontal gene transfer. Recently, BMCs associated with glycyl radical enzymes (GREs) were discovered; these are widespread and comprise at least three functionally distinct types. Previously, we predicted one type of these GRE-associated microcompartments (GRMs) represents a B12-independent propanediol-utilizing BMC. Here we functionally and structurally characterize enzymes of the GRM of Rhodopseudomonas palustris BisB18 and demonstrate their concerted function in vitro. The GRM signature enzyme, the GRE, is a dedicated 1,2-propanediol dehydratase with a new type of intramolecular encapsulation peptide. It forms a complex with its activating enzyme and, in conjunction with an aldehyde dehydrogenase, converts 1,2-propanediol to propionyl-CoA. Notably, homologous GRMs are also encoded in pathogenic Escherichia coli strains. Our high-resolution crystal structures of the aldehyde dehydrogenase lead to a revised reaction mechanism. The successful in vitro reconstitution of a part of the GRM metabolism provides insights into the metabolic function and steps in the assembly of this BMC. PMID:28202954

  2. Dark States in the Light-Harvesting complex 2 Revealed by Two-dimensional Electronic Spectroscopy

    DOE PAGES

    Ferretti, Marco; Hendrikx, Ruud; Romero, Elisabet; ...

    2016-02-09

    Energy transfer and trapping in the light harvesting antennae of purple photosynthetic bacteria is an ultrafast process, which occurs with a quantum efficiency close to unity. However the mechanisms behind this process have not yet been fully understood. Recently it was proposed that low-lying energy dark states, such as charge transfer states and polaron pairs, play an important role in the dynamics and directionality of energy transfer. However, it is difficult to directly detect those states because of their small transition dipole moment and overlap with the B850/B870 exciton bands. Here we present a new experimental approach, which combines themore » selectivity of two-dimensional electronic spectroscopy with the availability of genetically modified light harvesting complexes, to reveal the presence of those dark states in both the genetically modified and the wild-type light harvesting 2 complexes of Rhodopseudomonas palustris. In conclusion, we suggest that Nature has used the unavoidable charge transfer processes that occur when LH pigments are concentrated to enhance and direct the flow of energy.« less

  3. A General System for Studying Protein-Protein Interactions in Gram-Negative Bacteria

    SciTech Connect

    Pelletier, Dale A; Auberry, Deanna L; Buchanan, Michelle V; Cannon, Bill; Daly, Don S.; Doktycz, Mitchel John; Foote, Linda J; Hervey, IV, William Judson; Hooker, Brian; Hurst, Gregory {Greg} B; Kennel, Steve J; Lankford, Patricia K; Larimer, Frank W; Lu, Tse-Yuan S; McDonald, W Hayes; McKeown, Catherine K; Morrell-Falvey, Jennifer L; Owens, Elizabeth T; Schmoyer, Denise D; Shah, Manesh B; Wiley, Steven; Wang, Yisong; Gilmore, Jason

    2008-01-01

    Abstract One of the most promising methods for large-scale studies of protein interactions is isolation of an affinity-tagged protein with its in vivo interaction partners, followed by mass spectrometric identification of the copurified proteins. Previous studies have generated affinity-tagged proteins using genetic tools or cloning systems that are specific to a particular organism. To enable protein-protein interaction studies across a wider range of Gram-negative bacteria, we have developed a methodology based on expression of affinity-tagged bait proteins from a medium copy-number plasmid. This construct is based on a broad-host-range vector backbone (pBBR1MCS5). The vector has been modified to incorporate the Gateway DEST vector recombination region, to facilitate cloning and expression of fusion proteins bearing a variety of affinity, fluorescent, or other tags. We demonstrate this methodology by characterizing interactions among subunits of the DNA-dependent RNA polymerase complex in two metabolically versatile Gram-negative microbial species of environmental interest, Rhodopseudomonas palustris CGA010 and Shewanella oneidensis MR-1. Results compared favorably with those for both plasmid and chromosomally encoded affinity-tagged fusion proteins expressed in a model organism, Escherichia coli.

  4. Structures of homologous composite transposons carrying cbaABC genes from Europe and North America.

    PubMed

    Di Gioia, D; Peel, M; Fava, F; Wyndham, R C

    1998-05-01

    IS1071 is a class II transposable element carrying a tnpA gene related to the transposase genes of the Tn3 family. Copies of IS1071 that are conserved with more than 99% nucleotide sequence identity have been found as direct repeats flanking a remarkable variety of catabolic gene sequences worldwide. The sequences of chlorobenzoate catabolic transposons found on pBRC60 (Tn5271) in Niagara Falls, N.Y., and on pCPE3 in Bologna, Italy, show that these transposons were formed from highly homologous IS1071 and cbaABC components (levels of identity, > 99.5 and > 99.3%, respectively). Nevertheless, the junction sequences between the IS1071L and IS1071R elements and the internal DNA differ by 41 and 927 bp, respectively, suggesting that these transposons were assembled independently on the two plasmids. The formation of the right junction in both transposons truncated an open reading frame for a putative aryl-coenzyme A ligase with sequence similarity to benzoate- and p-hydroxybenzoate-coenzyme A ligases of Rhodopseudomonas palustris.

  5. [Biodegradation characteristics of o-chlorophenol with photosynthetic bacteria PSB-1D].

    PubMed

    Hu, Xiao-min; Dong, Yi-hu; Li, Liang; Lu, Juan; He, Ying-dian; Gao, Yang

    2010-07-01

    A strain of photosynthetic bacteria named PSB-1D with degradation of o-chlorophenol (2-CP) was isolated and screened from the shallow substrate sludge in downstream side of the sewage outfall of an insecticide factory. The PSB-1D is identified preliminarily as Rhodopseudomonas sp. according to its colony and cell morphological properties, physiological biochemical characteristics and absorption spectrum analysis of living cells. The experiments results of relationship between PSB-1D growth and o-chlorophenol degradation showed that the degradation rate of o-chlorophenol was up to 57.26% after 7 days cultural time. The main environmental factors including way of illumination and oxygen, initial pH, cultural temperature, illumination intensity had distinctly influenced on the o-chlorophenol degradation with PSB-1D. The results showed that the optimum conditions were as following: an anaerobic light, pH 7.0, temperature 30 degrees C, illumination intensity 4000 lx,initial o-chlorophenol concentration 50 mg/L. Under that cultural condition, the degradation rate of o-chlorophenol could reach to 62.08%. The degradation kinetic data fitted the Andrews model well. In addition, the biodegradation process of o-chlorophenol can be well described by enzymatic reaction of high concentration inhibition, with the maximum substrate utilization rate 0.309 d(-1), Michaelis-Menten constant 2.733 mg/L, inhibitory constant 230.15 mg/L respectively.

  6. An optogenetic system based on bacterial phytochrome controllable with near-infrared light

    PubMed Central

    Kaberniuk, Andrii A.; Shemetov, Anton A.; Verkhusha, Vladislav V.

    2016-01-01

    Light-mediated control of protein-protein interactions to regulate metabolic pathways is an important approach of optogenetics. Here, we report the first optogenetic system based on a reversible light-induced binding between a bacterial phytochrome BphP1 and its natural partner PpsR2 from Rhodopseudomonas palustris bacteria. We extensively characterized the BphP1–PpsR2 interaction both in vitro and in mammalian cells, and then used it to translocate target proteins to specific cellular compartments, such as plasma membrane and nucleus. Applying this approach we achieved a light-control of cell morphology resulting in the substantial increase of cell area. We next demonstrated the light-induced gene expression with the 40-fold contrast in cultured cells, 32-fold subcutaneously and 5.7-fold in deep tissues in mice. The unique characteristics of the BphP1–PpsR2 optogenetic system are its sensitivity to 740–780 nm near-infrared light, ability to utilize an endogenous biliverdin chromophore in eukaryotes including mammals, and spectral compatibility with blue-light optogenetic systems. PMID:27159085

  7. Studies of photosynthetic Energy Conversion

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Clayton, R. K.; Jagendorf, A. T.

    1985-01-01

    The composition, structure and properties of reaction centers from Rhodopseudomonas viridis were examined. Four distinct polypeptides were found, one of which contains heme groups. Linear dichroism showed the 2 hemes have different orientations in the reaction center. In this bacterium containing BCh1 b, not a, circular dichroism indicated the absence of strong excitonic coupling between the 2 BCh1 b's in the antenna complex. Isolated chromatophores are unusual in not having any detectable ATPase. The intrinsic portion, F/sub O/, is also missing. Equipment improvements included installation of a computer, interfacing with data acquisition systems, and development of programs for rapid analysis of data on absorption, linear or circular dichroism, and fluorescence. The dichroism spectrometer was rebuilt to measure absorbance, linear or circular dichroism in modulated light; and the dual wavelengths spectrometer was updated to greater sensitivity and resolution. A system to combine fluorescence measurements with absorbancy of quinone redox changes was developed, and used to estimate the proportion of alpha and beta centers in a given PSII population.

  8. Nitrogen fixation (acetylene reduction) by epiphytes of freshwater macrophytes.

    PubMed

    Finke, L R; Seeley, H W

    1978-07-01

    The involvement of epiphytic microorganisms in nitrogen fixation was investigated in a shallow freshwater pond near Ithaca, N.Y. The acetylene reduction technique was used to follow diel and seasonal cycles of nitrogen fixation by epiphytes of Myriophyllum spicatum. Acetylene-reducing activity was maximal between noon and 6 p.m., but substantial levels of activity relative to daytime rates continued through the night. Experiments with the seasonal course of activity showed a gradual decline during the autumn months and no activity in January or February. Activity commenced in May, with an abrupt increase to levels between 0.45 and 0.95 nmol of ethylene formed per mg (dry weight) of plant per h. Through most of the summer months, mean rates of acetylene reduction remained between 0.15 and 0.60 nmol/mg (dry weight) per h. It was calculated from diel and seasonal cycles that, in the pond areas studied, epiphytes were capable of adding from 7.5 to 12.5 mug of N per mg of plant per year to the pond. This amount is significant relative to the total amount of nitrogen incorporated into the plant. Blue-green algae (cyanobacteria), particularly Gloeotrichia, appeared to bear prime responsibility for nitrogen fixation, but photosynthetic bacteria of the genus Rhodopseudomonas were isolated from M. spicatum and shown to support high rates of acetylene reduction.

  9. An in vivo imaging-based assay for detecting protein interactions over a wide range of binding affinities

    SciTech Connect

    Fowlkes, Jason Davidson; Owens, Elizabeth T; Standaert, Robert F; Pelletier, Dale A; Hurst, Gregory {Greg} B; Doktycz, Mitchel John; Morrell-Falvey, Jennifer L; Billings, Amanda N

    2009-01-01

    Identifying and characterizing protein interactions are fundamental steps towards understanding and modeling biological networks. Methods that detect protein interactions in intact cells rather than buffered solutions are likely more relevant to natural systems since molecular crowding events in the cytosol can influence the diffusion and reactivity of individual proteins. One in vivo, imaging-based method relies on the co-localization of two proteins of interest fused to DivIVA, a cell division protein from Bacillus subtilis, and green fluorescent protein (GFP). We have modified this imaging-based assay to facilitate rapid cloning by constructing new vectors encoding N- and C-terminal DivIVA or GFP molecular tag fusions based on site-specific recombination technology. The sensitivity of the assay was defined using a well-characterized protein interaction system involving the eukaryotic nuclear import receptor subunit, Importin (Imp ) and variant nuclear localization signals (NLS) representing a range of binding affinities. These data demonstrate that the modified co-localization assay is sensitive enough to detect protein interactions with Kd values that span over four orders of magnitude (1nM to 15 M). Lastly, this assay was used to confirm numerous protein interactions identified from mass spectrometry-based analyses of affinity isolates as part of an interactome mapping project in Rhodopseudomonas palustris

  10. Unravelling the Carbon and Sulphur Metabolism in Coastal Soil Ecosystems Using Comparative Cultivation-Independent Genome-Level Characterisation of Microbial Communities

    PubMed Central

    Yousuf, Basit; Kumar, Raghawendra; Mishra, Avinash; Jha, Bhavanath

    2014-01-01

    Bacterial autotrophy contributes significantly to the overall carbon balance, which stabilises atmospheric CO2 concentration and decelerates global warming. Little attention has been paid to different modes of carbon/sulphur metabolism mediated by autotrophic bacterial communities in terrestrial soil ecosystems. We studied these pathways by analysing the distribution and abundance of the diagnostic metabolic marker genes cbbM, apsA and soxB, which encode for ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase, adenosine phosphosulphate reductase and sulphate thiohydrolase, respectively, among different contrasting soil types. Additionally, the abundance of community members was assessed by quantifying the gene copy numbers for 16S rRNA, cbbL, cbbM, apsA and soxB. Distinct compositional differences were observed among the clone libraries, which revealed a dominance of phylotypes associated with carbon and sulphur cycling, such as Gammaproteobacteria (Thiohalomonas, Allochromatium, Chromatium, Thiomicrospira) and Alphaproteobacteria (Rhodopseudomonas, Rhodovulum, Paracoccus). The rhizosphere soil was devoid of sulphur metabolism, as the soxB and apsA genes were not observed in the rhizosphere metagenome, which suggests the absence or inadequate representation of sulphur-oxidising bacteria. We hypothesise that the novel Gammaproteobacteria sulphur oxidisers might be actively involved in sulphur oxidation and inorganic carbon fixation, particularly in barren saline soil ecosystems, suggesting their significant putative ecological role and contribution to the soil carbon pool. PMID:25225969

  11. Comparison of Digestion Protocols for Microgram Quantities of Enriched Protein Samples

    SciTech Connect

    Hervey, IV, William Judson; Strader, Michael B; Strader, Michael Brad; Hurst, Gregory {Greg} B

    2007-01-01

    Standard biochemical techniques that are used for protein enrichments, such as affinity isolation and density gradient centrifugation, frequently yield high nanogram to low microgram quantities at a significant expenditure of resources and time. The characterization of selected protein enrichments by the "shotgun" mass spectrometry approach is often compromised by the lack of effective and efficient in-solution proteolysis protocols specifically tailored for these small quantities of proteins. This study compares the results of five different digestion protocols that were applied to 2.5 g portions of protein isolates from two disparate sources: Rhodopseudomonas palustris 70S ribosomal proteins, and Bos taurus microtubule-associated proteins (MAPs). Proteolytic peptides produced according to each protocol in each type of protein isolate were analyzed by one-dimensional liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). The effectiveness of each digestion protocol was assessed on the basis of three parameters: number of peptide identifications, number of protein identifications, and sequence coverage. The two protocols using a solvent containing 80% acetonitrile (CH3CN) for trypsin digestions performed as well as, and in some instances better than, protocols employing other solvents and chaotropes in both types of protein isolates. A primary advantage of the 80% CH3CN protocol is that it requires fewer sample manipulation steps.

  12. Characteristics of purple nonsulfur bacteria grown under Stevia residue extractions.

    PubMed

    Xu, J; Feng, Y; Wang, Y; Lin, X

    2013-11-01

    As a consequence of the large-scale cultivation of Stevia plants, releases of plant residues, the byproduct after sweetener extraction, to the environment are inevitable. Stevia residue and its effluent after batching up contain large amounts of organic matters with small molecular weight, which therefore are a potential pollution source. Meanwhile, they are favourite substrates for micro-organism growths. This investigation was aimed to utilize the simulated effluent of Stevia residue to enrich the representative purple nonsulfur bacterium (PNSB), Rhodopseudomonas palustris (Rps. palustris), which has important economic values. The growth profile and quality of Rps. palustris were characterized by spectrophotometry, compared to those grown in common PNSB mineral synthetic medium. Our results revealed that the simulated effluent of Stevia residue not only stimulated Rps. palustris growth to a greater extent, but also increased its physiologically active cytochrome concentrations and excreted indole-3-acetic acid (IAA) content. This variation in phenotype of Rps. palustris could result from the shift in its genotype, further revealed by the repetitive sequence-based PCR (rep-PCR) fingerprinting analysis. Our results showed that the effluent of Stevia residue was a promising substrate for microbial growth.

  13. Dark States in the Light-Harvesting complex 2 Revealed by Two-dimensional Electronic Spectroscopy

    SciTech Connect

    Ferretti, Marco; Hendrikx, Ruud; Romero, Elisabet; Southall, June; Cogdell, Richard J.; Novoderezhkin, Vladimir I.; Scholes, Gregory D.; van Grondelle, Rienk

    2016-02-09

    Energy transfer and trapping in the light harvesting antennae of purple photosynthetic bacteria is an ultrafast process, which occurs with a quantum efficiency close to unity. However the mechanisms behind this process have not yet been fully understood. Recently it was proposed that low-lying energy dark states, such as charge transfer states and polaron pairs, play an important role in the dynamics and directionality of energy transfer. However, it is difficult to directly detect those states because of their small transition dipole moment and overlap with the B850/B870 exciton bands. Here we present a new experimental approach, which combines the selectivity of two-dimensional electronic spectroscopy with the availability of genetically modified light harvesting complexes, to reveal the presence of those dark states in both the genetically modified and the wild-type light harvesting 2 complexes of Rhodopseudomonas palustris. In conclusion, we suggest that Nature has used the unavoidable charge transfer processes that occur when LH pigments are concentrated to enhance and direct the flow of energy.

  14. Dark States in the Light-Harvesting complex 2 Revealed by Two-dimensional Electronic Spectroscopy

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Ferretti, Marco; Hendrikx, Ruud; Romero, Elisabet; Southall, June; Cogdell, Richard J.; Novoderezhkin, Vladimir I.; Scholes, Gregory D.; van Grondelle, Rienk

    2016-02-01

    Energy transfer and trapping in the light harvesting antennae of purple photosynthetic bacteria is an ultrafast process, which occurs with a quantum efficiency close to unity. However the mechanisms behind this process have not yet been fully understood. Recently it was proposed that low-lying energy dark states, such as charge transfer states and polaron pairs, play an important role in the dynamics and directionality of energy transfer. However, it is difficult to directly detect those states because of their small transition dipole moment and overlap with the B850/B870 exciton bands. Here we present a new experimental approach, which combines the selectivity of two-dimensional electronic spectroscopy with the availability of genetically modified light harvesting complexes, to reveal the presence of those dark states in both the genetically modified and the wild-type light harvesting 2 complexes of Rhodopseudomonas palustris. We suggest that Nature has used the unavoidable charge transfer processes that occur when LH pigments are concentrated to enhance and direct the flow of energy.

  15. Unified analysis of ensemble and single-complex optical spectral data from light-harvesting complex-2 chromoproteins for gaining deeper insight into bacterial photosynthesis

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Pajusalu, Mihkel; Kunz, Ralf; Rätsep, Margus; Timpmann, Kõu; Köhler, Jürgen; Freiberg, Arvi

    2015-11-01

    Bacterial light-harvesting pigment-protein complexes are very efficient at converting photons into excitons and transferring them to reaction centers, where the energy is stored in a chemical form. Optical properties of the complexes are known to change significantly in time and also vary from one complex to another; therefore, a detailed understanding of the variations on the level of single complexes and how they accumulate into effects that can be seen on the macroscopic scale is required. While experimental and theoretical methods exist to study the spectral properties of light-harvesting complexes on both individual complex and bulk ensemble levels, they have been developed largely independently of each other. To fill this gap, we simultaneously analyze experimental low-temperature single-complex and bulk ensemble optical spectra of the light-harvesting complex-2 (LH2) chromoproteins from the photosynthetic bacterium Rhodopseudomonas acidophila in order to find a unique theoretical model consistent with both experimental situations. The model, which satisfies most of the observations, combines strong exciton-phonon coupling with significant disorder, characteristic of the proteins. We establish a detailed disorder model that, in addition to containing a C2-symmetrical modulation of the site energies, distinguishes between static intercomplex and slow conformational intracomplex disorders. The model evaluations also verify that, despite best efforts, the single-LH2-complex measurements performed so far may be biased toward complexes with higher Huang-Rhys factors.

  16. Picosecond dynamics of primary electron-transfer processes in bacterial photosynthesis.

    PubMed Central

    Peters, K; Avouris, P; Rentzepis, P M

    1978-01-01

    The primary electron transfer processes in Rhodopseudomonas sphaeroides R-26 were studied as a function of temperature by means of picosecond spectroscopy. The first chemical step of the bacterial photosynthesis involves an electron transfer from the excited state of a bacteriochlorophyll a dimer, (BChl)2, to a bacteriopheophytin (BPh) to form the radical ion pair (BChl)2+. BPh-.. The upper limit for the formation time of this ion-pair was found to be 10 ps, at temperatures in the range 300-4.2 degree K. Similarly, the second chemical step, involving electron transfer from BPh-. to an ubiquinone-iron complex (QFe), was found to have a lifetime of approximately 150 ps, also independent of temperature in the same range. We interpret the absence of temperature dependence as indicating that process 2 proceeds via a tunneling mechanism. Utilizing our results in conjunction with electron tunneling theories, we calculate the distance between BPh-. and Q(Fe) to be 9--13 A. Our results also imply a closer proximity between (BChl)2 and BPh. PMID:308379

  17. Fluorescence Spectroscopy of Conformational Changes of Single LH2 Complexes

    PubMed Central

    Rutkauskas, Danielis; Novoderezhkin, Vladimir; Cogdell, Richard J.; van Grondelle, Rienk

    2005-01-01

    We have investigated the energy landscape of the bacterial photosynthetic peripheral light-harvesting complex LH2 of purple bacterium Rhodopseudomonas acidophila by monitoring sequences of fluorescence spectra of single LH2 assemblies, at room temperature, with different excitation intensities as well as at elevated temperatures, utilizing a confocal microscope. The fluorescence peak wavelength of individual LH2 complexes was found to abruptly move between long-lived quasi-stable levels differing by up to 30 nm. The frequency and size of these fluorescence peak movements were found to increase linearly with the excitation intensity. These spectral shifts either to the blue or to the red were accompanied by a broadening and decrease of the intensity of the fluorescence spectrum. The probability for a particle to undergo significant spectral shift in either direction was found to be roughly the same. Using the modified Redfield theory, the observed changes in spectral shape and intensity were accounted for by changes in the realization of the static disorder. Long lifetimes of the quasi-stable states suggest large energetic barriers between the states characterized by different emission spectra. PMID:15501944

  18. Light-driven carbon dioxide reduction to methane by nitrogenase in a photosynthetic bacterium

    PubMed Central

    Fixen, Kathryn R.; Zheng, Yanning; Harris, Derek F.; Shaw, Sudipta; Yang, Zhi-Yong; Dean, Dennis R.; Seefeldt, Lance C.

    2016-01-01

    Nitrogenase is an ATP-requiring enzyme capable of carrying out multielectron reductions of inert molecules. A purified remodeled nitrogenase containing two amino acid substitutions near the site of its FeMo cofactor was recently described as having the capacity to reduce carbon dioxide (CO2) to methane (CH4). Here, we developed the anoxygenic phototroph, Rhodopseudomonas palustris, as a biocatalyst capable of light-driven CO2 reduction to CH4 in vivo using this remodeled nitrogenase. Conversion of CO2 to CH4 by R. palustris required constitutive expression of nitrogenase, which was achieved by using a variant of the transcription factor NifA that is able to activate expression of nitrogenase under all growth conditions. Also, light was required for generation of ATP by cyclic photophosphorylation. CH4 production by R. palustris could be controlled by manipulating the distribution of electrons and energy available to nitrogenase. This work shows the feasibility of using microbes to generate hydrocarbons from CO2 in one enzymatic step using light energy. PMID:27551090

  19. Redox cycling of Fe(II) and Fe(III) in magnetite by Fe-metabolizing bacteria

    SciTech Connect

    Byrne, James; Klueglein, Nicole; Pearce, Carolyn I.; Rosso, Kevin M.; Appel, Erwin; Kappler, Andreas

    2015-03-26

    Despite the regular occurrence of both magnetite and iron-metabolizing bacteria in the same environments, it is currently unknown whether the iron(II) and iron(III) in magnetite can be cycled between different bacteria and whether or how magnetic properties are affected by this metabolic activity. We show through magnetic and spectroscopic measurements that the phototrophic Fe(II)-oxidizer Rhodopseudomonas palustris TIE-1 can oxidize solid-phase magnetite nanoparticles using light energy, leading to a decrease in the measured magnetic susceptibility (MS). This process likely occurs at the surface and is reversible in the dark by the Fe(III)-reducer Geobacter sulfurreducens resulting in an increase in MS. These results show that iron ions bound in highly crystalline mineral magnetite are bioavailable as electron stores and electron sinks under varying environmental conditions, making magnetite a potential “biogeobattery” during day/night cycles. These findings are relevant for environmental studies and reinforce the impact of microbial redox processes on the global iron cycle.

  20. Polyphasic analysis of an Azoarcus-Leptothrix-dominated bacterial biofilm developed on stainless steel surface in a gasoline-contaminated hypoxic groundwater.

    PubMed

    Benedek, Tibor; Táncsics, András; Szabó, István; Farkas, Milán; Szoboszlay, Sándor; Fábián, Krisztina; Maróti, Gergely; Kriszt, Balázs

    2016-05-01

    Pump and treat systems are widely used for hydrocarbon-contaminated groundwater remediation. Although biofouling (formation of clogging biofilms on pump surfaces) is a common problem in these systems, scarce information is available regarding the phylogenetic and functional complexity of such biofilms. Extensive information about the taxa and species as well as metabolic potential of a bacterial biofilm developed on the stainless steel surface of a pump submerged in a gasoline-contaminated hypoxic groundwater is presented. Results shed light on a complex network of interconnected hydrocarbon-degrading chemoorganotrophic and chemolitotrophic bacteria. It was found that besides the well-known hydrocarbon-degrading aerobic/facultative anaerobic biofilm-forming organisms (e.g., Azoarcus, Leptothrix, Acidovorax, Thauera, Pseudomonas, etc.), representatives of Fe(2+)-and Mn(2+)-oxidizing (Thiobacillus, Sideroxydans, Gallionella, Rhodopseudomonas, etc.) as well as of Fe(3+)- and Mn(4+)-respiring (Rhodoferax, Geobacter, Magnetospirillum, Sulfurimonas, etc.) bacteria were present in the biofilm. The predominance of β-Proteobacteria within the biofilm bacterial community in phylogenetic and functional point of view was revealed. Investigation of meta-cleavage dioxygenase and benzylsuccinate synthase (bssA) genes indicated that within the biofilm, Azoarcus, Leptothrix, Zoogloea, and Thauera species are most probably involved in intrinsic biodegradation of aromatic hydrocarbons. Polyphasic analysis of the biofilm shed light on the fact that subsurface microbial accretions might be reservoirs of novel putatively hydrocarbon-degrading bacterial species. Moreover, clogging biofilms besides their detrimental effects might supplement the efficiency of pump and treat systems.

  1. Polarized potential and electrode materials implication on electro-fermentative di-hydrogen production: Microbial assemblages and hydrogenase gene copy variation.

    PubMed

    Arunasri, Kotakonda; Annie Modestra, J; Yeruva, Dileep Kumar; Vamshi Krishna, K; Venkata Mohan, S

    2016-01-01

    This study examined the changes in microbial diversity in response to different electrode materials viz., stainless steel mesh (SS) and graphite plate as anodes in two microbial electrolysis cell (MEC) each poised at 0.2V, 0.4V, 0.6V and 0.8V. Changes in microbiota prior to and after pretreatment along with microbiota enriched in response to various poised potentials with SS and graphite are monitored by 16S rRNA gene based DGGE profiling. Significant shifts in microbial community were noticed at all these experimental conditions. Correspondingly, the level of hydrogenase belonging to genera Bacillus, Pseudomonas, Rhodopseudomonas and Clostridium was studied by quantitative real time PCR (RT-PCR) at various applied potentials. DGGE based 16S rRNA gene profiling revealed enriched members belonging to phylum Firmicutes predominantly present at 0.8V in both MECs contributing to high hydrogen production. This study first time explored the growth behavior of mixed consortia in response to poised potentials and electrode materials.

  2. Endophytic bacteria in plant tissue culture: differences between easy- and difficult-to-propagate Prunus avium genotypes.

    PubMed

    Quambusch, Mona; Pirttilä, Anna Maria; Tejesvi, Mysore V; Winkelmann, Traud; Bartsch, Melanie

    2014-05-01

    The endophytic bacterial communities of six Prunus avium L. genotypes differing in their growth patterns during in vitro propagation were identified by culture-dependent and culture-independent methods. Five morphologically distinct isolates from tissue culture material were identified by 16S rDNA sequence analysis. To detect and analyze the uncultivable fraction of endophytic bacteria, a clone library was established from the amplified 16S rDNA of total plant extract. Bacterial diversity within the clone libraries was analyzed by amplified ribosomal rDNA restriction analysis and by sequencing a clone for each identified operational taxonomic unit. The most abundant bacterial group was Mycobacterium sp., which was identified in the clone libraries of all analyzed Prunus genotypes. Other dominant bacterial genera identified in the easy-to-propagate genotypes were Rhodopseudomonas sp. and Microbacterium sp. Thus, the community structures in the easy- and difficult-to-propagate cherry genotypes differed significantly. The bacterial genera, which were previously reported to have plant growth-promoting effects, were detected only in genotypes with high propagation success, indicating a possible positive impact of these bacteria on in vitro propagation of P. avium, which was proven in an inoculation experiment.

  3. Circular Dichroism of Carotenoids in Bacterial Light-Harvesting Complexes: Experiments and Modeling

    PubMed Central

    Georgakopoulou, S.; van Grondelle, R.; van der Zwan, G.

    2004-01-01

    In this work we investigate the origin and characteristics of the circular dichroism (CD) spectrum of rhodopin glucoside and lycopene in the light-harvesting 2 complex of Rhodopseudomonas acidophila and Rhodospirillum molischianum, respectively. We successfully model their absorption and CD spectra based on the high-resolution structures. We assume that these spectra originate from seven interacting transition dipole moments: the first corresponds to the 0-0 transition of the carotenoid, whereas the remaining six represent higher vibronic components of the S2 state. From the absorption spectra we get an estimate of the Franck-Condon factors of these transitions. Furthermore, we investigate the broadening mechanisms that lead to the final shape of the spectra and get an insight into the interaction energy between carotenoids. Finally, we examine the consequences of rotations of the carotenoid transition dipole moment and of deformations in the light-harvesting 2 complex rings. Comparison of the modeled carotenoid spectra with modeled spectra of the bacteriochlorophyll QY region leads to a refinement of the modeling procedure and an improvement of all calculated results. We therefore propose that the combined carotenoid and bacteriochlorophyll CD can be used as an accurate reflection of the overall structure of the light-harvesting complexes. PMID:15326029

  4. Effect of light-dark cycles on hydrogen and poly-β-hydroxybutyrate production by a photoheterotrophic culture and Rhodobacter capsulatus using a dark fermentation effluent as substrate.

    PubMed

    Montiel Corona, Virginia; Le Borgne, Sylvie; Revah, Sergio; Morales, Marcia

    2017-02-01

    A Rhodobacter capsulatus strain and a photoheterotrophic culture (IZT) were cultivated to produce hydrogen under different light-dark cycles. A dark fermentation effluent (DFE) was used as substrate. It was found that IZT culture had an average cumulative hydrogen production (Paccum H2) of 1300±43mLH2L(-1) under continuous illumination and light-dark cycles of 30 or 60min. In contrast, R. capsulatus reduced its Paccum H2 by 20% under 30:30min light-dark cycles, but tripled its poly-β-hydroxybutyrate (PHB) content (308±2mgPHB gdw(-1)) compared to continuous illumination. The highest PHB content by IZT culture was 178±10mgPHB gdw(-1) under 15:15min light-dark cycles. PCR-DGGE analysis revealed that the IZT culture was mainly composed of Rhodopseudomonas palustris identified with high nucleotide similarity (99%). The evaluated cultures might be used for hydrogen and PHB production. They might provide energy savings by using light-dark cycles and DFE valorization.

  5. Effect of volatile fatty acids mixtures on the simultaneous photofermentative production of hydrogen and polyhydroxybutyrate.

    PubMed

    Cardeña, René; Valdez-Vazquez, Idania; Buitrón, Germán

    2017-02-01

    Purple non-sulfur bacteria generate hydrogen and polyhydroxybutyrate (PHB) as a mechanism for disposing of reducing equivalents generated during substrate consumption. However, both pathways compete for the reducing equivalents released from bacteria growing under certain substrates, thus the formation of hydrogen or PHB is detrimental to the formation of each other. The effect of mixtures of acetic, propionic and butyric acids on the formation of H2 and PHB was evaluated using Box-Behnken design. A bacterial community mainly constituted by Rhodopseudomonas palustris was used as inoculum. It was observed that the three volatile fatty acids had a significant effect on the specific PHB production. However, only the propionic acid had a significant effect on the specific H2 production activity and the highest value was observed when acetate was the main component in the mixture. The maximum values for the specific PHB and hydrogen production rates were 16.4 mg-PHB/g-TSS/day and 391 mL-H2/g-TSS/day, respectively.

  6. A structural basis for electron transfer in bacterial photosynthesis

    SciTech Connect

    Norris, J.R.; DiMagno, T.J.; Angerhofer, A.; Chang, C.H.; El-Kabbani, O.; Schiffer, M.

    1989-01-01

    Triplet data for the primary donor in single crystals of bacterial reaction centers of Rhodobacter sphaeroides and Rhodopseudomonas viridis are interpreted in terms of the corresponding x-ray structures. The analysis of electron paramagnetic resonance data from single crystals (triplet zero field splitting and cation and triplet linewidth of the primary special pair donor of bacterial reaction centers) is extended to systems of a non-crystalline nature. A unified interpretation based on frontier molecular orbitals concludes that the special pair behaves like a supermolecule in all wild-type bacteria investigated here. However, in heterodimers of Rb. capsulatus (His/sup M200/ changed to Leu or Phe with the result that the M-half of the special pair is converted to bacteriopheophytin) the special pair possesses the EPR properties more appropriately described in terms of a monomer. In all cases the triplet state and cation EPR properties appear to be dominated by the highest occupied molecular orbitals. These conclusions derived from EPR experiments are supplemented by data from Stark spectroscopy of reaction centers from Rb. capsulatus. 41 refs., 3 tabs.

  7. Comparative analysis of microbial community between different cathode systems of microbial fuel cells for denitrification.

    PubMed

    Li, Chao; Xu, Ming; Lu, Yi; Fang, Fang; Cao, Jiashun

    2016-01-01

    Two types of cathodic biofilm in microbial fuel cells (MFC) were established for comparison on their performance and microbial communities. Complete autotrophic simultaneous nitrification and denitrification (SND) without organics addition was achieved in nitrifying-MFC (N-MFC) with a total nitrogen (TN) removal rate of 0.35 mg/(L·h), which was even higher than that in denitrifying-MFC (D-MFC) at same TN level. Integrated denaturing gradient gel electrophoresis analysis based on both 16S rRNA and nirK genes showed that Alpha-, Gammaproteobacteria were the main denitrifier communities. Some potential autotrophic denitrifying bacteria which can use electrons and reducing power from cathodes, such as Shewanella oneidensis, Shewanella loihica, Pseudomonas aeruginosa, Starkeya novella and Rhodopseudomonas palustris were identified and selectively enriched on cathode biofilms. Further, relative abundance of denitrifying bacteria characterized by nirK/16S ratios was much higher in biofilm than suspended sludge according to real-time polymerase chain reaction. The highest enrichment efficiency for denitrifiers was obtained in N-MFC cathode biofilms, which confirmed autotrophic denitrifying bacteria enrichment is the key factor for a D-MFC system.

  8. Evolutionary implications of phylogenetic analyses of the gene transfer agent (GTA) of Rhodobacter capsulatus.

    PubMed

    Lang, Andrew S; Taylor, Terumi A; Beatty, J Thomas

    2002-11-01

    The gene transfer agent (GTA) of the a-proteobacterium Rhodobacter capsulatus is a cell-controlled genetic exchange vector. Genes that encode the GTA structure are clustered in a 15-kb region of the R. capsulatus chromosome, and some of these genes show sequence similarity to known bacteriophage head and tail genes. However, the production of GTA is controlled at the level of transcription by a cellular two-component signal transduction system. This paper describes homologues of both the GTA structural gene cluster and the GTA regulatory genes in the a-proteobacteria Rhodopseudomonas palustris, Rhodobacter sphaeroides, Caulobacter crescentus, Agrobacterium tumefaciens and Brucella melitensis. These sequences were used in a phylogenetic tree approach to examine the evolutionary relationships of selected GTA proteins to these homologues and (pro)phage proteins, which was compared to a 16S rRNA tree. The data indicate that a GTA-like element was present in a single progenitor of the extant species that contain both GTA structural cluster and regulatory gene homologues. The evolutionary relationships of GTA structural proteins to (pro)phage proteins indicated by the phylogenetic tree patterns suggest a predominantly vertical descent of GTA-like sequences in the a-proteobacteria and little past gene exchange with (pro)phages.

  9. [Dominant phylotypes in the 16S rRNA gene clone libraries from bacterial mats of the Uzon caldera (Kamchatka, Russia) hydrothermal springs].

    PubMed

    Akimov, V N; Podosokorskaia, O A; Shliapnikov, M G; Gal'chenko, V F

    2013-01-01

    In situ analysis of the 16S rRNA genes form bacterial mats of five hydrothermal springs (36-58 degrees C) in the Uzon caldera (Kamchatka, Russia) was carried out using clone libraries. Eight clone libraries contained 18 dominant phylotypes (over 4-5%). In most clone libraries, the phylotype of the green sulfur bacterium Chlorobaculum sp. was among the dominant ones. The phylotypes of the green nonsulfur bacteria Chloroflexus and Roseiflexus and of purple nonsulfur bacteria Rhodoblastus, Rhodopseudomonas, and Rhodoferax were also among the dominant ones. Cyanobacteria were represented by one dominant phylotype in a single spring. Among nonphototrophic bacteria, the dominant phylotypes belonged to Sulfyrihydrogenibium sp., Geothrixsp., Acidobacterium sp., Meiothermus sp., Thiomonas sp., Thiofaba sp., and Spirochaeta sp. Three phylotypes were not identified at the genus level. Most genera of phototrophic and nonphototrophic organisms corresponding to the phylotypes from Uzon hydrotherms have been previously revealed in the hydrotherms of volcanically active regions of America, Asia, and Europe. These results indicate predominance of bacterial mats carrying out anaerobic photosynthesis in the hydrotherms of the Uzon caldera.

  10. Enhanced photo-H2 production of R. faecalis RLD-53 by separation of CO2 from reaction system.

    PubMed

    Liu, Bing-Feng; Ren, Nan-Qi; Ding, Jie; Xie, Guo-Jun; Cao, Guang-Li

    2009-02-01

    The effect of different gases, CO(2) concentration, and separation of CO(2) from reaction system on photo-fermentation H(2) production was investigated by batch culture in this study. Experimental results showed that different gases (Ar,N(2),CO(2), and air) as gas phase have obviously affected on photo-H(2) production and a high concentration of CO(2) can inhibit the growth and H(2) evolution of Rhodopseudomonas faecalis RLD-53. When CO(2) concentration at 5%, cell increased most rapidly the specific growth rate of 0.489 g/l/h and the specific growth rate fell to be 0.265 g/l/h when CO(2) concentration at 40%. However, the growth of RLD-53 at CO(2) concentration of 60-100% was almost completely inhibited. At CO(2) concentrations of 5% and 10%, the maximum H(2) yield was 2.54 and 2.59 mol-H(2)/mol acetate, respectively, and it was similar with the control (2.61 mol-H(2)/mol acetate). H(2) not produced when CO(2) concentration at 60-100%. In conclusion, separation of CO(2) from reaction system can stimulate H(2) production in the entire photo-H(2) production process and H(2) yield increased about 12.8-18.85% than the control.

  11. Heterologous production of caffeic acid from tyrosine in Escherichia coli.

    PubMed

    Rodrigues, J L; Araújo, R G; Prather, K L J; Kluskens, L D; Rodrigues, L R

    2015-04-01

    Caffeic acid is a plant secondary metabolite and its biological synthesis has attracted increased attention due to its beneficial effects on human health. In this study, Escherichia coli was engineered for the production of caffeic acid using tyrosine as the initial precursor of the pathway. The pathway design included tyrosine ammonia lyase (TAL) from Rhodotorula glutinis to convert tyrosine to p-coumaric acid and 4-coumarate 3-hydroxylase (C3H) from Saccharothrix espanaensis or cytochrome P450 CYP199A2 from Rhodopseudomonas palustris to convert p-coumaric acid to caffeic acid. The genes were codon-optimized and different combinations of plasmids were used to improve the titer of caffeic acid. TAL was able to efficiently convert 3mM of tyrosine to p-coumaric acid with the highest production obtained being 2.62mM (472mg/L). CYP199A2 exhibited higher catalytic activity towards p-coumaric acid than C3H. The highest caffeic acid production obtained using TAL and CYP199A2 and TAL and C3H was 1.56mM (280mg/L) and 1mM (180mg/L), respectively. This is the first study that shows caffeic acid production using CYP199A2 and tyrosine as the initial precursor. This study suggests the possibility of further producing more complex plant secondary metabolites like flavonoids and curcuminoids.

  12. Unravelling the carbon and sulphur metabolism in coastal soil ecosystems using comparative cultivation-independent genome-level characterisation of microbial communities.

    PubMed

    Yousuf, Basit; Kumar, Raghawendra; Mishra, Avinash; Jha, Bhavanath

    2014-01-01

    Bacterial autotrophy contributes significantly to the overall carbon balance, which stabilises atmospheric CO2 concentration and decelerates global warming. Little attention has been paid to different modes of carbon/sulphur metabolism mediated by autotrophic bacterial communities in terrestrial soil ecosystems. We studied these pathways by analysing the distribution and abundance of the diagnostic metabolic marker genes cbbM, apsA and soxB, which encode for ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase, adenosine phosphosulphate reductase and sulphate thiohydrolase, respectively, among different contrasting soil types. Additionally, the abundance of community members was assessed by quantifying the gene copy numbers for 16S rRNA, cbbL, cbbM, apsA and soxB. Distinct compositional differences were observed among the clone libraries, which revealed a dominance of phylotypes associated with carbon and sulphur cycling, such as Gammaproteobacteria (Thiohalomonas, Allochromatium, Chromatium, Thiomicrospira) and Alphaproteobacteria (Rhodopseudomonas, Rhodovulum, Paracoccus). The rhizosphere soil was devoid of sulphur metabolism, as the soxB and apsA genes were not observed in the rhizosphere metagenome, which suggests the absence or inadequate representation of sulphur-oxidising bacteria. We hypothesise that the novel Gammaproteobacteria sulphur oxidisers might be actively involved in sulphur oxidation and inorganic carbon fixation, particularly in barren saline soil ecosystems, suggesting their significant putative ecological role and contribution to the soil carbon pool.

  13. Radioaktive Biomaterialien

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Assmann, Walter

    In der Strahlentherapie von Tumorgewebe (Radioonkologie) nutzt man die zellschädigende Wirkung verschiedener Strahlenarten zur gezielten Abtötung der Tumorzellen. Um bei der perkutanen Bestrahlung die Strahlenschäden im gesunden Gewebe in Grenzen zu halten, wird der Tumor aus verschiedenen Richtungen mit gut fokussiertem Strahl behandelt. Moderne Bestrahlungsanlagen sind durch Steuerung über leistungsfähige Rechner in der Lage, ein millimetergenaues Bestrahlungsprogramm abzufahren, das individuell auf den jeweiligen Tumor abgestimmt ist. Ein ganz anderer Weg, das umgebende gesunde Gewebe zu schonen, wird in der sog. Brachytherapie beschritten. Hier wird ein kurzreichweitiger, radioaktiver Strahler entweder direkt in das Tumorgewebe (interstitiell) oder in grosser Nähe (intrakavitär) permanent oder nur für eine bestimmte Zeitdauer eingebracht. Ein Beispiel ist die Behandlung des Prostatakarzinoms durch die Implantation von dünnwandigen metallischen Hülsen (seeds) von nur wenigen Millimetern Länge und knapp einem Millimeter Durchmesser, die minimalinvasiv mittels feiner Kanülen in die Prostata eingebracht werden. Sie enthalten ein künstliches Radionuklid mit typisch einigen Wochen Halbwertszeit, dessen therapeutisch wirksame Strahlungsdosis sich auf wenige Millimeter des umgebenden Gewebes beschränkt. Wesentlich für den Erfolg einer Strahlentherapie mit derartig kurzreichweitigen Strahlern ist eine Lagekontrolle mit entsprechend hoher räumlicher Auflösung.

  14. Blutpräparate und therapeutische Anwendung (Hämotherapie)

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Burkhart, Jürgen; Leimbach, Rainer; Nagl, Detlev; Weinauer, Franz

    Die Geschichte der Blutübertragung lässt sich bis in das Altertum verfolgen - wenn auch hier das Blut nicht in die Blutgefäße eingebracht, sondern als Trank verabreicht wurde. Im alten Rom stürmten die Zuschauer in die Kampfarena, um das Blut verletzter Gladiatoren zu trinken, in dem Gedanken, deren Stärke würde in sie überfließen. So wurden auch Greise mit dem Blut von Jünglingen behandelt. Der Glaube, mit dem Blut würden Eigenschaften des Spenders übertragen, muss wohl auch bei dem Versuch mitgewirkt haben, Verbrecher durch Übertragung von Schafsblut "lammfromm“ zu machen. Zu Beginn der Mensch-zu-Mensch-Übertragung wurde Blut mittels eines Röhrchens von Blutgefäß zu Blutgefäß transfundiert. Diese im Mittelalter neu erprobte Form basierte auf der Entdeckung des Blutkreislaufes durch William Harvey (1578-1657). Es überwog allerdings noch die Blutübertragung vom Tier auf den Menschen, die nicht selten mit dem Tod beider Beteiligter endete. In der aufklärerischen Phase der französischen Revolution wurde diese Art der Blutübertragung deshalb verboten.

  15. On the history of plasma treatment and comparison of microbiostatic efficacy of a historical high-frequency plasma device with two modern devices.

    PubMed

    Napp, Judith; Daeschlein, Georg; Napp, Matthias; von Podewils, Sebastian; Gümbel, Denis; Spitzmueller, Romy; Fornaciari, Paolo; Hinz, Peter; Jünger, Michael

    2015-01-01

    Hintergrund: Kaltes Atmosphärendruckplasma (CAP) hat durch seine mannigfaltigen bioaktiven Eigenschaften ein neues medizinisches Feld definiert: die Plasmamedizin. Allerdings wurde vor etwa 100 Jahren CAP in verwandter Form in der Hochfrequenztherapie genutzt. Zielsetzung dieser Studie war eine Übersicht über die historischen Plasmabehandlungen zu gewinnen und Daten bezüglich der antimikrobiellen Wirkung eines historischen Hochfrequenzapparats zu gewinnen.Methode: Erstens wurde historische Literatur bezüglich CAP-Behandlungen ausgewertet, da aus dem heutigen Schrifttum keine Angaben gewonnen werden konnten. Zweitens wurde die Empfindlichkeit von fünf verschiedenen bakteriellen Wundisolaten auf Agar gegenüber einer historischen Plasmaquelle (violet wand [VW]) und zwei modernen Geräten (atmospheric pressure plasma jet [APPJ] und Dielectric Barrier Discharge [DBD]) ermittelt. Die erzielten Hemmhöfe wurde verglichen. Ergebnisse: Die seinerzeit populärsten elektromedizinischen Anwendungen erzeugten durch Glaselektroden sogenannte Effluvien, die mit modernem CAP verwandt sind. Alle drei untersuchten Plasmaquellen zeigten eine vollständige Eradikation aller behandelter Isolate im plasmabehandelten Bereich. Die historische Plasmaquelle (VW) war dabei ähnlich wirksam wie die modernen Plasmaquellen. Schlussfolgerung: In begrenztem Umfang kann retrograd ein Wirksamkeitsnachweis der historischen Plasmabehandlungen abgeleitet werden, insbesondere bei der Behandlung infektiöser Erkrankungen. Die zugrunde liegende Technologie könnte für die Entwicklung moderner Nachfolgegeräte genutzt werden.

  16. Herstellung eines federelastischen Spangutes geringer Dichte als Matrix für Schüttdämmstoffe, für plattenförmige Dämmstoffe und leichte Spanplatten

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Tröger, Johannes; Groß, Lucia

    Klimaschutz und die ständig steigenden Energiekosten erfordern eine kontinuierliche Verbesserung der Dämmstoffe. Eine Alternative zur relativ kostenaufwändigen Wärmedämmung durch Platten bzw. Matten auf Basis von mineralischen Stoffen, ist der Einsatz von schütt-bzw. einblasbaren Dämmstoffpartikeln. Späne aus Holz und andere Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen waren schon vor dem ersten Weltkrieg die gebräuchlichsten Dämmstoffe überhaupt. Seit etwa fünfzehn Jahren werden u.a. für den Holzhausbau im zunehmenden Maße auch Fräs-, Säge und Hobelspäne für Wärmedämmzwecke eingesetzt [1], [2], [3]. Hervorzuheben ist der ökologische Aspekt dieser Dämmstoffe durch die Bindung von CO2 und den sinkenden Heizenergiebedarf. Die bisherige Philosophie bei der Gewinnung von Dämmstoffspänen beruhte darauf, anfallendes Spangut stofflich weiter zu nutzen. Die Recyclingspäne sollten dabei sowohl die Setzungssicherheit als auch eine möglichst gute Wärmedämmung gewährleisten.

  17. Microbial contamination of mobile phones in a health care setting in Alexandria, Egypt.

    PubMed

    Selim, Heba Sayed; Abaza, Amani Farouk

    2015-01-01

    Zielsetzung: Es sollte die mikrobielle Kontamination von Mobiltelefonen in einer universitären Gesundheitseinrichtung untersucht werden.Methode: Abstrichproben wurden von 40 Mobiltelefonen von Patienten und Mitarbeitern im Universitätskrankenhaus in Alexandria entnommen. Die mikrobiologische Analyse wurde im mikrobiologischen Labor des Instituts für Public Health durchgeführt. Die Quantifizierung erfolgte sowohl durch direkte Ausbringung auf die Platte als auch durch Anlage von Subkulturen zur Differenzierung. Methicillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA) wurden mittels Plättchendiffusionsmethode nach Bauer und Kirby identifiziert. Isolierte Gram-negative Organismen wurden auf Vorkommen von ESBL-Bildung mittels der Doppeldiffusionsmethode gemäß Empfehlung des Clinical and Laboratory Standards Institute untersucht.Ergebnisse: Alle untersuchten Mobiltelefone waren entweder mit einer oder mehreren bakteriellen Arten kontaminiert. Am häufigsten wurden MRSA (53%) und Koagulase-negative Staphylokokken (50%) nachgewiesen. Als mittlere Anzahl von KbE ergaben sich 357 KbE mit einem Median von130 KbE/ml pro Mobiltelefon im Plattengussverfahren. Die korrespondierenden Werte betrugen 2.192 bzw. 1.720 KbE/Mobiltelefon im Direktausstrich.Schlussfolgerung: Mobiltelefone stellen ein Risiko in Gesundheitseinrichtungen zur Weiterverbreitung nosokomialer Pathogen einschließlich MRSA dar. Auf der Oberfläche von Mobiltelefonen kann die mikrobielle Kontamination methodisch einfach nachgewiesen werden.

  18. Retrospective analysis of a VACM (vacuum-assisted closure and mesh-mediated fascial traction) treatment manual for temporary abdominal wall closure - results of 58 consecutive patients.

    PubMed

    Beltzer, Christian; Eisenächer, Alexander; Badendieck, Steffen; Doll, Dietrich; Küper, Markus; Lenz, Stefan; Krapohl, Björn Dirk

    2016-01-01

    Einleitung: Das optimale Behandlungskonzept eines temporären Bauchdeckenverschlusses (temporary abdominal closure, TAC) bei kritisch kranken viszeralchirurgischen Patienten mit offenem Abdomen („open abdomen“, OA) ist weiterhin unklar. Durch eine VACM-Therapie (vacuum-assisted closure and mesh-mediated fascial traction) scheinen sich gegenüber anderen Verfahren des TAC höhere Faszienverschlussraten (delayed primary fascial closure rate, FCR) realisieren zu lassen. Material und Methoden: Patienten unserer Klinik (n=58), welche in den Jahren 2005 bis 2008 mittels eines VAC/VACM-Behandlungsmanuals behandelt wurden, wurden retrospektiv analysiert. Ergebnisse: Die FCR aller Patienten betrug insgesamt 48,3% (95%-Konfidenzintervall: 34,95–61,78). Bei Patienten, bei denen im Verlauf ein Vicryl-Netz auf Faszienebene implantiert wurde (VACM-Therapie), konnte eine FCR von 61,3% realisiert werden. Die Letalität der mittels VACM therapierten Patienten betrug 45,2% (95%-KI: 27,32–63,97).Schlussfolgerung: Die Ergebnisse der eigenen Untersuchung bestätigen bisherige Studienergebnisse, die eine akzeptable FCR bei non-trauma-Patienten durch Anwendung der VACM-Therapie zeigen konnten. Die VACM-Therapie scheint aktuell Therapiekonzept der ersten Wahl bei Patienten mit OA und Indikation zum TAC zu sein.

  19. Fahrzeug-Außengeräusch

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Genuit, Klaus

    Wirtschaftliches Wachstum ist mit steigenden Anforderungen an Mobilität und Transport verknüpft. Zukunftsorientierter Fortschritt muss hierbei die Wirkungen von Verkehrsgeräuschen auf Mensch und Umwelt berücksichtigen, um eine hohe Lebensqualität sicherstellen zu können. Mehr als die Hälfte der Bevölkerung in der EU fühlt sich durch Verkehrslärm belästigt oder befürchtet direkte Auswirkungen auf Gesundheit und Wohlbefinden. Nach einer repräsentativen Umfrage des Umweltbundesamtes fühlen sich durch Straßenverkehrslärm 20 % der Bevölkerung stark oder wesentlich belästigt (UBA 2008). Daher ist das "Fahrzeug-Außengeräusch“ Gegenstand zahlreicher Forschungsprojekte zu Themen wie Identifikation wesentlicher Geräuschquellen, Zusammenhang zwischen Verkehrsgeräusch und Belästigung, medizinische Folgen aufgrund chronischer Lärmexposition, Geräuschqualität, Entwicklung neuer Methoden und Technologien zur Fahrzeug-Außengeräuschmessung und das Fahrzeug-Außengeräusch als wesentliches Produktattribut, das aktiver Gestaltung bedarf.

  20. 1D-Messungen physiologischer Bewegungen am Hals mit optischer Kohärenztomographie

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Dämgen, M.; Schwab, B.; Lenarz, Th.; Leinung, M.

    In der Chirurgie insbesondere bei onkologischen Fragestellungen kommt es zu Grenzsituationen, in denen es gilt, Gewebeverbände mit hoher Genauigkeit aufzutrennen, z.B. bei Infiltration von Gefäßwänden oder Nervenstrukturen durch Tumorausläufer. Oft könnte eine physiologisch funktioneil wichtige Struktur erhalten werden, wenn ein chirurgisches Instrument existierte, das mit einer überaus hohen Präszision arbeitet. Hierfür ist ein (ultra-)kurzgepulster Laser geeignet, der bei kleinem Focus und minimalen thermischen Wechselwirkungen lediglich vernachlässigbare Kollateralschäden im umgebenden Gewebe erzeugt. Allerdings ist ein solches System nicht mehr allein durch den Operateur kontrollierbar. Daher wurde die Idee entwickelt, ein automatisiertes Assistenzsystem zu designen, das mit einem in entsprechender Genauigkeit arbeitenden Sensor (optische Kohärenztumographie, OCT) und einem Femtosekunden(fs)-Laser als Aktor teilautonom kritische Schritte des operativen Eingriffs unter der Kontrolle des Operateurs vornimmt. Die Vorbedingung eines solchen Systemes jedoch ist die Anpassung an physiologische Bewegungen im OP-Gebiet. Zur Messpooletablierung müssen diese physiologischen Bewegungen aufgezeichnet werden mit der den Dimensionen erforderlichen Präzision.

  1. [Is it beneficial to involve family member? A literature review to psychosocial interventions in family-centered nursing].

    PubMed

    Mahrer-Imhof, Romy; Bruylands, Michelle

    2014-10-01

    Hintergrund: Familien haben Einfluss auf die Gesundheit von chronisch erkrankten Patientinnen und Patienten und werden durch die Krankheit selbst in ihrem Wohlbefinden beeinflusst. Familienmitglieder in die Pflege einzubeziehen, wurde in verschiedenen Studien getestet. Ziel: Das Ziel dieser Literaturübersicht war, randomisiert kontrollierte Studien und Metaanalysen zu familienzentrierten Interventionen (FI) auf die Ergebniskriterien und Effektgrößen der Veränderungen zu untersuchen. Methode: Drei Metaanalysen für den Zeitraum bis 2007 und sechs randomisierte kontrollierte Studien ab 2007 zu psychosozialen familienzentrierten Interventionen wurden eingeschlossen. Ergebnisse: Die Studien zeigten, dass FI kleine bis mittlere positive Effekte auf Depression, psychische Gesundheit, Angst von Patienten und Angehörigen sowie auf die Belastung der Angehörigen hatten. Der Effekt auf physische Gesundheitsparameter konnte nicht gezeigt werden. Die Ergebnisse hingen von der untersuchten Population, den Teilnehmenden an der FI, der Art und dem Zeitraum und der Zeitdauer (Dosis) der FI ab. Die Studien zeigten große Unterschiede in der Länge und Art der Intervention, der Zielpopulation und der Auswahl der Ergebniskriterien sowohl für Patienten als auch für Angehörige. Vergleiche der Ergebnisse sind erschwert durch die Verwendung unterschiedlichster Messinstrumente. Schlussfolgerungen: Weitere Forschung mit verschiedenen Populationen, unterschiedlicher Ausprägung der FI, aber unter Verwendung der gleichen validen Messinstrumente ist anzustreben.

  2. Berlin in Motion: Interprofessional teaching and learning for students in the fields of medicine, occupational therapy, physiotherapy and nursing (INTER-M-E-P-P).

    PubMed

    Bohrer, Annerose; Heinze, Cornelia; Höppner, Heidi; Behrend, Ronja; Czakert, Judith; Hitzblech, Tanja; Kaufmann, Ina; Maaz, Asja; Räbiger, Jutta; Peters, Harm

    2016-01-01

    Zielsetzung: Das Berliner Projekt „Interprofessionelles Lehren und Lernen in Medizin, Ergotherapie, Physiotherapie und Pflege“ (INTER-M-E-P-P) verfolgt das Ziel, interprofessionelle Lehrveranstaltungen modellhaft zu entwickeln, zu erproben und in die Curricula der Studiengänge zu implementieren. Methodik: Unter der Leitung einer institutions-, professions- und statusübergreifenden Lenkungsgruppe werden interprofessionelle Lehrveranstaltungen konzipiert, durchgeführt und evaluiert. Spezifisch sind die studentische Partizipation in der Lenkungsgruppe und die Begleitung durch externe Supervision. Die Evaluation integriert die Perspektiven aller am Projekt Beteiligten und kombiniert qualitative und quantitative Methoden. Ergebnisse: INTER-M-E-P-P hat Strukturen zur Kooperation der beteiligten Hochschulen und Studiengänge aufgebaut. Drei Lehrveranstaltungen wurden interprofessionell konzipiert, durchgeführt und evaluiert. Die unterschiedliche curriculare, strukturelle und räumliche Verortung der Studiengänge führt zu einem hohen, ressourcenintensiven Planungs- und Umsetzungsaufwand. Stereotype und Rollenbilder der Planenden können den Prozess erschweren; unter externer Supervision jedoch die professionsspezifischen Blickwinkel erweitern und bereichern.Schlussfolgerung: Eine nachhaltige Implementierung von IPL in die Curricula der Gesundheitsstudiengänge ist derzeit durch Barrieren wie die räumliche Trennung und verschiedene Studien- und Prüfungsordnungen erschwert. Sie benötigt dauerhafte Unterstützungsstrukturen auf hochschulischer und politischer Ebene.

  3. Schönheit und andere Provokationen - Eine neue evolutionsbiologische Theorie der Kunst

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Junker, Thomas

    Die Evolution hat viele spektakuläre Phänomene hervorgebracht - von der Eleganz des Vogelflugs über die gigantischen Körper der Dinosaurier und die farbenprächtige Vielfalt der Korallenriffe bis hin zu ihrem jüngsten Geniestreich - der menschlichen Kunst. Die schönen Künste - Malerei, Bildhauerei und Architektur, Theater, Tanz, Oper und Filmkunst, Musik und Literatur - Produkte der Evolution? Diese Vorstellung mutet vielen Menschen fremd an, aber wie könnte es anders sein? Denn wenn Charles Darwin recht hat, dann sind nicht nur die körperlichen Merkmale der Menschen als Antworten auf die Erfordernisse des Lebens entstanden, sondern auch ihre geistigen Fähigkeiten und Verhaltensweisen. Im Jahr 1859 hatte er auf den letzten Seiten seines berühmten Buches über die Entstehung der Arten eine kühne Prophezeiung gemacht: Durch die Evolutionstheorie werde es "zu einer bemerkenswerten Revolution in der Naturwissenschaft kommen […]. Die Psychologie wird auf die neue Grundlage gestellt, dass jede geistige Kraft und Fähigkeit notwendigerweise durch graduelle Übergänge erworben wird“ (Darwin 1859, S. 484, 488; Junker 2008).

  4. > Einleitung

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Spath, Dieter; Pischetsrieder, Bernd

    Rund 40 Prozent aller Fahrzeuge fahren elektrisch. Ein Zustand, der aus heutiger Sicht noch in weiter Ferne liegt, war vor über 100 Jahren bereits Realität. Um 1900, einige Jahre nach der Erfindung des Automobils, wurden Fahrzeuge durch unterschiedliche Antriebskonzepte angetrieben. Die drei wichtigsten waren Dampfantrieb, Elektroantrieb und der Benzinmotor. Durch die überlegene Energiedichte und eine kostengünstige sowie scheinbar unendliche Verfügbarkeit des Energieträgers Öl entwickelte sich der Verbrennungsmotor zum dominanten Antriebskonzept. Der Einsatz von Elektrofahrzeugen beschränkte sich im Verlauf des 20. Jahrhunderts auf wenige Nischenanwendungen. Der verbrennungsmotorbasierte Antriebsstrang ist dem Elektroantrieb auch heute noch technisch und ökonomisch überlegen. Die Randbedingungen ändern sich jedoch. Die Verknappung des fossilen Brennstoffs Öl und die stetige Verschärfung der CO2-Emissionsziele in Verbindung mit einer starken Zunahme individueller Mobilität im asiatischen Raum und vielen weiteren Regionen der Welt stellen den Verbrennungsmotors als die dominante Antriebstechnologie in Frage. Trotz des Optimierungspotentials, welches auch nach über 120-jähriger Entwicklung noch im Verbrennungsmotor liegt, ist diese Technologie immer mit lokalen Schadstoff- und Lärmemissionen verbunden. Die Notwendigkeit der Reduktion von Treibhausgasen verbunden mit einem steigenden Urbanisierungsgrad wird in Zukunft einen Technologiewechsel vom Verbrennungsmotor zum elektrischen Antrieb attraktiv machen. Dieser Technologiewechsel bedeutet jedoch weit mehr als das Austauschen des Antriebsstranges, Elektromobilität ist ein komplexes Themengebiet mit unterschiedlichen Dimensionen.

  5. Exoprothetik

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Blumentritt, Siegmar; Milde, Lothar

    Exoprothesen sind orthopädische Hilfsmittel, die als Körperersatzstücke dem funktionellen und ästhetisch-kosmetischen Ausgleich von amputierten oder von Geburt an fehlenden Gliedmaßenabschnitten dienen. Durch die Amputation wird ein Teil einer Gliedmaße im knöchernen Bereich oder im Gelenk abgetrennt. Die Indikationsstellung zur Amputation ist eine höchst verantwortungsvolle und schwierige ärztliche Entscheidung, weil sie die körperliche, seelische und soziale Integrität des betroffenen Menschen unwiderruflich nachhaltig beeinträchtigt. Unmittelbar mit der Indikationsstellung ist die individuell bedingte Festlegung der Amputationshöhe verbunden. Die Indikation und die Wahl der Amputationshöhe determinieren bereits wesentlich den Rehabilitationsverlauf. Die Rehabilitation Amputierter gelingt am besten im erfahrenen interdisziplinären Rehabilitationsteam, dessen Handeln letztlich auf die eigenbestimmte und gleichberechtigte Teilhabe der so behinderten Menschen am gesellschaftlichen Leben gerichtet ist. Dies schließt die ganzheitliche Betrachtung der Patientensituation durch das interdisziplinäre Rehabilitationsteam zur individuellen Prothesenversorgung ein, mit der die technischen Möglichkeiten für das angestrebte Therapieziel geklärt werden.

  6. Kooperative Automation

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Hakuli, Stephan; Bruder, Ralph; Flemisch, Frank O.; Löper, Christian; Rausch, Herbert; Schreiber, Michael; Winner, Hermann

    Das Aufgabenspektrum moderner Assistenzsyseme erstreckt sich von der Steigerung des Fahrkomforts bis hin zur Übernahme aktiver Sicherheitsfunktionen. Selbst komplexe Systeme wie die adaptive Fahrgeschwindigkeitsregelung ACC (Adaptive Cruise Control, vgl. Kap. 32), die wie viele weitere Innovationen in der Fahrzeugindustrie einst der automobilen Oberklasse vorbehalten war, dringen derzeit über die Mittelklasse in den Massenmarkt vor und beginnen, die Öffentlichkeit für die mit hoher Automatisierung einhergehenden Veränderungen und Herausforderungen zu sensibilisieren. Denn so beeindruckend die Leistungsfähigkeit moderner Fahrerassistenzsysteme auch ist, so verursacht sie doch ein Dilemma: Mit der Übernahme von primären Fahraufgaben durch Fahrerassistenzsysteme werden vom Fahrer neue und erweiterte Bedienfähigkeiten erwartet. Zum einen muss er ein mentales Modell eines jeden vorhandenen Assistenzsystems mit dessen spezifscher Mensch-Maschine-Schnittstelle aufbauen und dessen funktionale Grenzen verinnerlichen. Zum anderen muss er, nachdem er einen Teil seiner Fahraufgabe an ein Assistenzsystem übertragen hat, die (teil-)automatisierte Funktion überwachen, die Handlungen des Systems antizipieren und eine permanente Bereitschaft zur Rückübernahme der durch die Assistenzfunktion ausgeführten Fahraufgabe aufweisen. Die Rückübernahme geschieht entweder willentlich, wenn die Unterstützung nicht nach des Fahrers Vorstellung verläuft, oder sie ist obligatorisch, wenn die Assistenzfunktion an ihre funktionalen Grenzen stößt und explizit zur Übernahme auffordert.

  7. [The mental health of only children and of siblings with cancer - first results of a multicenter study in Germany].

    PubMed

    Bojanowski, Sabine; Führer, Daniel; Romer, Georg; Bergelt, Corinna; von Klitzing, Kai; Brähler, Elmar; Keller, Monika; Resch, Franz; Flechtner, Hans-Henning; Lehmkuhl, Ulrike; Weschenfelder-Stachwitz, Heike

    2014-07-01

    Theoretischer Hintergrund: Kinder krebskranker Eltern wurden als Risikogruppe für die Entwicklung von psychischen Störungen identifiziert. Ergebnisse der Scheidungsforschung zeigten, dass auch Geschwisterbeziehungen bei belastenden Lebensereignissen vor psychischen Störungen schützen können. Fragestellung: Kann das Vorhandensein eines Geschwisters die Bewältigung einer elterlichen onkologischen Erkrankung unterstützen und somit auch dort als protektiver Faktor wirken? Methodik: In einer multizentrischen Studie wurden 271 Kinder untersucht. 54 % waren Inanspruchnehmer eines psychosozialen Beratungsangebotes. Einzelkinder (N = 89) und Kinder mit Geschwistern (N = 182) wurden im Hinblick auf ihre psychische Belastung (Strength and Difficulties Questionnaire, SDQ, Selbst- und Fremdurteil) miteinander verglichen. Ergebnisse: Im Gruppenvergleich zeigten sich zwischen Einzelkindern und Kindern mit Geschwistern keine signifikanten Unterschiede im Gesamturteil der Eltern. Dies galt sowohl für die Einschätzung durch den gesunden als auch durch den erkrankten Elternteil. In der Selbsteinschätzung zeigten sich bei 2 % der Einzelkinder und bei 9 % der Geschwister klinisch auffällige Werte im Gesamtproblemwert des SDQ. Der Gruppenvergleich zwischen Einzelkindern und Kindern mit Geschwistern offenbarte im Hinblick auf deren psychische Belastung keine bedeutsamen Unterschiede. Es ergaben sich Hinweise darauf, dass eine negative Beziehungsqualität (Sibling Relationship Questionnaire, SRQ) mit verstärkten Problemen in der Peer-Group assoziiert ist. Schlussfolgerungen: Das Vorhandensein eines Geschwisters ist nicht per se ein protektiver Faktor. Einzelkinder wiesen im Vergleich zu Kindern mit Geschwistern keine höhere psychische Belastung auf.

  8. Use of elaborate feedback and an audience-response-system in dental education.

    PubMed

    Rahman, Alexander; Jacker-Guhr, Silke; Staufenbiel, Ingmar; Meyer, Karen; Zupanic, Michaela; Hahnemann, Merle; Lührs, Anne-Katrin; Eberhard, Jörg

    2013-01-01

    Einleitung: Die Studie soll die Frage klären, ob sich durch Anwendung von elaboriertem Feedback und einem Audience-Response-Systems (ARS) der Lernerfolg im Studienfach Zahnerhaltung signifikant verbessert. Methodik: Die Studierenden des 1. klinischen Semesters wurden in eine Studien- und eine Kontrollgruppe randomisiert eingeteilt. Die Randomisierung erfolgte unter Berücksichtigung der Faktoren Alter, Geschlecht und Note im Physikum. Im Verlauf von 10 Vorlesungen wurden pro Vorlesung 5 Multiple-Choice-Fragen zu den formulierten Lernzielen gestellt. Diese wurden unter Anwendung eines ARS von den Studierenden beantwortet. Nur die Studiengruppe erhielt sofort ein elaboriertes Feedback zu den Ergebnissen. Die am Ende durchgeführte Abschlussklausur und Evaluation sollten ermitteln, ob das elaborierte Feedback zu einem Lernerfolg führt und welchen Effekt das ARS auf die Vorlesungsatmosphäre hat. Ergebnisse: Die Ergebnisse der Abschlussklausuren ergaben keinen signifikanten Unterschied zwischen dem Lernerfolg der Studien- und der Kontrollgruppe. Schlussfolgerung: Durch das elaborierte Feedback zeigte sich in dieser Untersuchung kein Unterschied im Lernerfolg. Mit dem ARS ließ sich jedoch eine interaktivere, positivere Lernatmosphäre schaffen.

  9. Welt und Wirkungsprinzip (2nd Aufl.)

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Landgraf, Werner

    2010-03-01

    Modell einer kausalen Bewirkung der Welt, und logische, geometrische, physikalische Interprätation dieser Kausalmenge und Fortwirkung der frühsten ihrer sukzessiv als echt Neues bewirkten und durch Vorhandenes oder Späteres nicht darstellbaren oder widerrufbaren Ereignisse als Dimensionen und sie verkörpernde primäre Naturkräfte, mit Korrespondenz zur beobachteten Welt und ihrer grundlegendsten Eigenschaften. Wirklich ist nur was wirkt, wo und wie. Entsprechend ist im Bogenelement statt der Eigenzeit die variante Anzahl Wirkungen relevant, 0 ≈ 1/h2 dS2 - 1/tpl2 (dt2 - 1/c2 {dq12 + G02/G2 [dq2,32 - ...]}) mit G0 = c4lpl/Epl ≈ G. Die heutigen Dimensionen und Naturkräfte entstanden in dieser Reihenfolge, haben 'komplementäre' aber gleichwertige statische und dynamische Aspekte, entsprechend ihren Termen in Bogenelement bzw. Vierervektor, aus derem Vergleich sowie mit denen ihrer Nachbarn folgen Grundgleichungen bzw. Erhaltungssätze. Jeweils individuelle Eigenschaften wie ihre Naturkonstante konkretisieren sie und tragen zu gattungsmäßigen wie globale Affinität und Äquivalenzen bei. Ältestes Gebiet oder räumlicher Rand jeder Dimension sind die ersten vom Vorgänger bewirkten Ereignisse, selbst raumzeitlicher Ursprung des Nachfolgers, dort einmalig und ewig maximal rotverschoben fortwirkend und nicht lokalisierbar, um neue Elementareinheiten verschieden und lichtartig mit deren Verhältnis oder dem ihrer globalen Zustandsgrößen als konstanten Anfangsimpuls, Expansion, Längen- oder Ereignisdichte zueinander. Der Übergang vom diskreten Modell weniger Informationen zum Kontinuum und die Korrespondenz zur Physik ist problemlos, Details wie ein kontinuierlicher, abrupter oder ganz fehlender Abfall der Metrik beim ältesten Gebiet sind aber nur durch Beobachtungen entscheidbar. Erörtert werden allgemeine und individuelle Eigenschaften und ihre Konsequenzen der Dimensionen mit ihren Kräften, selbst und im Verhältnis zueinander, etwa ihrer begrenzten

  10. Prenatal recruitment of participants for a birth cohort study including cord blood collection: results of a feasibility study in Bremen, Germany.

    PubMed

    Ernst, Sinja Alexandra; Günther, Kathrin; Frambach, Torsten; Zeeb, Hajo

    2015-01-01

    Hintergrund: Geburtskohorten stellen vielversprechende Forschungsansätze dar, um prospektiv unter Life-Course-Perspektive Ursachen und Mechanismen zahlreicher Erkrankungen zu erforschen. Die Entnahme von Bioproben, einschließlich Nabelschnurblutproben, zu verschiedenen Zeitpunkten im Lebensverlauf (insbesondere prä- und perinatal) ist von zentraler Bedeutung für eine direkte Expositionserfassung. Gleichzeitig ist die Entnahme von Bioproben als besonders kritischer Aspekt in epidemiologischen Studien zu betrachten, insbesondere für die Erforschung von pränatalen Expositionen durch umweltbezogene Faktoren und für DNA-Extraktion. Ziele dieser Machbarkeitsstudie zur Ursachenforschung für kindliche Leukämien war die Erstrekrutierung von werdenden Müttern sowie ihren zukünftigen Neugeborenen für eine Geburtskohorte, welche die Entnahme von Blut der Mutter sowie Nabelschnurblut beinhaltet. Übergreifendes Ziel war die Entwicklung von Empfehlungen für eine mögliche nationale Geburtskohorte auf Basis praktischer Erfahrungen.Methoden: Die Machbarkeitsstudie wurde in Bremen im Zeitraum Januar 2012 bis März 2013 durchgeführt. Werdende Mütter wurden um Studienteilnahme gebeten, wenn (i) der geplante Geburtstermin im Erhebungszeitraum lag, (ii) die Entbindung in der kooperierenden Geburtsklinik stattfinden sollte sowie (iii) die Sprachkenntnisse ausreichend waren, um die Studieninhalte zu verstehen und den pränatalen Fragebogen auszufüllen. Blut der Mutter sowie Nabelschnurblut wurde für spätere Forschungsaktivitäten gesammelt und in einer Stammzellbank eingelagert, die bereits eine bestehende Kooperation mit der Geburtsklinik hatte. 22 niedergelassene Gynäkologinnen und Gynäkologen wurden kontaktiert und gebeten werdende Mütter in die Studie einzuschließen. Die Rekrutierung erfolgte im letzten Schwangerschaftsdrittel, entweder im Rahmen der Schwangerenvorsorge bei niedergelassenen Gynäkologinnen oder Gynäkologen oder in der Geburtsklinik

  11. The FacharztDuell: innovative career counselling in medicine.

    PubMed

    Welbergen, Lena; Pinilla, Severin; Pander, Tanja; Gradel, Maximilian; von der Borch, Philip; Fischer, Martin R; Dimitriadis, Konstantinos

    2014-01-01

    Zielsetzung: Die Entscheidung für eine Facharztrichtung stellt für viele Medizinstudierende eine Herausforderung dar. Derzeit können Medizinstudierende zwischen über sechzig Weiterbildungsmöglichkeiten im Anschluss an das Medizinstudium wählen.Im deutschen Ausbildungskontext werden bisher wenige strukturierte Entscheidungshilfen für die Weiterbildungs- und Karriereplanung angeboten. Daten zu Akzeptanz, Formaten und Effekten entsprechender Angebote liegen kaum vor. Ziel dieser Studie ist es, ein innovatives Format zur Karriereplanung von Medizinstudierenden in Bezug auf die Akzeptanz, Bewertung und möglichen Einfluss auf Facharztpräferenzen zu untersuchen.Methodik: Der Bedarf nach aktiver Karriereberatung wurde durch thematische Gesprächsanalysen im Rahmen des Mentoring-Programms der Medizinischen Fakultät der Ludwig-Maximilians-Universität München, einer online-basierten Bedarfsumfrage, einer ad-hoc Fokusgruppe und einer Pilotveranstaltung des FacharztDuells erhoben. Ein interaktives Diskussionsformat mit moderierter Gegenüberstellung verwandter Fachrichtung wurde unter dem Namen „FacharztDuell“ konzipiert und bisher viermal durchgeführt. Die Einzelveranstaltungen wurden schriftlich evaluiert und Präferenzänderungen der Teilnehmer durch ein Audience-Response-System (ARS) erhoben. Das FacharztDuell wird regelmäßig organisiert und durch fakultäre Lehrmittel gefördert. Ergebnisse: Das FacharztDuell wurde von Medizinstudierenden verschiedener Semester sehr gut angenommen (Teilnehmerzahl geschätzt 300/Veranstaltung) und bewertet (Gesamtnotendurchschnitt von 1,7, SD=0,7, 1=sehr gut, 6=sehr schlecht, n=424). Durchschnittlich empfanden 77,8% der Studierenden das FacharztDuell als Entscheidungshilfe für ihre spätere Facharzt- oder Berufswahl. Bis zu 12% der Studierenden änderten ihre Facharztpräferenz im Vergleich zwischen der Auswahl vor und nach den jeweiligen Veranstaltungen. Schlussfolgerungen: Das FacharztDuell wird von Medizinstudierenden

  12. G-protein coupled receptor auto-antibodies in thromboangiitis obliterans (Buerger's disease) and their removal by immunoadsorption.

    PubMed

    Klein-Weigel, Peter F; Bimmler, Marion; Hempel, Petra; Schöpp, Sebastian; Dreusicke, Siegrid; Valerius, Jana; Bohlen, Anne; Boehnlein, Joana M; Bestler, Daniel; Funk, Stephanie; Elitok, Saban

    2014-09-01

    Hintergrund: Histopathologische und serologische Befunde sprechen für eine Immunpathogenese der Thromboangiitis obliterans (TAO, Buerger’sche Erkrankung). Autoantikörper scheinen eine wichtige Rolle im Krankheitsgeschehen zu spielen. Es wurden wiederholt positive therapeutische Effekte durch eine Immunadsorption (IA) gezeigt. Wir analysierten agonistische Autoantikörper (agAAK), die gegen G-Protein gekoppelte Rezeptoren (GPCR) gerichtet sind und analysierten, ob diese durch eine IA effektiv beseitigt werden können. Patienten und Methoden: Zwischen Dezember 2012 und Mai 2014 wurden 11 Patienten mittels IA über 5 konsekutive Tage behandelt. Die agAAK wurden unter Verwendung spezifischer ELISA-Techniken bestimmt. Ergebnisse: AgAAK wurden bei 9 von 11 Patienten (81.8 %) gefunden. Multiple agAAK waren bei 7 Patienten (63.6 %) nachweisbar. Darüber hinaus wurde ein agAAK-Cluster entdeckt, das sich gegen Loop1 des adrenergen α1-Rezeptors und Loop1 des Endothelin A (ETA)-Rezeptors richtet, und sich bei 72.7 % respektive 54.5 % der TAO-Patienten nachweisen ließ. AgAAK gegen Epitop 1 oder 2 des Angiotensin-1-Rezeptors wurden bei 3 Patienten, agAAK gegen Loop1/2 des Proteinase-aktivierten Rezeptor (PAR) wurden bei 2 Patienten nachgewiesen. AgAAK gegen den ETA-Rezeptor traten niemals ohne gleichzeitigen Nachweis von agAAK gegen den α1-adrenergen Rezeptor auf und waren immer gegen Loop1 gerichtet. Unmittelbar nach Beendigung der IA ließen sich bei 81.8 % aller Patienten und bei 77.8 % aller Fälle mit positiven agAAK vor der IA keine agAAK mehr nachgewiesen. Schlussfolgerungen: Wir konnten bei Patienten mit aktiver TAO agAAK gegen GPCR und darüber hinaus ein Antikörper-Cluster nachweisen, das sich bevorzugt gegen Loop1 des α-1-adrenergen Rezeptors und Loop1 des ETA-Rezeptors richtet. Die agAAK wurden mehrheitlich erfolgreich durch die IA eliminiert. Wir sind der Auffassung, dass gegen GPCR-gerichtete agAAK eine wichtige Rolle in der Pathogenese der TAO spielen und

  13. Impact of the cosmetic mouthwash "Jack Pro Spülung plus" ("rheodol-Spülung plus") on the oral cavity flora, tested in a monocentric, controlled, randomized, blind, cross-over comparative study.

    PubMed

    Göhring, Jana; Müller, Gerald; Biffar, Reiner; Kramer, Axel

    2014-01-01

    Zielsetzung: Jack Pro Spülung Plus wird zur Unterstützung der mechanischen Mundhygiene empfohlen. Da die Wirkstoffe Polihexanid und Tosylchloramidnatrium in der Jack Pro Spülung Plus unterhalb der mikrobiozid wirksamen Konzentration enthalten sind, sollte in der vorliegenden Anwendungsstudie die Hypothese überprüft werden, ob durch Addition von mechanischer Spülwirkung und bakteriostatischer Wirksamkeit der Effekt der mechanischen Spülwirkung übertroffen wird. Methode: Die Studie wurde als monozentrische kontrollierte randomisierte verblindete Cross-Over-Vergleichsstudie an 30 freiwilligen Probanden durchgeführt. Die Wirksamkeit des Prüfprodukts (Wirkstoffbasis Polihexanid 0,02–0,03% und Tosylchloramidnatrium 0,004–0,006%) wurde mit einer wässrigen Lösung von Polihexanid (0,020–0,030%) und mit Ringerlösung als Negativkontrolle verglichen. Als Maß für die Wirksamkeit diente die Reduktion der Erregerzahl auf der Wangenschleimhaut nach aerober und anarober Kultivierung. Nach Erhebung der Vorwerte wurde eine 30-sekündige Mundspülung mit je einer der drei Prüflösungen durchgeführt. Nach 1, 10 und 60 min wurde erneut die Erregerzahl bestimmt und der Reduktionsfaktor aus der Differenz zwischen dem log10 des Vorwerts und des Nachwerts berechnet. Die Probenahme erfolgte mittels Schablone mit einer Abstrichfläche von 1 x 1 cm.Ergebnisse: Durch Ringerlösung wurde 1 min nach Mundhöhlenspülung eine geringe mechanische Verringerung der Mundhöhlenflora erreicht. Nach 10 min und 60 min war kein Einfluss mehr feststellbar. Durch Jack pro Spülung Plus wurde zusätzlich zum mechanischen Effekt der Ringerlösung eine bakteriostatische Wirksamkeit erzielt, die bis zu 60 min anhielt. Sowohl nach 10 min als auch nach 60 min wurde die Wirksamkeit von Ringerlösung signifikant übertroffen. Die wässrige Polihexanidlösung war nach 10 min und 60 min tendentiell geringer wirksam als Jack pro Spülung Plus.Schlussfolgerung: Auf Grund der bakteriostatischen

  14. International medical students--a survey of perceived challenges and established support services at medical faculties.

    PubMed

    Huhn, D; Junne, F; Zipfel, S; Duelli, R; Resch, F; Herzog, W; Nikendei, C

    2015-01-01

    Einleitung: Internationale Medizinstudierende sind im Rahmen ihres Studiums in Deutschland mit einer Reihe von Herausforderungen konfrontiert. Neben der Unterstützung durch die zuständigen Akademischen Auslandsämter werden zunehmend auch spezifische Angebote für internationale Studierende durch die Medizinischen Fakultäten selbst entwickelt und angeboten. Eine systematische Übersicht über die Art und Verbreitung solcher Angebote sowie die von Seiten der Fakultäten wahrgenommenen Problemfelder für internationale Studierende existiert bislang nicht.Methode: Alle Studiendekanate der Medizinischen Fakultäten Deutschlands wurden zwischen April und Oktober 2013 kontaktiert und um Teilnahme an einem Telefoninterview gebeten. Die Interviewpartner wurden zu folgenden Sachverhalten befragt: 1.) Anteil internationaler Studierender an der Medizinischen Fakultät; 2.) Wahrgenommene Schwierigkeiten und Probleme internationaler Studierender; 3.) Angebot für internationale Studierende; 4.) Spezifizierung des weiteren Bedarfs an Unterstützungsmöglichkeiten. Die Angaben wurden notiert, Häufigkeiten im Anschluss ausgezählt und die Ergebnisse frequenzanalytisch ausgewertet.Ergebnisse: 39% der Medizinischen Fakultäten konnten detaillierte Auskunft über den Anteil internationaler Studierender geben. Von diesen Fakultäten wurde ein durchschnittlicher Anteil von 3,9% EU- und 4,9% Nicht-EU-Ausländer angegeben. Die häufigsten genannten Angebote sind durch andere Studierende geleitete Tutorien, Sprachkurse und Tandem-Programme. Das mit Abstand am häufigsten berichtete Problem ist laut den Studiendekanaten das sprachliche Defizit der internationalen Studierenden zu Beginn des Studiums. Als Lösungsvorschläge werden hauptsächlich der Ausbau von Tutorien sowie die Verbesserung der fachsprachlichen Deutschkenntnisse genannt.Diskussion: An den Medizinischen Fakultäten bestehen in Art und Umfang sehr unterschiedliche Unterstützungsangebote für internationale Studierende

  15. Self-directed e-learning at a tertiary hospital in Malawi--a qualitative evaluation and lessons learnt.

    PubMed

    Barteit, Sandra; Hoepffner, Philip; Huwendiek, Sören; Karamagi, Angela; Munthali, Charles; Theurer, Antje; Neuhann, Florian

    2015-01-01

    Einführung: Trotz verschiedener Initiativen mehr Gesundheitspersonal auszubilden, besteht in Malawi weiterhin ein ausgeprägter Mangel an Fachkräften im Gesundheitsbereich. Dieser Mangel stellt auch eine erhebliche Herausforderung für die Aus- und Weiterbildung von medizinischem Personal dar - vor allem für Interns, die in ihrem letzten und entscheidenden Ausbildungsjahr vor dem Beginn einer selbstständigen ärztlichen Tätigkeit stehen.Projektbeschreibung: Wir haben deshalb in der medizinischen Abteilung des Kamuzu Central Hospital (KCH) in Malawi eine E-Learning Plattform eingeführt. Ziel ist es durch den computergestützten Unterricht den Mangel an klinischem Lehrpersonal teilweise zu kompensieren und damit zur Verbesserung der Qualität der medizinischen Ausbildung beizutragen sowie Zugang zu aktuellen und relevanten medizinischen Materialien zu gewährleisten.Methoden: Zwischen März und April 2012 führten wir zur Evaluation von Relevanz und Angemessenheit der E-Learning-Plattform eine qualitative Untersuchung durch. Die Datenerhebung erfolgte über individuelle Interviews, eine thematisch geleitete Gruppendiskussion sowie durch Beobachtung der Nutzung der Plattform basierend auf einer Checkliste. Die Auswahl der Interviewpartner erfolgte gezielt. Interviews und Gruppendiskussion wurden aufgezeichnet, codiert und interpretiert.Ergebnisse: E-Learning erwies sich im Umfeld dieses Krankenhauses als technisch machbar. Die Nutzer beurteilten die E-Learning-Plattform als für sich relevant und inhaltlich angemessen. Bedenken wurden in Bezug auf Nachhaltigkeit, Zugänglichkeit und technischer Infrastruktur geäußert sowie hinsichtlich der begrenzten Beteiligung und Verantwortung der malawischen Partner. Das Interesse an E-Learning war hoch, aber sowohl der Bekanntheitsgrad wie auch die Kenntnisse der Plattform waren unter den potenziellen Nutzern gering. Die Evaluation ergab, dass weitere Anpassungen im Hinblick auf die lokalen Bedürfnisse erforderlich sind

  16. Genome sequence of the chemolithoautotrophic nitrite-oxidizing bacterium Nitrobacter winogradskyi Nb-255

    SciTech Connect

    Hauser, Loren John; Land, Miriam L; Larimer, Frank W; Arp, D J; Hickey, W J

    2006-03-01

    The alphaproteobacterium Nitrobacter winogradskyi (ATCC 25391) is a gram-negative facultative chemolithoautotroph capable of extracting energy from the oxidation of nitrite to nitrate. Sequencing and analysis of its genome revealed a single circular chromosome of 3,402,093 bp encoding 3,143 predicted proteins. There were extensive similarities to genes in two alphaproteobacteria, Bradyrhizobium japonicum USDA110 (1,300 genes) and Rhodopseudomonas palustris CGA009 CG (815 genes). Genes encoding pathways for known modes of chemolithotrophic and chemoorganotrophic growth were identified. Genes encoding multiple enzymes involved in anapleurotic reactions centered on C2 to C4 metabolism, including a glyoxylate bypass, were annotated. The inability of N. winogradskyi to grow on C6 molecules is consistent with the genome sequence, which lacks genes for complete Embden-Meyerhof and Entner-Doudoroff pathways, and active uptake of sugars. Two gene copies of the nitrite oxidoreductase, type I ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase, cytochrome c oxidase, and gene homologs encoding an aerobic-type carbon monoxide dehydrogenase were present. Similarity of nitrite oxidoreductases to respiratory nitrate reductases was confirmed. Approximately 10% of the N. winogradskyi genome codes for genes involved in transport and secretion, including the presence of transporters for various organic-nitrogen molecules. The N. winogradskyi genome provides new insight into the phylogenetic identity and physiological capabilities of nitrite-oxidizing bacteria. The genome will serve as a model to study the cellular and molecular processes that control nitrite oxidation and its interaction with other nitrogen-cycling processes.

  17. Characterization of the ndhC-psbG-ORF157/159 operon of maize plastid DNA and of the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC6803.

    PubMed

    Steinmüller, K; Ley, A C; Steinmetz, A A; Sayre, R T; Bogorad, L

    1989-03-01

    The ndhC and ORF159 genes of the maize plastid DNA (ptDNA) were sequenced and maize ORF159 was used to screen a library of genomic DNA of the blue-green alga Synechocystis sp. PCC 6803. The cyanobacterial gene homologous to ORF159 (ORF157) was isolated and sequenced. In sequencing the region upstream of ORF157, reading frames with homology to the ndhC and psbG genes of maize ptDNA were identified. The ndhC and psbG genes overlap in the ptDNAs of maize, tobacco and Marchantia polymorpha, but are separated by a noncoding spacer in Synechocystis. Northern blot analysis showed that the ndhC, psbG and ORF157/159 genes are cotranscribed in maize and Synechocystis. The three genes occur in the same order in ptDNA of maize, tobacco, and M. polymorpha as in Synechocystis 6803. The amino acid sequences of the NDH-C, PSII-G and the ORF157/159 proteins deduced from the maize genes are 65%, 52% and 53% homologous to those of Synechocystis. However, the cyanobacterial and higher plant NDH-C protein sequences are only 23% homologous to the mitochondrial NDH-3 protein. Protein products of in vitro transcription/translation of the Synechocystis transcription unit had apparent molecular masses of 6 kDa (NDH-C), 25 kDa (PSII-G) and 22 kDa (ORF157) on lithium dodecyl sulfate (LDS) polyacrylamide gel electrophoresis. If these are components of an NADH dehydrogenase, cyanobacteria appear to resemble mitochondria more than they do Escherichia coli and Rhodopseudomonas capsulata with regard to this enzyme complex.

  18. Rates of primary electron transfer in photosynthetic reaction centres and their mechanistic implications

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Fleming, G. R.; Martin, J. L.; Breton, J.

    1988-05-01

    The conversion of light energy to chemical energy during photosyn-thesis involves the transfer of electrons between pigments embedded in a membrane protein. This process occurs with high quantum efficiency, the result of extremely fast electron transfer over a long distance preventing back transfer and energy loss. Recently the three-dimensional structures of the photosynthetic reaction centres of the bacteria Rhodopseudomonas viridis1 and Rhodobacter sphaeroides2 have been determined, allowing a molecular descrip-tion of the primary charge separation process. There are two symmetrically related branches of pigments in the structure (L and M), extending from the special pair of bacteriochlorophyll molecules (P) to the two bacteriopheophytins (HL and HM) via two bacteriochlorophylls (BLand BM). Many features of the electron transfer process are poorly understood, such as the nature of the excited states involved, the identity of the primary charge separation step and the roles of the protein and of B3-13. We have determined the rates of electron transfer in isolated reaction centre complexes of Rps. viridis and Rb. sphaeroides as a function of temperature. The rates increase as temperature is decreased, which may be due to either changes in electronic coupling of the pigments or changes in the population of coupled vibrational modes, or a combination of the two. We see no evidence of a B-L intermediate, which sets a lower limit on the rate of electron transfer from BL to HL. This is so high as to rule out transfer by two non-adiabatic steps.

  19. Arsenic resistance genes of As-resistant purple nonsulfur bacteria isolated from As-contaminated sites for bioremediation application.

    PubMed

    Nookongbut, Phitthaya; Kantachote, Duangporn; Krishnan, Kannan; Megharaj, Mallavarapu

    2017-04-01

    This study aimed to identify arsenic resistant mechanisms in As-resistant purple nonsulfur bacteria (PNSB) by screening them for presence of As-resistance genes and related enzymes. Resistance to As(III) and As(V) of four As-resistant PNSB determined in terms of median inhibition concentration (IC50 values) were in the order of strains Rhodopseudomonas palustris C1 > R. palustris AB3 > Rubrivivax benzoatilyticus C31 > R. palustris L28 which corresponded to the presence of As-resistance genes in these bacteria. The strain C1 showed all As-marker genes; arsC, arsM, aioA, and acr3, while aioA was not detected in strain AB3. Strains C31 and L28 had only Arsenite-transporter gene, acr3. Translation of all these detected gene sequences of strain C1 to amino acid sequences showed that these proteins have vicinal cysteine; Cys126, Cys105, and Cys178 of Acr3, ArsC, AioA, respectively. Tertiary structure of proteins Acr3, ArsC, AioA, and ArsM showed strain C1 exhibits the high activities of arsenite oxidase and arsenate reductase enzymes that are encoded by aioA and arsC genes, respectively. Moreover, strain C1 with arsM gene produced volatile-methylated As-compounds; monomethylarsonic acid (MMA), dimethylarsenic acid (DMA), and arsenobetaine (AsB) in the presence of either As(III) or As(V). In conclusion, the strain C1 has great potential for its application in bioremediation of As-contaminated sites.

  20. Genomics and Ecophysiology of Heterotrophic Nitrogen-Fixing Bacteria Isolated from Estuarine Surface Water

    PubMed Central

    Bentzon-Tilia, Mikkel; Severin, Ina; Hansen, Lars H.

    2015-01-01

    ABSTRACT The ability to reduce atmospheric nitrogen (N2) to ammonia, known as N2 fixation, is a widely distributed trait among prokaryotes that accounts for an essential input of new N to a multitude of environments. Nitrogenase reductase gene (nifH) composition suggests that putative N2-fixing heterotrophic organisms are widespread in marine bacterioplankton, but their autecology and ecological significance are unknown. Here, we report genomic and ecophysiology data in relation to N2 fixation by three environmentally relevant heterotrophic bacteria isolated from Baltic Sea surface water: Pseudomonas stutzeri strain BAL361 and Raoultella ornithinolytica strain BAL286, which are gammaproteobacteria, and Rhodopseudomonas palustris strain BAL398, an alphaproteobacterium. Genome sequencing revealed that all were metabolically versatile and that the gene clusters encoding the N2 fixation complex varied in length and complexity between isolates. All three isolates could sustain growth by N2 fixation in the absence of reactive N, and this fixation was stimulated by low concentrations of oxygen in all three organisms (≈4 to 40 µmol O2 liter−1). P. stutzeri BAL361 did, however, fix N at up to 165 µmol O2 liter−1, presumably accommodated through aggregate formation. Glucose stimulated N2 fixation in general, and reactive N repressed N2 fixation, except that ammonium (NH4+) stimulated N2 fixation in R. palustris BAL398, indicating the use of nitrogenase as an electron sink. The lack of correlations between nitrogenase reductase gene expression and ethylene (C2H4) production indicated tight posttranscriptional-level control. The N2 fixation rates obtained suggested that, given the right conditions, these heterotrophic diazotrophs could contribute significantly to in situ rates. PMID:26152586

  1. Three cdg Operons Control Cellular Turnover of Cyclic Di-GMP in Acetobacter xylinum: Genetic Organization and Occurrence of Conserved Domains in Isoenzymes

    PubMed Central

    Tal, Rony; Wong, Hing C.; Calhoon, Roger; Gelfand, David; Fear, Anna Lisa; Volman, Gail; Mayer, Raphael; Ross, Peter; Amikam, Dorit; Weinhouse, Haim; Cohen, Avital; Sapir, Shai; Ohana, Patricia; Benziman, Moshe

    1998-01-01

    Cyclic di-GMP (c-di-GMP) is the specific nucleotide regulator of β-1,4-glucan (cellulose) synthase in Acetobacter xylinum. The enzymes controlling turnover of c-di-GMP are diguanylate cyclase (DGC), which catalyzes its formation, and phosphodiesterase A (PDEA), which catalyzes its degradation. Following biochemical purification of DGC and PDEA, genes encoding isoforms of these enzymes have been isolated and found to be located on three distinct yet highly homologous operons for cyclic diguanylate, cdg1, cdg2, and cdg3. Within each cdg operon, a pdeA gene lies upstream of a dgc gene. cdg1 contains two additional flanking genes, cdg1a and cdg1d. cdg1a encodes a putative transcriptional activator, similar to AadR of Rhodopseudomonas palustris and FixK proteins of rhizobia. The deduced DGC and PDEA proteins have an identical motif structure of two lengthy domains in their C-terminal regions. These domains are also present in numerous bacterial proteins of undefined function. The N termini of the DGC and PDEA deduced proteins contain putative oxygen-sensing domains, based on similarity to domains on bacterial NifL and FixL proteins, respectively. Genetic disruption analyses demonstrated a physiological hierarchy among the cdg operons, such that cdg1 contributes 80% of cellular DGC and PDEA activities and cdg2 and cdg3 contribute 15 and 5%, respectively. Disruption of dgc genes markedly reduced in vivo cellulose production, demonstrating that c-di-GMP controls this process. PMID:9721278

  2. Three cdg operons control cellular turnover of cyclic di-GMP in Acetobacter xylinum: genetic organization and occurrence of conserved domains in isoenzymes.

    PubMed

    Tal, R; Wong, H C; Calhoon, R; Gelfand, D; Fear, A L; Volman, G; Mayer, R; Ross, P; Amikam, D; Weinhouse, H; Cohen, A; Sapir, S; Ohana, P; Benziman, M

    1998-09-01

    Cyclic di-GMP (c-di-GMP) is the specific nucleotide regulator of beta-1,4-glucan (cellulose) synthase in Acetobacter xylinum. The enzymes controlling turnover of c-di-GMP are diguanylate cyclase (DGC), which catalyzes its formation, and phosphodiesterase A (PDEA), which catalyzes its degradation. Following biochemical purification of DGC and PDEA, genes encoding isoforms of these enzymes have been isolated and found to be located on three distinct yet highly homologous operons for cyclic diguanylate, cdg1, cdg2, and cdg3. Within each cdg operon, a pdeA gene lies upstream of a dgc gene. cdg1 contains two additional flanking genes, cdg1a and cdg1d. cdg1a encodes a putative transcriptional activator, similar to AadR of Rhodopseudomonas palustris and FixK proteins of rhizobia. The deduced DGC and PDEA proteins have an identical motif structure of two lengthy domains in their C-terminal regions. These domains are also present in numerous bacterial proteins of undefined function. The N termini of the DGC and PDEA deduced proteins contain putative oxygen-sensing domains, based on similarity to domains on bacterial NifL and FixL proteins, respectively. Genetic disruption analyses demonstrated a physiological hierarchy among the cdg operons, such that cdg1 contributes 80% of cellular DGC and PDEA activities and cdg2 and cdg3 contribute 15 and 5%, respectively. Disruption of dgc genes markedly reduced in vivo cellulose production, demonstrating that c-di-GMP controls this process.

  3. Phylogenetic Analysis of Shewanella Strains by DNA Relatedness Derived from Whole Genome Microarray DNA-DNA Hybridization and Comparison with Other Methods

    SciTech Connect

    Wu, Liyou; Yi, T. Y.; Van Nostrand, Joy; Zhou, Jizhong

    2010-05-17

    Phylogenetic analyses were done for the Shewanella strains isolated from Baltic Sea (38 strains), US DOE Hanford Uranium bioremediation site [Hanford Reach of the Columbia River (HRCR), 11 strains], Pacific Ocean and Hawaiian sediments (8 strains), and strains from other resources (16 strains) with three out group strains, Rhodopseudomonas palustris, Clostridium cellulolyticum, and Thermoanaerobacter ethanolicus X514, using DNA relatedness derived from WCGA-based DNA-DNA hybridizations, sequence similarities of 16S rRNA gene and gyrB gene, and sequence similarities of 6 loci of Shewanella genome selected from a shared gene list of the Shewanella strains with whole genome sequenced based on the average nucleotide identity of them (ANI). The phylogenetic trees based on 16S rRNA and gyrB gene sequences, and DNA relatedness derived from WCGA hybridizations of the tested Shewanella strains share exactly the same sub-clusters with very few exceptions, in which the strains were basically grouped by species. However, the phylogenetic analysis based on DNA relatedness derived from WCGA hybridizations dramatically increased the differentiation resolution at species and strains level within Shewanella genus. When the tree based on DNA relatedness derived from WCGA hybridizations was compared to the tree based on the combined sequences of the selected functional genes (6 loci), we found that the resolutions of both methods are similar, but the clustering of the tree based on DNA relatedness derived from WMGA hybridizations was clearer. These results indicate that WCGA-based DNA-DNA hybridization is an idea alternative of conventional DNA-DNA hybridization methods and it is superior to the phylogenetics methods based on sequence similarities of single genes. Detailed analysis is being performed for the re-classification of the strains examined.

  4. Characterization of lighted upflow anaerobic sludge blanket (LUASB) method under sulfate-rich conditions.

    PubMed

    Sawayama, S; Tsukahara, K; Yagishita, T; Hanada, S

    2001-01-01

    Growth of phototrophic bacteria was induced from granules in a lighted upflow anaerobic sludge blanket (LUASB) reactor supplied with an organic-acid-based medium containing 141.7 mg S.l(-1) of SO4(2-) under light conditions (100 microE.m(-2).s(-1)). We investigated the population dynamics of phototrophic bacteria in the LUASB reactor and the performance of the LUASB reactor for wastewater treatment and poly-beta-hydroxybutyrate (PHB) production under anaerobic light and sulfate-rich conditions. In vivo absorption spectra and a colony count suggested that populations of Rhodopseudomonas palustris and Blastochloris sulfoviridis in the LUASB reactor supplied with a medium containing 574.4 mg S.l(-1) of SO4(2-) under light conditions were lower than those supplied with a medium containing 1.0 or 141.7 mg S.l(-1) of SO4(2-) under parallel conditions. Removal efficiencies of ammonium and phosphate in the LUASB reactor supplied with the medium containing 141.7 mg S.l(-1) of SO4(2-) under light conditions were higher than those under parallel conditions but without illumination. The difference in the results of runs under light or dark conditions suggested that the ammonium and phosphate ion removal efficiencies were improved by increasing the amount of phototrophic bacterial biomass in the LUASB reactor under sulfate-rich conditions. The average PHB production rates of the bacterial cells recovered from the effluent of the LUASB reactor supplied with a medium containing 141.7, 283.5 or 574.4 mg S.l(-1) of SO4(2-) were 1.0-2.9 mg.l(-1)-reactor.d(-1) and the average PHB content based on the dry bacterial biomass was 1.4-3.6%.

  5. Biochemical and Structural Insights into Enzymatic Depolymerization of Polylactic Acid and Other Polyesters by Microbial Carboxylesterases.

    PubMed

    Hajighasemi, Mahbod; Nocek, Boguslaw P; Tchigvintsev, Anatoli; Brown, Greg; Flick, Robert; Xu, Xiaohui; Cui, Hong; Hai, Tran; Joachimiak, Andrzej; Golyshin, Peter N; Savchenko, Alexei; Edwards, Elizabeth A; Yakunin, Alexander F

    2016-06-13

    Polylactic acid (PLA) is a biodegradable polyester derived from renewable resources, which is a leading candidate for the replacement of traditional petroleum-based polymers. Since the global production of PLA is quickly growing, there is an urgent need for the development of efficient recycling technologies, which will produce lactic acid instead of CO2 as the final product. After screening 90 purified microbial α/β-hydrolases, we identified hydrolytic activity against emulsified PLA in two uncharacterized proteins, ABO2449 from Alcanivorax borkumensis and RPA1511 from Rhodopseudomonas palustris. Both enzymes were also active against emulsified polycaprolactone and other polyesters as well as against soluble α-naphthyl and p-nitrophenyl monoesters. In addition, both ABO2449 and RPA1511 catalyzed complete or extensive hydrolysis of solid PLA with the production of lactic acid monomers, dimers, and larger oligomers as products. The crystal structure of RPA1511 was determined at 2.2 Å resolution and revealed a classical α/β-hydrolase fold with a wide-open active site containing a molecule of polyethylene glycol bound near the catalytic triad Ser114-His270-Asp242. Site-directed mutagenesis of both proteins demonstrated that the catalytic triad residues are important for the hydrolysis of both monoester and polyester substrates. We also identified several residues in RPA1511 (Gln172, Leu212, Met215, Trp218, and Leu220) and ABO2449 (Phe38 and Leu152), which were not essential for activity against soluble monoesters but were found to be critical for the hydrolysis of PLA. Our results indicate that microbial carboxyl esterases can efficiently hydrolyze various polyesters making them attractive biocatalysts for plastics depolymerization and recycling.

  6. Taxis response of various denitrifying bacteria to nitrate and nitrite.

    PubMed

    Lee, Dong Yun; Ramos, Adela; Macomber, Lee; Shapleigh, James P

    2002-05-01

    The taxis response of Rhodobacter sphaeroides 2.4.1 and 2.4.3, Rhodopseudomonas palustris, and Agrobacterium tumefaciens to nitrate and nitrite was evaluated by observing the macroscopic behavior of cells suspended in soft agar and incubated under various conditions. R. sphaeroides 2.4.3, which is capable of both nitrate and nitrite reduction, showed a taxis response to both nitrate and nitrite. R. sphaeroides 2.4.1, which contains nitrate reductase but not nitrite reductase, did not show a taxis response towards either nitrogen oxide. Insertional inactivation of the nitrite reductase structural gene or its transcriptional regulator, NnrR, in strain 2.4.3 caused a loss of a taxis response towards both nitrate and nitrite. An isolate of 2.4.1 carrying a copy of the nitrite reductase gene from 2.4.3 showed a taxis response to both nitrogen oxides. The taxis response of 2.4.3 was observed under anaerobic conditions, suggesting that the taxis response was due to nitrate and nitrite respiration, not to inhibition of oxygen respiration by respiration of nitrogen oxides. Strain 2.4.3 showed a taxis response to nitrate and nitrite under photosynthetic and aerobic conditions. Changing the carbon source in the culture medium caused an unexpected subtle shift in the taxis response of 2.4.3 to nitrite. A taxis response to nitrogen oxides was also observed in R. palustris and A. tumefaciens. R. palustris exhibited a taxis response to nitrite but not to nitrate, while A. tumefaciens exhibited a response to both compounds.

  7. Excitation energy transfer in photosynthetic protein-pigment complexes

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Yeh, Shu-Hao

    Quantum biology is a relatively new research area which investigates the rules that quantum mechanics plays in biology. One of the most intriguing systems in this field is the coherent excitation energy transport (EET) in photosynthesis. In this document I will discuss the theories that are suitable for describing the photosynthetic EET process and the corresponding numerical results on several photosynthetic protein-pigment complexes (PPCs). In some photosynthetic EET processes, because of the electronic coupling between the chromophores within the system is about the same order of magnitude as system-bath coupling (electron-phonon coupling), a non-perturbative method called hierarchy equation of motion (HEOM) is applied to study the EET dynamics. The first part of this thesis includes brief introduction and derivation to the HEOM approach. The second part of this thesis the HEOM method will be applied to investigate the EET process within the B850 ring of the light harvesting complex 2 (LH2) from purple bacteria, Rhodopseudomonas acidophila. The dynamics of the exciton population and coherence will be analyzed under different initial excitation configurations and temperatures. Finally, how HEOM can be implemented to simulate the two-dimensional electronic spectra of photosynthetic PPCs will be discussed. Two-dimensional electronic spectroscopy is a crucial experimental technique to probe EET dynamics in multi-chromophoric systems. The system we are interested in is the 7-chromophore Fenna-Matthews-Olson (FMO) complex from green sulfur bacteria, Prosthecochloris aestuarii. Recent crystallographic studies report the existence of an additional (eighth) chromophore in some of the FMO monomers. By applying HEOM we are able to calculate the two-dimensional electronic spectra of the 7-site and 8-site FMO complexes and investigate the functionality of the eighth chromophore.

  8. [The endotoxins of gram-negative bacteria: their structure and biological role].

    PubMed

    Varbanets, L D

    1994-01-01

    Main attention in the paper is paid to the study of lipid A, a component possessing endotoxic activity. Lipids A containing glucosamine disaccharide (representatives of Enterobacteriaceae family), and variants of lipid A differing from the toxic one either in the structure of carbohydrate core or in the spectrum of fatty acids are considered. They are either phototrophic, nodulating (Bradyrhyzobium species) or soil species (Nitrobacter and Thiobacillus) bacteria. Lipid A from lipopolysaccharides of over 25 species of bacteria (Rhodopseudomonas viridans, R. palustris, Pseudomonas diminuta, Phenylobacterium immobile, Brucella melitensis, B. abortus, Thiobacillus ferrooxidans, etc.) contains 2.3-diamino-2.3-dideoxyglucose (lipid ADAG); glucosaminouronic acid was found in Rhizobium trifolii and galacturonic acid in R. leguminosarum bvs. phaseoli, trifolii and viceae. Mixed lipids (lipid A and lipid ADAG) were found in Campylobacter jejuni. Considerable variations were registered in the nature of fatty acids. Thus, 27-oxy-octacosanoic acid (27-OH-28 : 0) was found in lipid A of the studied species of Rhizobiaceae except for Azorhizobium caulinodans. No correlations between the composition of the carbohydrate core and presence of this acid were established. Implementation of the synthesis of a complete as well as of partial lipid A structures has confirmed authenticity of the described structures. Five different epitopes identified by antibodies are present in the hydrophilic part of lipid A. The structure and biological role of the outer and inner cores are considered separately, main attention being paid to identification of the role of the KDO-containing zone. Since O-specific polysaccharide is the most known lipopolysaccharide component from the viewpoint of the structure and biological activity, this material is given in a general form.

  9. Complete genome sequence of Nitrobacter hamburgensis X14 and comparative genomic analysis of species within the genus Nitrobacter.

    SciTech Connect

    Starkenburg, Shawn R; Larimer, Frank W; Stein, Lisa Y; Klotz, Martin G; Chain, Patrick S. G.; Sayavedra-Soto, LA; Poret-Peterson, Amisha T.; Gentry, ME; Arp, D J; Ward, Bess B.; Bottomley, Peter J

    2008-05-01

    The alphaproteobacterium Nitrobacter hamburgensis X14 is a gram-negative facultative chemolithoautotroph that conserves energy from the oxidation of nitrite to nitrate. Sequencing and analysis of the Nitrobacter hamburgensis X14 genome revealed four replicons comprised of one chromosome (4.4 Mbp) and three plasmids (294, 188, and 121 kbp). Over 20% of the genome is composed of pseudogenes and paralogs. Whole-genome comparisons were conducted between N. hamburgensis and the finished and draft genome sequences of Nitrobacter winogradskyi and Nitrobacter sp. strain Nb-311A, respectively. Most of the plasmid-borne genes were unique to N. hamburgensis and encode a variety of functions (central metabolism, energy conservation, conjugation, and heavy metal resistance), yet approximately 21 kb of a approximately 28-kb "autotrophic" island on the largest plasmid was conserved in the chromosomes of Nitrobacter winogradskyi Nb-255 and Nitrobacter sp. strain Nb-311A. The N. hamburgensis chromosome also harbors many unique genes, including those for heme-copper oxidases, cytochrome b(561), and putative pathways for the catabolism of aromatic, organic, and one-carbon compounds, which help verify and extend its mixotrophic potential. A Nitrobacter "subcore" genome was also constructed by removing homologs found in strains of the closest evolutionary relatives, Bradyrhizobium japonicum and Rhodopseudomonas palustris. Among the Nitrobacter subcore inventory (116 genes), copies of genes or gene clusters for nitrite oxidoreductase (NXR), cytochromes associated with a dissimilatory nitrite reductase (NirK), PII-like regulators, and polysaccharide formation were identified. Many of the subcore genes have diverged significantly from, or have origins outside, the alphaproteobacterial lineage and may indicate some of the unique genetic requirements for nitrite oxidation in Nitrobacter.

  10. Genetic Diversity of Benzoyl Coenzyme A Reductase Genes Detected in Denitrifying Isolates and Estuarine Sediment Communities

    PubMed Central

    Song, Bongkeun; Ward, Bess B.

    2005-01-01

    Benzoyl coenzyme A (benzoyl-CoA) reductase is a central enzyme in the anaerobic degradation of organic carbon, which utilizes a common intermediate (benzoyl-CoA) in the metabolism of many aromatic compounds. The diversity of benzoyl-CoA reductase genes in denitrifying bacterial isolates capable of degrading aromatic compounds and in river and estuarine sediment samples from the Arthur Kill in New Jersey and the Chesapeake Bay in Maryland was investigated. Degenerate primers were developed from the known benzoyl-CoA reductase genes from Thauera aromatica, Rhodopseudomonas palustris, and Azoarcus evansii. PCR amplification detected benzoyl-CoA reductase genes in the denitrifying isolates belonging to α-, β-, or γ-Proteobacteria as well as in the sediment samples. Phylogenetic analysis, sequence similarity comparison, and conserved indel determination grouped the new sequences into either the bcr type (found in T. aromatica and R. palustris) or the bzd type (found in A. evansii). All the Thauera strains and the isolates from the genera Acidovorax, Bradyrhizobium, Paracoccus, Ensifer, and Pseudomonas had bcr-type benzoyl-CoA reductases with amino acid sequence similarities of more than 97%. The genes detected from Azarocus strains were assigned to the bzd type. A total of 50 environmental clones were detected from denitrifying consortium and sediment samples, and 28 clones were assigned to either the bcr or the bzd type of benzoyl-CoA reductase genes. Thus, we could determine the genetic capabilities for anaerobic degradation of aromatic compounds in sediment communities of the Chesapeake Bay and the Arthur Kill on the basis of the detection of two types of benzoyl-CoA reductase genes. The detected genes have future applications as genetic markers to monitor aromatic compound degradation in natural and engineered ecosystems. PMID:15812036

  11. Complete Genome Sequence of Nitrobacter hamburgensis X14 and Comparative Genomic Analysis of Species within the Genus Nitrobacter▿ †

    PubMed Central

    Starkenburg, Shawn R.; Larimer, Frank W.; Stein, Lisa Y.; Klotz, Martin G.; Chain, Patrick S. G.; Sayavedra-Soto, Luis A.; Poret-Peterson, Amisha T.; Gentry, Mira E.; Arp, Daniel J.; Ward, Bess; Bottomley, Peter J.

    2008-01-01

    The alphaproteobacterium Nitrobacter hamburgensis X14 is a gram-negative facultative chemolithoautotroph that conserves energy from the oxidation of nitrite to nitrate. Sequencing and analysis of the Nitrobacter hamburgensis X14 genome revealed four replicons comprised of one chromosome (4.4 Mbp) and three plasmids (294, 188, and 121 kbp). Over 20% of the genome is composed of pseudogenes and paralogs. Whole-genome comparisons were conducted between N. hamburgensis and the finished and draft genome sequences of Nitrobacter winogradskyi and Nitrobacter sp. strain Nb-311A, respectively. Most of the plasmid-borne genes were unique to N. hamburgensis and encode a variety of functions (central metabolism, energy conservation, conjugation, and heavy metal resistance), yet ∼21 kb of a ∼28-kb “autotrophic” island on the largest plasmid was conserved in the chromosomes of Nitrobacter winogradskyi Nb-255 and Nitrobacter sp. strain Nb-311A. The N. hamburgensis chromosome also harbors many unique genes, including those for heme-copper oxidases, cytochrome b561, and putative pathways for the catabolism of aromatic, organic, and one-carbon compounds, which help verify and extend its mixotrophic potential. A Nitrobacter “subcore” genome was also constructed by removing homologs found in strains of the closest evolutionary relatives, Bradyrhizobium japonicum and Rhodopseudomonas palustris. Among the Nitrobacter subcore inventory (116 genes), copies of genes or gene clusters for nitrite oxidoreductase (NXR), cytochromes associated with a dissimilatory nitrite reductase (NirK), PII-like regulators, and polysaccharide formation were identified. Many of the subcore genes have diverged significantly from, or have origins outside, the alphaproteobacterial lineage and may indicate some of the unique genetic requirements for nitrite oxidation in Nitrobacter. PMID:18326675

  12. Effect of treatment with probiotics as water additives on tilapia (Oreochromis niloticus) growth performance and immune response.

    PubMed

    Zhou, Xuxia; Tian, Ziqiang; Wang, Yanbo; Li, Weifen

    2010-09-01

    A feeding trial was conducted for 40 days to delineate the effect of treatment with probiotics as water additives on tilapia (Oreochromis niloticus) growth performance and immune response. About 360 juveniles were randomly distributed into four treatment groups, each with three replicates. Different probiotics (T-1, Bacillus subtilis B10; T-2, Bacillus coagulans B16; T-3, Rhodopseudomonas palustris G06) were added to the water of tanks at final concentration of 1 x 10(7) cfu ml(-1) every 2 days, with no probiotic added to control tanks. At the end of the feeding trial, fish treated with B. coagulans B16 (T-2) and R. palustris G06 (T-3) had significantly (P < 0.05) higher final weight, daily weight gain, and specific growth rate compared with those treated with B. subtilis B10 (T-1) and those without probiotics (control). The highest (P < 0.05) content of total serum protein was found in T-2 compared with that in T-1, T-3, and the control. However, albumin concentration and albumin/globulin ratio were not affected by the probiotics treatments. Compared with the control, probiotic supplementation remarkably improved activities of superoxide dismutase and catalase (P < 0.05). T-2 fish exhibited higher average myeloperoxidase activity than the control, T-1, and T-3 groups. Regarding serum lysozyme content in tilapia, assays showed no difference (P > 0.05) among the treatment groups. Furthermore, probiotics treatments remarkably increased respiratory burst activity compared with control, with T-2 showing higher values than T-1 and T-3. This indicated that treatment with probiotics, B. coagulans B16 and R. palustris G06, as water additives could be used to enhance immune and health status, thereby improving growth performance of O. niloticus.

  13. Quantitative hopanoid analysis enables robust pattern detection and comparison between laboratories.

    PubMed

    Wu, C-H; Kong, L; Bialecka-Fornal, M; Park, S; Thompson, A L; Kulkarni, G; Conway, S J; Newman, D K

    2015-07-01

    Hopanoids are steroid-like lipids from the isoprenoid family that are produced primarily by bacteria. Hopanes, molecular fossils of hopanoids, offer the potential to provide insight into environmental transitions on the early Earth, if their sources and biological functions can be constrained. Semiquantitative methods for mass spectrometric analysis of hopanoids from cultures and environmental samples have been developed in the last two decades. However, the structural diversity of hopanoids, and possible variability in their ionization efficiencies on different instruments, have thus far precluded robust quantification and hindered comparison of results between laboratories. These ionization inconsistencies give rise to the need to calibrate individual instruments with purified hopanoids to reliably quantify hopanoids. Here, we present new approaches to obtain both purified and synthetic quantification standards. We optimized 2-methylhopanoid production in Rhodopseudomonas palustris TIE-1 and purified 2Me-diplopterol, 2Me-bacteriohopanetetrol (2Me-BHT), and their unmethylated species (diplopterol and BHT). We found that 2-methylation decreases the signal intensity of diplopterol between 2 and 34% depending on the instrument used to detect it, but decreases the BHT signal less than 5%. In addition, 2Me-diplopterol produces 10× higher ion counts than equivalent quantities of 2Me-BHT. Similar deviations were also observed using a flame ionization detector for signal quantification in GC. In LC-MS, however, 2Me-BHT produces 11× higher ion counts than 2Me-diplopterol but only 1.2× higher ion counts than the sterol standard pregnane acetate. To further improve quantification, we synthesized tetradeuterated (D4) diplopterol, a precursor for a variety of hopanoids. LC-MS analysis on a mixture of (D4)-diplopterol and phospholipids showed that under the influence of co-eluted phospholipids, the D4-diplopterol internal standard quantifies diplopterol more accurately than

  14. On the Significance of Bacterial triterpenic Biomarkers in Sediments

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Rohmer, M.

    2004-12-01

    Triterpenic biomarkers are ubiquitous in the organic matter of sediments. Bacterial contribution is essential for several series. Despite the numerous investigations performed over the last decades, little is known about the distribution of triterpenoids in Eubacteria. An updated survey of triterpene distribution in Eubacteria points out a much broader diversity of the structures than expected ten years ago. Hopanoids characterized by their C35 skeleton resulting from a carbon/carbon linkage between the triterpene hopane skeleton and a D-ribose derivative are the most frequent ones. Their distribution cannot be readily interpreted and may result from lateral gene transfer. Many groups, such as strict anaerobes, are underrepresented in the screenings, mainly because of the complex techniques required for their growth. Most of the bacterial hopanoids belong to the (17α H,21β H) series, corresponding to the stereochemistry of hopanoid biomarkers from non-mature sediments. (17β H,21α H)- and especially (17α ,21β H)-hopanoids are derived from the former series via diagenesis and maturation of the organic matter. Both series were, however, recently found in widespread soil bacteria (Frankia spp., Geodermatophilus spp.) questioning at least partially their significance as maturation indicators. Quasi-hopanoids with the gammacerane skeleton were first found in ciliate protozoa. They are also present in high concentrations in the phylogenetically related bacteria Rhodopseudomonas palustris and all Bradyrhizobium spp. In all closely investigated hopanoid producing bacteria, a complex mixture of triterpene hydrocarbons accompanied in small amounts hop-22(29)-ene. They include pentacyclic triterpenes (rearranged hopenes, fernenes) as well as tetracyclic triterpenes (dammaradienes, euphadienes) and result from a lack of strict control of the cyclization process by the squalene/hopene cyclase. Triterpenoids related to sterol biosynthesis (lanosterol, cycloartenol) have

  15. Engineered Deinococcus radiodurans R1 with NiCoT genes for bioremoval of trace cobalt from spent decontamination solutions of nuclear power reactors.

    PubMed

    Gogada, Raghu; Singh, Surya Satyanarayana; Lunavat, Shanti Kumari; Pamarthi, Maruthi Mohan; Rodrigue, Agnes; Vadivelu, Balaji; Phanithi, Prakash-Babu; Gopala, Venkateswaran; Apte, Shree Kumar

    2015-11-01

    The aim of the present work was to engineer bacteria for the removal of Co in contaminated effluents. Radioactive cobalt ((60)Co) is known as a major contributor for person-sievert budgetary because of its long half-life and high γ-energy values. Some bacterial Ni/Co transporter (NiCoT) genes were described to have preferential uptake for cobalt. In this study, the NiCoT genes nxiA and nvoA from Rhodopseudomonas palustris CGA009 (RP) and Novosphingobium aromaticivorans F-199 (NA), respectively, were cloned under the control of the groESL promoter. These genes were expressed in Deinococcus radiodurans in reason of its high resistance to radiation as compared to other bacterial strains. Using qualitative real time-PCR, we showed that the expression of NiCoT-RP and NiCoT-NA is induced by cobalt and nickel. The functional expression of these genes in bioengineered D. radiodurans R1 strains resulted in >60 % removal of (60)Co (≥5.1 nM) within 90 min from simulated spent decontamination solution containing 8.5 nM of Co, even in the presence of >10 mM of Fe, Cr, and Ni. D. radiodurans R1 (DR-RP and DR-NA) showed superior survival to recombinant E. coli (ARY023) expressing NiCoT-RP and NA and efficiency in Co remediation up to 6.4 kGy. Thus, the present study reports a remarkable reduction in biomass requirements (2 kg) compared to previous studies using wild-type bacteria (50 kg) or ion-exchanger resins (8000 kg) for treatment of ~10(5)-l spent decontamination solutions (SDS).

  16. Bioremediation of trace cobalt from simulated spent decontamination solutions of nuclear power reactors using E. coli expressing NiCoT genes.

    PubMed

    Raghu, G; Balaji, V; Venkateswaran, G; Rodrigue, A; Maruthi Mohan, P

    2008-12-01

    Removal of radioactive cobalt at trace levels (approximately nM) in the presence of large excess (10(6)-fold) of corrosion product ions of complexed Fe, Cr, and Ni in spent chemical decontamination formulations (simulated effluent) of nuclear reactors is currently done by using synthetic organic ion exchangers. A large volume of solid waste is generated due to the nonspecific nature of ion sorption. Our earlier work using various fungi and bacteria, with the aim of nuclear waste volume reduction, realized up to 30% of Co removal with specific capacities calculated up to 1 microg/g in 6-24 h. In the present study using engineered Escherichia coli expressing NiCoT genes from Rhodopseudomonas palustris CGA009 (RP) and Novosphingobium aromaticivorans F-199 (NA), we report a significant increase in the specific capacity for Co removal (12 microg/g) in 1-h exposure to simulated effluent. About 85% of Co removal was achieved in a two-cycle treatment with the cloned bacteria. Expression of NiCoT genes in the E. coli knockout mutant of NiCoT efflux gene (rcnA) was more efficient as compared to expression in wild-type E. coli MC4100, JM109 and BL21 (DE3) hosts. The viability of the E. coli strains in the formulation as well as at different doses of gamma rays exposure and the effect of gamma dose on their cobalt removal capacity are determined. The potential application scheme of the above process of bioremediation of cobalt from nuclear power reactor chemical decontamination effluents is discussed.

  17. Metaproteomic Identification of Diazotrophic Methanotrophs and Their Localization in Root Tissues of Field-Grown Rice Plants

    PubMed Central

    Bao, Zhihua; Okubo, Takashi; Kubota, Kengo; Kasahara, Yasuhiro; Tsurumaru, Hirohito; Anda, Mizue; Ikeda, Seishi

    2014-01-01

    In a previous study by our group, CH4 oxidation and N2 fixation were simultaneously activated in the roots of wild-type rice plants in a paddy field with no N input; both processes are likely controlled by a rice gene for microbial symbiosis. The present study examined which microorganisms in rice roots were responsible for CH4 oxidation and N2 fixation under the field conditions. Metaproteomic analysis of root-associated bacteria from field-grown rice (Oryza sativa Nipponbare) revealed that nitrogenase complex-containing nitrogenase reductase (NifH) and the alpha subunit (NifD) and beta subunit (NifK) of dinitrogenase were mainly derived from type II methanotrophic bacteria of the family Methylocystaceae, including Methylosinus spp. Minor nitrogenase proteins such as Methylocella, Bradyrhizobium, Rhodopseudomonas, and Anaeromyxobacter were also detected. Methane monooxygenase proteins (PmoCBA and MmoXYZCBG) were detected in the same bacterial group of the Methylocystaceae. Because these results indicated that Methylocystaceae members mediate both CH4 oxidation and N2 fixation, we examined their localization in rice tissues by using catalyzed reporter deposition-fluorescence in situ hybridization (CARD-FISH). The methanotrophs were localized around the epidermal cells and vascular cylinder in the root tissues of the field-grown rice plants. Our metaproteomics and CARD-FISH results suggest that CH4 oxidation and N2 fixation are performed mainly by type II methanotrophs of the Methylocystaceae, including Methylosinus spp., inhabiting the vascular bundles and epidermal cells of rice roots. PMID:24928870

  18. Genome-scale analysis of anaerobic benzoate and phenol metabolism in the hyperthermophilic archaeon Ferroglobus placidus

    PubMed Central

    Holmes, Dawn E; Risso, Carla; Smith, Jessica A; Lovley, Derek R

    2012-01-01

    Insight into the mechanisms for the anaerobic metabolism of aromatic compounds by the hyperthermophilic archaeon Ferroglobus placidus is expected to improve understanding of the degradation of aromatics in hot (>80° C) environments and to identify enzymes that might have biotechnological applications. Analysis of the F. placidus genome revealed genes predicted to encode enzymes homologous to those previously identified as having a role in benzoate and phenol metabolism in mesophilic bacteria. Surprisingly, F. placidus lacks genes for an ATP-independent class II benzoyl-CoA (coenzyme A) reductase (BCR) found in all strictly anaerobic bacteria, but has instead genes coding for a bzd-type ATP-consuming class I BCR, similar to those found in facultative bacteria. The lower portion of the benzoate degradation pathway appears to be more similar to that found in the phototroph Rhodopseudomonas palustris, than the pathway reported for all heterotrophic anaerobic benzoate degraders. Many of the genes predicted to be involved in benzoate metabolism were found in one of two gene clusters. Genes for phenol carboxylation proceeding through a phenylphosphate intermediate were identified in a single gene cluster. Analysis of transcript abundance with a whole-genome microarray and quantitative reverse transcriptase polymerase chain reaction demonstrated that most of the genes predicted to be involved in benzoate or phenol metabolism had higher transcript abundance during growth on those substrates vs growth on acetate. These results suggest that the general strategies for benzoate and phenol metabolism are highly conserved between microorganisms living in moderate and hot environments, and that anaerobic metabolism of aromatic compounds might be analyzed in a wide range of environments with similar molecular targets. PMID:21776029

  19. 2-hydroxyglutaryl-CoA dehydratase from Clostridium symbiosum.

    PubMed

    Hans, M; Sievers, J; Müller, U; Bill, E; Vorholt, J A; Linder, D; Buckel, W

    1999-10-01

    Component D (HgdAB) of 2-hydroxyglutaryl-CoA dehydratase from Clostridium symbiosum was purified to homogeneity. It is able to use component A from Acidaminococcus fermentans (HgdC) to initiate catalysis together with ATP, Mg2+ and a strong reducing agent such as Ti(III)citrate. Component D from C. symbiosum has a 6 x higher specific activity compared with that from A. fermentans and contains a second [4Fe-4S] cluster but the same amount of riboflavin 5'-phosphate (1.0 per heterodimeric enzyme, m = 100 kDa). Mössbauer spectroscopy revealed symmetric cube-type structures of the two [4Fe-4S]2+ clusters. EPR spectroscopy showed the resistance of the clusters to reducing agents, but detected a sharp signal at g = 2. 004 probably due to a stabilized flavin semiquinone. Three genes from C. symbiosum coding for components D (hgdA and hgdB) and A (hgdC) were cloned and sequenced. Primer extension experiments indicated that the genes are transcribed in the order hgdCAB from an operon only half the size of that from A. fermentans. Sequence comparisons detected a close relationship to the dehydratase system from A. fermentans and HgdA from Fusobacterium nucleatum, as well as to putative proteins of unknown function from Archaeoglobus fulgidus. Lower, but significant, identities were found with putative enzymes from several methanogenic Archaea and Escherichia coli, as well as with the mechanistically related benzoyl-CoA reductases from the Proteobacteria Rhodopseudomonas palustris and Thauera aromatica.

  20. The origin of the split B800 absorption peak in the LH2 complexes from Allochromatium vinosum.

    PubMed

    Löhner, Alexander; Carey, Anne-Marie; Hacking, Kirsty; Picken, Nichola; Kelly, Sharon; Cogdell, Richard; Köhler, Jürgen

    2015-01-01

    The absorption spectrum of the high-light peripheral light-harvesting (LH) complex from the photosynthetic purple bacterium Allochromatium vinosum features two strong absorptions around 800 and 850 nm. For the LH2 complexes from the species Rhodopseudomonas acidophila and Rhodospirillum molischianum, where high-resolution X-ray structures are available, similar bands have been observed and were assigned to two pigment pools of BChl a molecules that are arranged in two concentric rings (B800 and B850) with nine (acidophila) or eight (molischianum) repeat units, respectively. However, for the high-light peripheral LH complex from Alc. vinosum, the intruiging feature is that the B800 band is split into two components. We have studied this pigment-protein complex by ensemble CD spectroscopy and polarisation-resolved single-molecule spectroscopy. Assuming that the high-light peripheral LH complex in Alc. vinosum is constructed on the same modular principle as described for LH2 from Rps. acidophila and Rsp. molischianum, we used those repeat units as a starting point for simulating the spectra. We find the best agreement between simulation and experiment for a ring-like oligomer of 12 repeat units, where the mutual arrangement of the B800 and B850 rings resembles those from Rsp. molischianum. The splitting of the B800 band can be reproduced if both an excitonic coupling between dimers of B800 molecules and their interaction with the B850 manifold are taken into account. Such dimers predict an interesting apoprotein organisation as discussed below.

  1. Redirection of metabolism for hydrogen production

    SciTech Connect

    Harwood, Caroline S.

    2011-11-28

    This project is to develop and apply techniques in metabolic engineering to improve the biocatalytic potential of the bacterium Rhodopseudomonas palustris for nitrogenase-catalyzed hydrogen gas production. R. palustris, is an ideal platform to develop as a biocatalyst for hydrogen gas production because it is an extremely versatile microbe that produces copious amounts of hydrogen by drawing on abundant natural resources of sunlight and biomass. Anoxygenic photosynthetic bacteria, such as R. palustris, generate hydrogen and ammonia during a process known as biological nitrogen fixation. This reaction is catalyzed by the enzyme nitrogenase and normally consumes nitrogen gas, ATP and electrons. The applied use of nitrogenase for hydrogen production is attractive because hydrogen is an obligatory product of this enzyme and is formed as the only product when nitrogen gas is not supplied. Our challenge is to understand the systems biology of R. palustris sufficiently well to be able to engineer cells to produce hydrogen continuously, as fast as possible and with as high a conversion efficiency as possible of light and electron donating substrates. For many experiments we started with a strain of R. palustris that produces hydrogen constitutively under all growth conditions. We then identified metabolic pathways and enzymes important for removal of electrons from electron-donating organic compounds and for their delivery to nitrogenase in whole R. palustris cells. For this we developed and applied improved techniques in 13C metabolic flux analysis. We identified reactions that are important for generating electrons for nitrogenase and that are yield-limiting for hydrogen production. We then increased hydrogen production by blocking alternative electron-utilizing metabolic pathways by mutagenesis. In addition we found that use of non-growing cells as biocatalysts for hydrogen gas production is an attractive option, because cells divert all resources away from growth and

  2. Ultrasonic waste activated sludge disintegration for recovering multiple nutrients for biofuel production.

    PubMed

    Xie, Guo-Jun; Liu, Bing-Feng; Wang, Qilin; Ding, Jie; Ren, Nan-Qi

    2016-04-15

    Waste activated sludge is a valuable resource containing multiple nutrients, but is currently treated and disposed of as an important source of pollution. In this work, waste activated sludge after ultrasound pretreatment was reused as multiple nutrients for biofuel production. The nutrients trapped in sludge floc were transferred into liquid medium by ultrasonic disintegration during first 30 min, while further increase of pretreatment time only resulted in slight increase of nutrients release. Hydrogen production by Ethanoligenens harbinense B49 from glucose significantly increased with the concentration of ultrasonic sludge, and reached maximum yield of 1.97 mol H2/mol glucose at sludge concentration of 7.75 g volatile suspended solids/l. Without addition of any other chemicals, waste molasses rich in carbohydrate was efficiently turned into hydrogen with yield of 189.34 ml H2/g total sugar by E. harbinense B49 using ultrasonic sludge as nutrients. The results also showed that hydrogen production using pretreated sludge as multiple nutrients was higher than those using standard nutrients. Acetic acid produced by E. harbinense B49 together with the residual nutrients in the liquid medium were further converted into hydrogen (271.36 ml H2/g total sugar) by Rhodopseudomonas faecalis RLD-53 through photo fermentation, while ethanol was the sole end product with yield of 220.26 mg/g total sugar. Thus, pretreated sludge was an efficient nutrients source for biofuel production, which could replace the standard nutrients. This research provided a novel strategy to achieve environmental friendly sludge disposal and simultaneous efficient biofuel recovery from organic waste.

  3. Nonphotochemical Hole-Burning Studies of Energy Transfer Dynamics in Antenna Complexes of Photosynthetic Bacteria

    SciTech Connect

    Matsuzaki, Satoshi

    2001-01-01

    This thesis contains the candidate's original work on excitonic structure and energy transfer dynamics of two bacterial antenna complexes as studied using spectral hole-burning spectroscopy. The general introduction is divided into two chapters (1 and 2). Chapter 1 provides background material on photosynthesis and bacterial antenna complexes with emphasis on the two bacterial antenna systems related to the thesis research. Chapter 2 reviews the underlying principles and mechanism of persistent nonphotochemical hole-burning (NPHB) spectroscopy. Relevant energy transfer theories are also discussed. Chapters 3 and 4 are papers by the candidate that have been published. Chapter 3 describes the application of NPHB spectroscopy to the Fenna-Matthews-Olson (FMO) complex from the green sulfur bacterium Prosthecochloris aestuarii; emphasis is on determination of the low energy vibrational structure that is important for understanding the energy transfer process associated within three lowest energy Qy-states of the complex. The results are compared with those obtained earlier on the FMO complex from Chlorobium tepidum. In Chapter 4, the energy transfer dynamics of the B800 molecules of intact LH2 and B800-deficient LH2 complexes of the purple bacterium Rhodopseudomonas acidophila are compared. New insights on the additional decay channel of the B800 ring of bacteriochlorophylla (BChla) molecules are provided. General conclusions are given in Chapter 5. A version of the hole spectrum simulation program written by the candidate for the FMO complex study (Chapter 3) is included as an appendix. The references for each chapter are given at the end of each chapter.

  4. Quantitative hopanoid analysis enables robust pattern detection and comparison between laboratories

    PubMed Central

    Wu, C-H; Kong, L; Bialecka-Fornal, M; Park, S; Thompson, A L; Kulkarni, G; Conway, S J; Newman, D K

    2015-01-01

    Hopanoids are steroid-like lipids from the isoprenoid family that are produced primarily by bacteria. Hopanes, molecular fossils of hopanoids, offer the potential to provide insight into environmental transitions on the early Earth, if their sources and biological functions can be constrained. Semiquantitative methods for mass spectrometric analysis of hopanoids from cultures and environmental samples have been developed in the last two decades. However, the structural diversity of hopanoids, and possible variability in their ionization efficiencies on different instruments, have thus far precluded robust quantification and hindered comparison of results between laboratories. These ionization inconsistencies give rise to the need to calibrate individual instruments with purified hopanoids to reliably quantify hopanoids. Here, we present new approaches to obtain both purified and synthetic quantification standards. We optimized 2-methylhopanoid production in Rhodopseudomonas palustris TIE-1 and purified 2Me-diplopterol, 2Me-bacteriohopanetetrol (2Me-BHT), and their unmethylated species (diplopterol and BHT). We found that 2-methylation decreases the signal intensity of diplopterol between 2 and 34% depending on the instrument used to detect it, but decreases the BHT signal less than 5%. In addition, 2Me-diplopterol produces 10× higher ion counts than equivalent quantities of 2Me-BHT. Similar deviations were also observed using a flame ionization detector for signal quantification in GC. In LC-MS, however, 2Me-BHT produces 11× higher ion counts than 2Me-diplopterol but only 1.2× higher ion counts than the sterol standard pregnane acetate. To further improve quantification, we synthesized tetradeuterated (D4) diplopterol, a precursor for a variety of hopanoids. LC-MS analysis on a mixture of (D4)-diplopterol and phospholipids showed that under the influence of co-eluted phospholipids, the D4-diplopterol internal standard quantifies diplopterol more accurately than

  5. Iron and copper act synergistically to delay anaerobic growth of bacteria.

    PubMed

    Bird, Lina J; Coleman, Maureen L; Newman, Dianne K

    2013-06-01

    Transition metals are known to cause toxic effects through their interaction with oxygen, but toxicity under anoxic conditions is poorly understood. Here we investigated the effects of iron (Fe) and copper (Cu) on the anaerobic growth and gene expression of the purple phototrophic bacterium Rhodopseudomonas palustris TIE-1. We found that Fe(II) and Cu(II) act synergistically to delay anaerobic growth at environmentally relevant metal concentrations. Cu(I) and Cu(II) had similar effects both alone and in the presence of ascorbate, a Cu(II) reductant, indicating that reduction of Cu(II) to Cu(I) by Fe(II) is not sufficient to explain the growth inhibition. Addition of Cu(II) increased the toxicity of Co(II) and Ni(II); in contrast, Ni(II) toxicity was diminished in the presence of Fe(II). The synergistic anaerobic toxicity of Fe(II) and Cu(II) was also observed for Escherichia coli MG1655, Shewanella oneidensis MR-1, and Rhodobacter capsulatus SB1003. Gene expression analyses for R. palustris identified three regulatory genes that respond to Cu(II) and not to Fe(II): homologs of cueR and cusR, two known proteobacterial copper homeostasis regulators, and csoR, a copper regulator recently identified in Mycobacterium tuberculosis. Two P-type ATPase efflux pumps, along with an F(o)F(1) ATP synthase, were also upregulated by Cu(II) but not by Fe(II). An Escherichia coli mutant deficient in copA, cus, and cueO showed a smaller synergistic effect, indicating that iron might interfere with one or more of the copper homeostasis systems. Our results suggest that interactive effects of transition metals on microbial physiology may be widespread under anoxic conditions, although the molecular mechanisms remain to be more fully elucidated.

  6. Prediction of transmembrane helices from hydrophobic characteristics of proteins.

    PubMed

    Ponnuswamy, P K; Gromiha, M M

    1993-10-01

    Membrane proteins, requiring to be embedded into the lipid bilayers, have evolved to have amino acid sequences that will fold with a hydrophobic surface in contact with the alkane chains of the lipids and polar surface in contact with the aqueous phases on both sides of the membrane and the polar head groups of the lipids. It is generally assumed that the characteristics of the aqueous parts of the membrane proteins are similar to those of normal globular proteins, and the embedded parts are highly hydrophobic. In our earlier works, we introduced the concept of 'surrounding hydrophobicity' and developed a hydrophobicity scale for the 20 amino acid residues, and applied it successfully to the study of the family of globular proteins. In this work we use the concept of surrounding hydrophobicity to indicate quantitatively how the aqueous parts of membrane proteins compare with the normal globular proteins, and how rich the embedded parts are in their hydrophobic activity. We then develop a surrounding hydrophobicity scale applicable to membrane proteins, by mixing judicially the surrounding hydrophobicities observed in the crystals of the membrane protein, photosynthetic reaction center from the bacterium Rhodopseudomonas viridis, porin from Rhodobacter capsulatus and a set of 64 globular proteins. A predictive scheme based on this scale predicts from amino acid sequence, transmembrane segments in PRC and randomly selected 26 membrane proteins to 80% level of accuracy. This is a much higher predictive power when compared to the existing popular methods. A new procedure to measure the amphipathicity of sequence segments is proposed, and it is used to characterize the transmembrane parts of the sample membrane proteins.

  7. Responses of microbial community functional structures to pilot-scale uranium in situ bioremediation

    SciTech Connect

    Xu, M.; Wu, W.-M.; Wu, L.; He, Z.; Van Nostrand, J.D.; Deng, Y.; Luo, J.; Carley, J.; Ginder-Vogel, M.; Gentry, T.J.; Gu, B.; Watson, D.; Jardine, P.M.; Marsh, T.L.; Tiedje, J.M.; Hazen, T.C.; Criddle, C.S.; Zhou, J.

    2010-02-15

    A pilot-scale field test system with an inner loop nested within an outer loop was constructed for in situ U(VI) bioremediation at a US Department of Energy site, Oak Ridge, TN. The outer loop was used for hydrological protection of the inner loop where ethanol was injected for biostimulation of microorganisms for U(VI) reduction/immobilization. After 2 years of biostimulation with ethanol, U(VI) levels were reduced to below drinking water standard (<30 {micro}gl{sup -1}) in the inner loop monitoring wells. To elucidate the microbial community structure and functions under in situ uranium bioremediation conditions, we used a comprehensive functional gene array (GeoChip) to examine the microbial functional gene composition of the sediment samples collected from both inner and outer loop wells. Our study results showed that distinct microbial communities were established in the inner loop wells. Also, higher microbial functional gene number, diversity and abundance were observed in the inner loop wells than the outer loop wells. In addition, metal-reducing bacteria, such as Desulfovibrio, Geobacter, Anaeromyxobacter and Shewanella, and other bacteria, for example, Rhodopseudomonas and Pseudomonas, are highly abundant in the inner loop wells. Finally, the richness and abundance of microbial functional genes were highly correlated with the mean travel time of groundwater from the inner loop injection well, pH and sulfate concentration in groundwater. These results suggest that the indigenous microbial communities can be successfully stimulated for U bioremediation in the groundwater ecosystem, and their structure and performance can be manipulated or optimized by adjusting geochemical and hydrological conditions.

  8. Relevance of the photosynthetic reaction center from purple bacteria to the structure of photosystem II

    SciTech Connect

    Michel, H.; Deisenhofer, J.

    1988-01-12

    Photosynthetic organisms are able to oxidize organic or inorganic compounds upon the absorption of light, and they use the extracted electron for the fixation of carbon dioxide. The most important oxidation product is oxygen due to the splitting of water. In eukaryotes these processes occur in photosystem II of chloroplasts. Among prokaryotes photosynthetic oxygen evolution is restricted to cyanobacteria and prochloron-type organisms. How water is split in the oxygen-evolving complex of photosystem II belongs to the most important question to be answered. The primary charge separation occurs in the reaction center of photosystem II. This reaction center is a complex consisting of peripheral and integral membrane proteins, several chlorophyll A molecules, two pheophytin A molecules, two and three plastoquinone molecules, and one non-heme iron atom. The location of the photosystem II reaction center is still a matter of debate. Nakatani et al. (l984) concluded from fluorescence measurements that a protein of apparent molecular weight 47,000 (CP47) is the apoprotein of the photosystem II reaction center. A different view emerged from work with the photosynthetic reaction centers from the purple bacteria. The amino acid sequence of the M subunit of the reaction center from Phodopseudomonas (Rps.) sphaeroides has sequence homologies with the D1 protein from spinach. A substantial amount of structural information can be obtained with the reaction center from Rhodopseudomonas viridis, which can be crystallized. Here the authors discuss the structure of the photosynthetic reaction center from the purple bacterium Rps. viridis and describe the role of those amino acids that are conserved between the bacterial and photosystem II reaction center.

  9. Taxis Response of Various Denitrifying Bacteria to Nitrate and Nitrite

    PubMed Central

    Lee, Dong Yun; Ramos, Adela; Macomber, Lee; Shapleigh, James P.

    2002-01-01

    The taxis response of Rhodobacter sphaeroides 2.4.1 and 2.4.3, Rhodopseudomonas palustris, and Agrobacterium tumefaciens to nitrate and nitrite was evaluated by observing the macroscopic behavior of cells suspended in soft agar and incubated under various conditions. R. sphaeroides 2.4.3, which is capable of both nitrate and nitrite reduction, showed a taxis response to both nitrate and nitrite. R. sphaeroides 2.4.1, which contains nitrate reductase but not nitrite reductase, did not show a taxis response towards either nitrogen oxide. Insertional inactivation of the nitrite reductase structural gene or its transcriptional regulator, NnrR, in strain 2.4.3 caused a loss of a taxis response towards both nitrate and nitrite. An isolate of 2.4.1 carrying a copy of the nitrite reductase gene from 2.4.3 showed a taxis response to both nitrogen oxides. The taxis response of 2.4.3 was observed under anaerobic conditions, suggesting that the taxis response was due to nitrate and nitrite respiration, not to inhibition of oxygen respiration by respiration of nitrogen oxides. Strain 2.4.3 showed a taxis response to nitrate and nitrite under photosynthetic and aerobic conditions. Changing the carbon source in the culture medium caused an unexpected subtle shift in the taxis response of 2.4.3 to nitrite. A taxis response to nitrogen oxides was also observed in R. palustris and A. tumefaciens. R. palustris exhibited a taxis response to nitrite but not to nitrate, while A. tumefaciens exhibited a response to both compounds. PMID:11976082

  10. Denitrifier Community in the Oxygen Minimum Zone of a Subtropical Deep Reservoir

    PubMed Central

    Yu, Zheng; Yang, Jun; Liu, Lemian

    2014-01-01

    Denitrification is an important pathway for nitrogen removal from aquatic systems and this could benefit water quality. However, little is known about the denitrifier community composition and key steps of denitrification in the freshwater environments, and whether different bacteria have a role in multiple processes of denitrification reduction. In this study, quantitative PCR, quantitative RT-PCR, clone library and 454 pyrosequencing were used together to investigate the bacterial and denitrifier community in a subtropical deep reservoir during the strongly stratified period. Our results indicated that the narG gene recorded the highest abundance among the denitrifying genes (2.76×109 copies L−1 for DNA and 4.19×108 copies L−1 for RNA), and the lowest value was nosZ gene (7.56×105 copies L−1 for DNA and undetected for RNA). The RNA: DNA ratios indicated that narG gene was the most active denitrifying gene in the oxygen minimum zone of Dongzhen Reservoir. Further, α-, β- and γ- Proteobacteria were the overwhelmingly dominant classes of denitrifier communities. Each functional gene had its own dominant groups which were different at the genus level: the narG gene was dominated by Albidiferax, while nirS gene was dominated by Dechloromonas. The main OTU of nirK gene was Rhodopseudomonas palustris, but for norB and nosZ genes, they were Bacillus and Bradyrhizobium, respectively. These results contribute to the understanding of linkages between denitrifier community, function and how they work together to complete the denitrification process. Studies on denitrifier community and activity may be useful in managing stratified reservoirs for the ecosystem services and aiding in constructing nitrogen budgets. PMID:24664112

  11. Genome Sequence of the Chemolithoautotrophic Nitrite-Oxidizing Bacterium Nitrobacter winogradskyi Nb-255

    PubMed Central

    Starkenburg, Shawn R.; Chain, Patrick S. G.; Sayavedra-Soto, Luis A.; Hauser, Loren; Land, Miriam L.; Larimer, Frank W.; Malfatti, Stephanie A.; Klotz, Martin G.; Bottomley, Peter J.; Arp, Daniel J.; Hickey, William J.

    2006-01-01

    The alphaproteobacterium Nitrobacter winogradskyi (ATCC 25391) is a gram-negative facultative chemolithoautotroph capable of extracting energy from the oxidation of nitrite to nitrate. Sequencing and analysis of its genome revealed a single circular chromosome of 3,402,093 bp encoding 3,143 predicted proteins. There were extensive similarities to genes in two alphaproteobacteria, Bradyrhizobium japonicum USDA110 (1,300 genes) and Rhodopseudomonas palustris CGA009 CG (815 genes). Genes encoding pathways for known modes of chemolithotrophic and chemoorganotrophic growth were identified. Genes encoding multiple enzymes involved in anapleurotic reactions centered on C2 to C4 metabolism, including a glyoxylate bypass, were annotated. The inability of N. winogradskyi to grow on C6 molecules is consistent with the genome sequence, which lacks genes for complete Embden-Meyerhof and Entner-Doudoroff pathways, and active uptake of sugars. Two gene copies of the nitrite oxidoreductase, type I ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase, cytochrome c oxidase, and gene homologs encoding an aerobic-type carbon monoxide dehydrogenase were present. Similarity of nitrite oxidoreductases to respiratory nitrate reductases was confirmed. Approximately 10% of the N. winogradskyi genome codes for genes involved in transport and secretion, including the presence of transporters for various organic-nitrogen molecules. The N. winogradskyi genome provides new insight into the phylogenetic identity and physiological capabilities of nitrite-oxidizing bacteria. The genome will serve as a model to study the cellular and molecular processes that control nitrite oxidation and its interaction with other nitrogen-cycling processes. PMID:16517654

  12. Regenerative Energieträger im Aufwind: Entwicklung der erneuerbaren Energien

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Kohl, Harald

    2006-05-01

    2005 kam 4,6 % des deutschen Primär-Energieverbrauchs aus erneuerbaren Energiequellen, bei der Stromproduktion lag ihr Anteil bei 10,2 %. Wesentliche Ursache ist der Boom bei der Windkraft, die vor allem durch Offshore-Windparks auf See weiter ausbaubar ist. Die Wasserkraft lieferte in Deutschland traditionell einen großen Beitrag zur Stromerzeugung, doch ihr Ausbaupotenzial ist gering. Die Photovoltaik, die solar- und die geothermische Stromerzeugung spielen derzeit noch eine kleine Rolle. Den deutschen Bedarf an Wärmeenergie deckten 2004 die erneuerbaren Energien zu 5,4 %, vor allem aus Biomasse. Die solarthermische Wärmeerzeugung hat sich gegenüber 2000 mehr als verdoppelt. Im Straßenverkehr spielen biogene Kraftstoffe mit 5,4 % noch eine untergeordnete Rolle. Bis 2050 könnte in Deutschland der Anteil regenerativer Energien am Primär-Energieverbrauch die Fünfzigprozentmarke überschreiten.

  13. SARCOPTERYGII, Fleischflosser

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Schultze, Hans-Peter

    Unter den rezenten und fossilen Fischen sind die Sarcopterygier durch fleischige Loben an den paarigen Flossen charakterisiert. Fossil gehen sie bis in das Obere Silur (vor 420 Mio. Jahren) zurück. Einige Gruppen (†Onychodontida, †Porolepiformes, †Elpistostegalia) waren auf das Devon beschränkt, andere verschwanden gegen Ende des Paläozoikums (†Rhizodontida, †Osteolepiformes). Nur wenige Arten der Dipnoi (Lungenfische) und Actinistia (Hohlstachler) haben überlebt; aus einer ausgestorbenen Teilgruppe evolvierten die erfolgreichen Tetrapoda. Im Devon waren die Sarcopterygier weltweit verbreitet; ihre rezenten fischartigen Formen sind dagegen auf die Südkontinente bzw. den Indischen Ozean beschränkt. Ursprünglich waren alle Formen marin. Mehrmals unabhängig wurde von ihnen das Süßwasser und innerhalb der Tetrapoden vor allem das Land erobert.

  14. Generierung korrespondierender Schichtbilder zur verbesserten lokalen Analyse des linken Ventrikels in 4D-MRT-Bildsequenzen

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Säring, D.; Müllerleile, K.; Groth, M.; Handels, H.

    Die genaue Erfassung lokaler Veränderungen des linken Ventrikels insbesondere bei der Verlaufskontrolle nach einem Infarkt erfordert die Extraktion lokaler Form- und Funktionsparameter. Die für den Inter- und Intrapatientenvergleich notwendige räumliche Korrespondenz der MRT-Schichtbilder ist durch die manuelle Planung der Schichtpositionen beim Aufnahmeverfahren i.A. nicht gewährleistet. In dieser Arbeit wird daher ein Verfahren vorgestellt, das unter Berücksichtigung der anatomischen Grenzen des linken Ventrikels räumlich korrespondierende Positionen bestimmt, zu denen anschließend unter Verwendung der originären Daten und der strukturerhaltenden Interpolation neue Schichtbilder generiert werden. Dadurch wird eine bessere Übereinstimmung der räumlichen Position der zu vergleichenden Schichten erzielt. Das Verfahren wurde an zu Evaluationszwecken generierten Probandendatensätzen getestet. Dabei konnte gezeigt werden, dass die Generierung korrespondierender Kurzachsen-MRT-Schichtbilder zu einer verbesserten Extraktion lokaler Parameter führt.

  15. Zusammenfassung und Ausblick

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Knopp, Lothar; Wiegleb, Gerhard

    Mit dem vorliegenden Buch wird als Ergebnis eines durch die Deutsche BundesstiftungUmwelt (DBU) geförderten Forschungsprojektes an der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus eine erste Standardisierung der Vorgehensweise zur Erfassung, Risikoabschätzung und Bewertung eines Biodiversitätsschadens nach dem Umweltschadensgesetz (USchadG) vorgelegt. Damit kann eine erste Bewertung potentieller Schadenssituationen vorgenommen werden. Die Nutzung der hier erarbeiteten Vorgehensweise bietet sich daher für all diejenigen an, die mit der Frage einer möglichen Haftung für Biodiversitätsschäden nach dem USchadG konfrontiert sind, seien es die Unteren und Oberen Naturschutzbehörden der Länder, die Schadensversicherer, die potentiell Haftenden oder die Naturschutzverbände.

  16. Modellierung und Simulation des Substrat-Rauschens in integrierten RF CMOS-Schaltungen

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Lin, L.; Xiong, J.; Mathis, W.

    2009-05-01

    Im integrierten CMOS-Schaltungsentwurf kann das Substrat-Rauschen, das vom digitalen Teil entsteht, die Funktionalität des analogen Teils stark beeinflussen. Es wird daher immer wichtiger, das Substrat als ein Medium der Rauschen-Propagation genau zu modellieren. Im vorliegenden Artikel wird ein auf der Finite Elemente Methode (FEM) und Modellordnungsreduktion (MOR) basiertes Modellierungsverfahren zur Admittanzen-Extraktion im Halbleitersubstrat vorgestellt. Nach der Diskretisierung mit FEM wird das Substrat im Allgemeinen als ein resistives/kapazitives Netz angesehen. Durch Bestimmung der Admittanz-Matrix und MOR ist es möglich ein äquivalentes Dreipol-Modell zwischen digitalem und analogem Teil über das Substrat zu bilden. Das Ergebnis der Modellierung wird dargestellt und mit numerischer Simulation des Substrat-Rauschens verglichen. Die Modellierung ermöglicht es, die Einflüsse des Substrat-Rauschens im Schaltungsentwurf zu berücksichtigen und so bestehende CMOS-Schaltungsarchitekturen zu optimieren.

  17. Statistische Physik

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Fließbach, Torsten

    In der Statistischen Physik befassen wir uns mit Systemen aus sehr vielen Teilchen. Beispiele hierfür sind die Atome eines Gases oder einer Flüssigkeit, die Phononen eines Festkörpers oder die Photonen in einem Plasma. Die Gesetze für die Bewegung einzelner Teilchen sind durch die Mechanik oder die Quantenmechanik gegeben. Aufgrund der großen Zahl der Teilchen (zum Beispiel N = 6 • 1023 für ein Mol eines Gases) sind die Bewegungsgleichungen jedoch nicht auswertbar. Das Ergebnis einer solchen Auswertung, also etwa die Bahnen von 6•1023 Teilchen, wäre auch uninteressant und irrelevant. Die Behandlung dieser Systeme erfolgt daher statistisch, das heißt auf der Grundlage von Annahmen über dieWahrscheinlichkeit verschiedener Bahnen oder Zustände.

  18. Vorausschauend Planen, Gezielt Handeln — Über Die Regelung Und Steuerung Technischer Prozesse

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Grüne, Lars; Sager, Sebastian; Allgöwer, Frank; Bock, Hans Georg; Diehl, Moritz

    Seit Beginn der industriellen Revolution nimmt die Steuerungs- und Regelungstechnik eine Schlüsselstellung in vielen technischen Bereichen ein. James Watts Fliehkraftregler für Dampfmaschinen ist eines der frühen Beispiele eines extrem erfolgreichen Reglerkonzepts, von dem Ende der 1860er Jahre geschätzte 75000 Exemplare allein in England im Einsatz waren [2, S. 24]. Etwa um diese Zeit begannen Ingenieure, motiviert durch die immer höhere Komplexität der zu regelnden Maschinen, sich systematisch mit theoretischen Grundlagen der Regelung zu beschäftigen. Dies führte unausweichlich zu der Einsicht, dass das dynamische Verhalten der geregelten Systeme nur mit Hilfe der Mathematikverstanden und weiterentwickelt werden konnte, oder wie Werner von Siemens, ein weiterer technischer Pionier in diesem Bereich es formulierte: "Ohne Mathematik tappt man doch immer im Dunkeln.“

  19. Unfälle mit Kleintransportern

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Tschirschwitz, Christian

    Auf einer außerörtlichen Bundesstraße geriet ein mit vier Personen besetzter Pkw Toyota Corolla aus letztlich nicht vollständig geklärten Gründen ins Schleudern. Nachdem sich das Fahrzeug beträchtlich entgegen dem Uhrzeigersinn ausgedreht hatte, prallte ein entgegenkommender Kleintransporter VW T4 frontal an die rechte Flanke des Toyota. Der Transporter wurde gedreht, ausgehoben und durch einen Pkw Ford Escort unterfahren. Alle Fahrzeuge kamen in Kollisionsortnähe zum Endstand. Die vier Toyota-Insassen wurden getötet. Aus den anderen Fahrzeugen wurden sechs Personen überwiegend schwer verletzt. Unbeteiligte Zeugen waren nicht vorhanden.

  20. Variationeller Ansatz für eine integrierte Segmentierung und nicht-lineare Registrierung

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Schmidt-Richberg, Alexander; Ehrhardt, Jan; Handels, Heinz

    Vierdimensionale tomographische Bilddaten ermöglichen neuartige Therapie- und Diagnoseverfahren in der medizinischen Praxis. Voraussetzung dafür sind oft die räumlich-zeitliche Segmentierung anatomischer Strukturen in den 4D- Daten und die Bestimmung ihrer dynamischen Eigenschaften durch Schätzung der 3D-Bewegungsfelder mittels nicht-linearer Registrierungsverfahren. In dieser Arbeit wird ein Ansatz vorgestellt, mit dem sich Level-Set-Segmentierung und diffusive, nicht-lineare Registrierung unter Berücksichtigung ihrer wechelseitigen Abhängigkeiten integriert lösen lassen. Die Aufgabe wird als Energieminimierung formuliert und ein variationelles Lösungsverfahren angegeben. Anschließend wird der Ansatz an Phantom- und CT-Patientendaten am Beispiel der Leber validiert.

  1. Ein routine-integrierbares Planungswerkzeug zur operativen Rekonstruktion der Orbita

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Kleiner, Melanie; Schulze, Dirk; Voss, Pit Jakob; Deserno, Thomas M.

    Bei Frakturen des Orbitabodens kann ein Titangitter zur Rekonstruktion operativ eingesetzt werden. In dieser Arbeit wird ein Planungswerkzeug entwickelt, welches mit Hilfe eines aktiven Konturmodells die Orbita in CT Daten segmentiert, ihr Volumen berechnet und visualisiert. Neben den technischen Integrationsstufen der Funktions- und Präsentationsintegration, welche durch den Einsatz des Medical Imaging Interaction Toolkit (MITK) erreicht werden, sowie der Daten-, und Kontextintegration ist vor allem die Stabilität der eingesetzten Algorithmik für die Routine-Integrierbarkeit wichtig. Erste Stabilitätsuntersuchungen basieren auf 3 von 100 zufällig ausgewählten CT-Datensätzen, wobei das Volumen mit je 50 verschiedenen Startpunkten berechnet wurde. Die so ermittelten Variationskoeffizienten liegen deutlich unterhalb der kritischen 5 % Schwelle.

  2. Verbesserung der Symmetrie von Hirnaufnahmen entlang der Sagittalebene

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Ens, Konstantin; Wenzel, Fabian; Fischer, Bernd

    Die lokale Symmetrie von Hirnscans entlang der Sagittalebene zu ermitteln und zu modizifieren, ist für eine Reihe neurologischer Anwendungen interessant. Beispielsweise kann der voxelweise Vergleich von rechter und linker Hirnhälfte nur dann Aufschluss über die Lokalisierung von Läsionen geben, wenn durch Transformation ein Hirnscan eine möglichst hohe Symmetrie aufweist. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Visualisierung von medialen Hirnschnitten, für die die Trennfläche beider Hirnhälfte möglichst eben sein sollte. Diese Arbeit stellt die Entwicklung eines Verfahrens vor, mit dessen Hilfe die Symmetrie von Hirnaufnahmen entlang der Sagittalebene verbessert werden kann. Dies geschieht unter Verwendung von aktiven Konturen, die mit Hilfe einer neuartigen Kostenfunktion gesteuert werden. Experimente am Ende der Arbeit mit strukturellen Kernspinaufnahmen demonstrieren die Leistungsfähigkeit des Verfahrens.

  3. Trajektoriendichte bei Magnetic Particle Imaging

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Knopp, Tobias; Sattel, Timo; Biederer, Sven; Weizenecker, Jürgen; Gleich, Bernhard; Borgert, Jörn; Buzug, Thorsten M.

    Magnetic Particle Imaging ist ein neues bilgebendes Verfahren zur Darstellung der räumlichen Verteilung von magnetisierbaren Nanopartikeln. In einer Simulationsstudie wurde zuletzt das Auflösungsvermögen und die Sensitivität dieser Methode untersucht. Die Abtast-trajektorie wurde dabei so gewählt, dass der Messbereich deutlich überabgetastet wurde. In dieser Arbeit wird in einer Simulationsstudie untersucht, welchen Einfluss die Dichte der Trajektorie auf die Bildqualität der rekonstruierten Bilder hat. Es wird gezeigt, dass die Auflösung in den rekonstruierten Bildern durch die Feldstärke des angelegten Magnetfeldes und die Trajektoriendichte beschränkt ist. Die Trajektorie kann bei konstanter Feldstärke bis zu einem gewissen Grad ausgedünnt werden. Der Simulation liegt dabei ein Model zu Grunde, welches das Signal entsprechend der Langevin-Theorie des Paramagnetismus approximiert.

  4. Gewebe

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Shah-Derler, Brigitte; Wintermantel, Erich; Ha, Suk-Woo

    Als Gewebe wird ein durch spezifische Leistungen gekennzeichneter Verband gleichartig differenzierter Zellen bezeichnet. Gewebe entstehen aus jungen, noch nicht differenzierten Zellen, die sich ihrer künftigen Funktion entsprechend umwandeln. Gewebe aus differenzierten Zellen wird als Dauergewebe bezeichnet. Verschiedene Gewebe haben allerdings eine mehr oder weniger starke Potenz, sich neu aufzubauen. Beim Menschen unterscheidet man diesbezüglich zwischen labilem Gewebe, bei dem die Bildung und der Aufbau der Zellen rasch erfolgt, stabilem Gewebe, bei dem der Zellumsatz sehr langsam geschieht und permanentem Gewebe, bei dem absterbende Zellen nicht mehr ersetzt werden können (Tabelle 8.1). Es gibt vier Grundtypen von Geweben: Epithelgewebe, Binde- und Stützgewebe, Muskelgewebe und Nervengewebe. Im Körper treten in der Regel verschiedene Gewebe funktionell zusammen (z. B. Muskeln und Sehnen des Bindegewebes).

  5. Bauaufsichtliche Regelungen für Bauwerksabdichtungen

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Herold, Christian

    Bauaufsichtliche Regelungen beziehen sich auf alle baulichen Anlagen im öffentlichen und privaten Bereich, die in den Anwendungsbereich der Bauordnungen der Länder (LBO) [6.1] §1 fallen. Die LBO basieren auf der Musterbauordnung (MBO) [6.2], sie können länderspezifische Abweichungen enthalten. Die Bauordnungen dienen der Einhaltung der aus öffentlich rechtlicher Sicht als notwendig angesehenen Schutzziele für die Planung und Errichtung baulicher Anlagen in Deutschland. Danach sind bauliche Anlagen so anzuordnen, zu errichten, zu ändern und instand zu halten, dass die öffentliche Sicherheit und Ordnung, der Schutz von Leben, Gesundheit und die natürlichen Lebensgrundlagen nicht gefährdet werden (MBO §3(1)). Bauaufsichtliche Regelungen sind als öffentlich rechtliche Regelungen verbindlich. Sie sind immer einzuhalten und dürfen nicht durch privatrechtliche Vertragsgestaltungen abgeändert oder ausgesetzt werden.

  6. On the production of radium isotopes from uranium caused by irradiation with fast and decelerated neutrons⋆⋆⋆⋆⋆⋆

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Hahn, O.; Strassmann, F.

    2016-10-01

    Received November 8, 1938; published November 18, 1938The article is a translation of the German original published as Hahn, O., Strassmann, F. Über die Entstehung von Radiumisotopen aus Uran durch Bestrahlen mit schnellen und verlangsamten Neutronen. Naturwissenschaften 46: 755-756, 1938.The current translation is by Georg Steinhauser, Leibniz Universität Hannover, Institut für Radioökologie und Strahlenschutz, Hannover, Germany; steinhauser@irs.uni-hannover.de. An attempt has been made to preserve Hahn's and Strassmann's writing style as much as possible. However, scientific German often uses the passive voice which is not always translated properly to English. Also the typically long German sentences sometimes had to be shortened for better English style. The references were converted to EPJH style, and the footnotes are numbered consecutively.

  7. Bitratenreduktion

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Lerch, Alexander

    Zur Bitratenreduktion eingesetzte Kodierungsverfahren haben die Aufgabe, die Datenmenge zur Übertragung oder Speicherung von digitalen Signalen mit möglichst geringem Qualitätsverlust zu verkleinern. Sie werden entweder aus ökonomischen Gründen wie der Kostenersparnis durch geringere erforderliche Übertragungskapazitäten, oder aus technischen Gründen wie einem in der Größe beschränkten Speicherplatz oder eingeschränkten Übertragungskapazitäten eingesetzt. Kodierungsverfahren finden Anwendung in den unterschiedlichsten Bereichen wie Filmtheatern, Rundfunk und Telekommunikation, auf Datenträgern wie der DVD, im Internet bei der Distribution, beim Live-Streaming, in Tauschbörsen sowie auf portablen Mediaplayern wie MiniDisc- und MP3-Playern.

  8. Reinraumtechnik für die Medizintechnik

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Petek, Max; Jungbluth, Martin; Krampe, Erhard

    Die Reinraumtechnik ist heute ein unverzichtbarer Bestandteil bei der Fertigung von Produkten der Life Sciences, den Bereichen Pharma, Lebensmittel, Kosmetik und Medizintechnik. In Anbetracht der langen Historie der Medizintechnik ist sie jedoch eine sehr junge Disziplin. Die Bedeutung von Keimen und die richtige Einschätzung ihrer Größe wurden zwar sehr früh bereits durch Paracelsus erkannt, jedoch wurden daraus noch keine speziellen oder kontinuierlich umgesetzten Hygienevorschriften abgeleitet. Die erste bekannte technische Umsetzung von Hygieneempfehlungen geht auf den Franzosen François Nicolas Appert zurück, der eine aseptische Abfüllmethode für Lebensmittel entwickelte und diese 1810 veröffentlichte [1]. Die erste dokumentierte medizinische Umsetzung stellten Hygienevorschriften für Ärzte dar, die Ignaz Philipp Semmelweis nach 1847 in der Wiener Klinik für Geburtshilfe einführte [2].

  9. Victor F. Weisskopf (1908 - 2002): Physikgeschichte

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Jacobi, Manfred

    2002-11-01

    Universal gebildete und interessierte Menschen sind selten geworden in unserer Zeit. Victor F. Weisskopf war einer von ihnen. Sein geistiger Horizont umfasste nicht nur sein eigentliches Fachgebiet, die Physik, wo er sich durch fundamentale Arbeiten in den Bereichen der Quantenfeldtheorie, der Kern- und Elementarteilchenphysik hervortat. Daneben bildeten Kunst und Musik sowie ein außergewöhnliches Engagement in sozialen und politischen Angelegenheiten die Eckpunkte seines Lebens. Der Einsatz für die Verständigung zwischen den Machtblöcken während des Kalten Krieges war für ihn ebenso selbstverständlich wie das Bedürfnis, die neuen Ideen der Physik einem breiten Publikum nahe zu bringen. Die Wissenschaft erschien ihm als das geeignete Mittel, um zum Wohle der Menschheit zu wirken.

  10. elecTUM: Umsetzung der eLearning-Strategie der Technischen Universität München

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Rathmayer, Sabine; Gergintchev, Ivan

    An der TUM wurde ein umfassendes und integriertes eLearning-Konzept umgesetzt, welches Präsenzstudium und eLearning in allen Leistungsbereichen der Universität miteinander verzahnt. Ein besonderer Schwerpunkt lag dabei in der Schaffung einer effizienten und wettbewerbsfähigen integrierten eLearning Infrastruktur in Hinblick auf die noch weiter steigenden Studienanfängerzahlen ab dem Jahr 2011 sowie die Umsetzung von eBologna. Die Etablierung einer hochschulweiten Lernplattform stellte eine wesentliche Basis für die Umsetzung der eLearning-Strategie dar. Die wissenschaftliche und wirtschaftliche Anschlussfähigkeit im Hinblick auf eine Verwertung der Projektergebnisse wurde durch die aktive Beteiligung an einer Vielzahl hochschulübergreifender Arbeitskreise, Fachtagungen und Kooperationen, vor allem über Organisations- und Dienstleistungsmodelle sowie innovative technische Entwicklungen, sichergestellt.

  11. Herausforderungen für künftige Lernumgebungen am Beispiel der Fakultät für Medizin

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Gergintchev, Ivan; Graf, Stephan

    Nach der weit reichenden Etablierung von eLearning in den letzten Jahren stehen nahezu alle deutschen Hochschulen vor der Aufgabe, wettbewerbsfähige hochschulübergreifende Mechanismen sowie entsprechende organisatorische Rahmenbedingungen zu schaffen. Vor allem die Umsetzung von EBologna und die Unterstützung kooperativer Bildungsangebote verstärken diese Notwendigkeit. Motiviert durch die Veränderungen im Bereich der Hochschullehre und die Herausforderungen für künftige Lernumgebungen schlagen wir eine Integrationslösung im Sinne eines Learning Gateway vor, die zur webgestützten Abwicklung von kooperativen Bildungsangeboten in heterogen Lernumgebungen eingesetzt werden kann. Ihre Praxisanwendung verdeutlichen wir anschließend im komplexen Szenario der Medizin an der TUM. Die Evaluierung der Umsetzung belegt den deutlichen Mehrwert des Ansatzes.

  12. Kommunikation mit Mitarbeitern

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Spychala, Anne; Fleischmann, Jürgen

    Kommunikation ist der Austausch von Nachrichten und Informationen zwischen Mitarbeitern eines Unternehmens (O'Hair et al. 1997). Dieser Austausch kann persönlich, aber z.B. auch per Telefon, E-Mail oder durch Computersysteme erfolgen. In diesem Kapitel betrachten wir die persönliche Kommunikation zwischen Vorgesetzten und Mitarbeitern. Zur persönlichen Kommunikation mit Mitarbeitern zählen sowohl formelle Gespräche mit Mitarbeitern als auch eher informelle Gespräche zwischen Tür und Angel. Die Gespräche können dabei mit einzelnen Mitarbeitern (z.B. jährliches Mitarbeitergespräch) oder mit Gruppen von Mitarbeitern (z.B. regelmäßige Projekt- oder Teambesprechungen) stattfinden.

  13. [Helpful and stressful factors in coping with COPD in patients and their partners - a qualitative study].

    PubMed

    Binder, Marielle; Mörgeli, Hanspeter; Meier, Caroline; Witzemann, Lucia; Drabe, Natalie; Jenewein, Josef

    2014-01-15

    Zielsetzung: Eine Analyse der hilfreichen und belastenden Faktoren im Umgang mit COPD (chronisch-obstruktive Lungenkrankheit) bei Patienten und deren Partner. Methode: Neun COPD-Patienten und deren Partner wurden in einem semistrukturierten Interview befragt. Mittels qualitativer Inhaltsanalyse wurden die transkribierten Antworten ausgewertet. Resultate: Die professionelle Unterstützung erleben Patienten und Partner als hilfreich. Die Unterstützung durch den Partner scheint für die Patienten besonders hilfreich. Als belastender Faktor wurden von Patienten und Partnern häufig psychische Probleme genannt. Bei den Patienten standen zudem körperliche Einschränkungen im Vordergrund. Partner erwähnten ausserdem Konflikte mit dem Patienten. Schlussfolgerung: Partner von COPD-Patienten scheinen bei der Bewältigung eine wichtige Rolle zu spielen, sind gleichzeitig aber auch selbst häufig psychisch belastet. Sie sollten deshalb vermehrt in die Behandlung miteinbezogen werden.

  14. Fische und Fischerzeugnisse

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Oehlenschläger, Jörg

    Fische und Fischerzeugnisse lassen sich gemäß den "Leitsätzen für Fische, Krebs- und Weichtiere und Erzeugnisse daraus" des Deutschen Lebensmittelbuches einteilen. Tiefgefrorene Fische werden von den "Leitsätzen für tiefgefrorene Fische, Krebs- und Weichtiere und Erzeugnisse daraus" und Salate mit Fleisch von Fischen, Krebs- und/oder Weichtieren durch Abschnitt II.B. der "Leitsätze für Feinkostsalate" abgedeckt. Zu nennen sind: Frischfische, Getrocknete Fische, Räucherfische, Gesalzene Fische, Erzeugnisse aus gesalzenen Fischen, Anchosen, Marinaden, Bratfischwaren, Kochfischwaren, Fischerzeugnisse in Gelee, Pasteurisierte Fischerzeugnisse, Fischdauerkonserven, Erzeugnisse aus Surimi, Krebstiere und Krebstiererzeugnisse, Weichtiere und Weichtiererzeugnisse und tiefgekühlte Fischereierzeugnisse.

  15. VDI-Richtlinien - mit Technischen Regeln Wirtschaftlichkeit erhöhen und Standards setzen

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Mandelartz, Johannes

    Der Verein Deutscher Ingenieure e.V. (VDI) ist ein gemeinnütziger, wirtschaftlich und politisch unabhängiger, technisch-wissenschaftlicher Verein von Ingenieuren und Naturwissenschaftlern. Mit über 137 000 persönlich zugeordneten Mitgliedern ist er eine der größten Ingenieur-Vereinigungen Europas und gilt in Deutschland als führender Sprecher der Technik und der Ingenieure. 1856 gegründet, hat er viele für die Technik wesentliche Entwicklungen in Gang gesetzt, so im Bereich der technischen Überwachung, der technischen Regelsetzung und Normung, der Arbeitsstudien, im gewerblichen Rechtsschutz und im Patentwesen. Seit seiner Gründung sieht es der VDI als seine Aufgabe, "das Zusammenwirken aller geistiger Kräfte der Technik im Bewusstsein ethischer Verantwortung zu fördern“ und die Lebensmöglichkeiten aller Menschen durch Entwicklung und sinnvoller Anwendung technischer Mittel zu verbessern.

  16. Bewegungsapparat: Postcraniales Skelett und Muskulatur

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Fischer, Martin S.

    Der Bewegungsapparat bestimmt die Form des Wirbeltierkörpers. So lässt sich z. B. aus der Gestalt eines Fisches auf seine bevorzugt e Schwimmweise schließen (S. 61). Bei den aquatisch en Schädeltieren dominiert die Fortbewegung mit axialem Antrieb; bei den meisten Tetrapoda findet sich eine Kombination aus axialem Antrieb und Bewegung durch Gliedmaßen. Selbst beim höchst spezialisierten Gang, der bipeden Bewegung des Menschen, sind Torsionsbewegungen des Rumpfes noch maßgeblich und bestimmen auch die Grundform des menschlichen Körpers (z. B. die Taille). Obwohl die verschiedenen Antriebsmechanismen eine funktionelle Einheit bilden, werden im Folgenden das Axialskelett sowie der Schulter- und Beckengürtel mit den zugehörigen Extremitäten getrennt besprochen.

  17. Haptische Modellierung und Deformation einer Kugelzelle

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Schippritt, Darius; Wiemann, Martin; Lipinski, Hans-Gerd

    Haptische Simulationsmodelle dienen in der Medizin in erster Linie dem Training operativer Eingriffe. Sie basieren zumeist auf physikalischen Gewebemodellen, welche eine sehr genaue Simulation der biomechanischen Eigenschaften des betreffenden Gewebes erlauben, aber gleichzeitig sehr rechenintensiv und damit zeitaufwändig in der Ausführung sind. Die menschliche Wahrnehmung kann allerdings auch eine ungenaue haptische Modellierung psychooptisch ausgleichen. Daher kann es sinnvoll sein, haptische Simulationen auch mit nicht vollständig physikalisch definierten Deformationsmodellen durchzuführen. Am Beispiel der haptischer Simulation einer in-vitro Fertilisation wird gezeigt, dass durch die Anwendung eines geometrischen Deformationsmodells eine künstliche Befruchtung unter realistischen experimentellen Bedingungen in Echtzeit haptisch simuliert und damit trainiert werden kann.

  18. Lineare und verzweigte Blockcopolymere aus Polypeptiden und synthetischen Polymeren

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Kukula, Hildegard

    2001-07-01

    Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Synthese und den Eigenschaften von linearen und verzweigten amphiphilen Polypeptid-Blockcopolymeren. Die Frage nach dem Einfluss der Topologie und Konformation der Blockcopolymere auf die supramolekularen und kolloidalen Eigenschaften bildete einen wichtigen Aspekt bei den Untersuchungen. Die Blockcopolymere wurden nach einem mehrstufigen Reaktionsschema durch Kombination von anionischer und ringöffnender Polymerisation von Aminosäuren-N-Carboxyanhydriden (NCA) synthetisiert. Die Untersuchung der Polypeptid-Blockcopolymere hinsichtlich ihres Aggregationsverhaltens in fester Phase sowie in verdünnter wässriger Lösung erfolgte mittels Streumethoden (SAXS, WAXS, DLS) sowie abbildender Methoden (TEM). Durch Einsatz der Blockcopolymere als polymere Stabilisatoren in der Emulsionspolymerisation wurden Oberflächen funktionalisierte Latizes erhalten. Als Beispiel für eine pharmazeutische Anwendung wurden bioverträgliche Polypeptid-Blockcopolymere als Wirkstoff-Trägersysteme in der Krebstherapie eingesetzt. This work describes the synthesis and characterization of linear and branched polypeptide block copolymers having amphiphilic character. The studies focused on the impact of the block copolymers' conformation and architecture on the supramolecular and colloidal properties. The polypeptide block copolymers were prepared in a multi-step process involving the anionic synthesis of (poly)amino-functional polymers (polystyrene and polybutadiene) which where used as macroinitiators for the ring-opening polymerization of N-carboxyanhydrides (NCA) of protected a-aminoacids. Supramolecular structures of the block copolymers in the solid state as well as in diluted aqueous solution were investigated using scattering (SAXS, WAXS, DLS) and microscopic (TEM) methods. Both linear and branched polypeptide block copolymers were used as polymeric stabilizers in the emulsion polymerization of styrene to yield polypeptide

  19. Bildung von Metall-Metall-Mischkristallen mittels Ionenstrahl-induzierter Mischung

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Hohmuth, K.; Rauschenbach, B.

    Die Ionenstrahl-induzierte Mischung der Dünnfilm-Systeme CuAg und CrFe nach Bestrahlung mit energiereichen Xe-und Ar-Ionen bei Raumtemperatur wurde untersucht. Die Präparation der Multischicht-Systeme, die aus dünnen Filmen der beiden Elemente bestehen, erfolgt durch Aufdampfen auf inerte Substrate. Die bestrahlten Systeme wurden mit Hochspannungs-Elektronenmikroskopie, Feinbereichsbeugung und Rutherford-Rückstreuung analysiert. Beim System CuAg entstehen über den gesamten Konzentrationsbereich metastabile Mischkristallphasen. Die Ionenstrahl-induzierte Mischung des CuAu-Systems führt nach einer thermischen Nachbehandlung zur Bildung von Überstrukturen. Durch Bestrahlung des CrFe-Systems werden CrFe-Martensit und eine '-CrFe Hochdruckphase gebildet. Die '-CrFe-Ausscheidungen sind senrecht zum Ionenstrahl und senkrecht zueinander orientiert.Translated AbstractFormation of Mixed Crystals from Two Metals by Ion Beam MixingIon-beam mixing of thin film systems of CuAg, CuAu and CrFe was studied using irradiation with energetic Xe- and Ar-ions at room temperature. Multi-layered samples consisting of thin layers of two elements were prepared by evaporating on inert substrates. The irradiated systems were investigated using high voltage electron microscopy, selected area diffraction and Rutherford backscattering. Metastable solid solutions of CuAg are formed across the entire composition range. After ion-beam mixing and thermal treatment of the CuAu system superlattices have been found. CrFe-martensite and a '-CrFe highpressure phase are formed by irradiation of CrFe systems. The δ'-CrFe precipitations are oriented perpendicular to the ion beam and perpendicular to each other.

  20. Impact of compression stockings on calf-vein diameters and on quality of life parameters in subjects with painful legs.

    PubMed

    Jeanneret, Christina; Karatolios, Konstantinos; von Planta, Irene

    2014-07-01

    Hintergrund: Unterschenkelvenendurchmesser werden unter zwei verschiedenen Kompressionsstrümpfen zusammen mit der Lebensqualität erfasst. Patienten und Methoden: 60 Patienten (53 Frauen) mit schmerzenden Beinen wurden randomisiert in eine Gruppe die den Venotrain micro® (VM) oder eine Gruppe die den Venotrain ulcertec® (VU) Kompressionsstrumpf für 2 Wochen tragen sollen. Die Venendurchmesser von 2 Gastrocnemiusmuskelvenen (GV), der V. saphena parva (VSP) und der V. tibialis posterior (VTP) wurden intraindividuell verglichen, einerseits mit, andererseits ohne Kompression. Alle Venen wurden im Querschnitt gemessen ohne und durch den Kompressionstrumpf hindurch. Ergebnisse: Die Mittelwerte der Venendurchmesser (± SD) waren signifikant kleiner unter Kompression (p < 0.0001) in stehender Position: in der antero-posterioren (ap) Ebene in der GV um 6.5 (± 16.6) % unter dem VU - Strumpf und 8.2 (± 16.5) % unter dem VM Strumpf, in der VSP um 9.7 (± 15.8) % unter dem VU - Strumpf und 5.7 (± 19.2) % unter dem VM - Strumpf. Keine signifikante Durchmesseränderung ergab sich (p = 0.48) in der VTP. In liegender Position waren die relativen ap-Durchmesseränderungen in der medialen GV signifikant kleiner unter dem VM - strumpf (37.5 ± 51.0 %) verglichen zum VU - strumpf (52.4 ± 51.8 %) (p = 0.016). Die Lebensqualitäts-Beurteilungen (Punktezahl) wurden signifikant besser für die Periode des Strumpftragens mit dem VU- ebenso wie mit dem VM-strumpf. Jedoch korrelierten die Venendurchmesser nicht mit den Punktezahlen der Lebensqualitäts-Beurteilungen. Schlussfolgerungen: Die durch die Kompressionsstrümpfe durchgeführte sonographische Untersuchung der Venen könnte zukünftig eine Möglichkeit der direkten Beurteilung des Kompressionseffektes sein, dies insbesondere in der schwierig zu messenden Region submalleolär (VTP).

  1. Audience-response systems for evaluation of pediatric lectures--comparison with a classic end-of-term online-based evaluation.

    PubMed

    Bode, Sebastian Felix Nepomuk; Straub, Christine; Giesler, Marianne; Biller, Silke; Forster, Johannes; Krüger, Marcus

    2015-01-01

    Zielsetzung: Lehrveranstaltungsevaluationen werden oft zeitverzögert zur Lehrveranstaltung durchgeführt und ausgewertet. Mit dem elektronischen Evaluationsmedium Audience Response System (ARS) kann unmittelbar während oder nach Ende einer Lehrveranstaltung Feedback eingeholt, dargestellt und diskutiert werden. In dieser Arbeit wird eine studentische ARS-Vorlesungsevaluation analysiert. Es wird überprüft, ob signifikante Unterschiede zwischen den Ergebnissen der ARS-Vorlesungsevaluation und der Online-Evaluation am Ende des Semesters bestehen. Hierbei wird der Zusammenhang des studentischen Vorwissens, der Gestaltung der Lehrveranstaltung durch die Lehrenden sowie der Relevanz des Vorlesungsthemas für die Studierenden in Bezug auf die Gesamtbewertung betrachtet. Methodik: Im Wintersemester 2011/2012 wurde die Pädiatrievorlesung am Zentrum für Kinder- und Jugendmedizin (ZKJ) Freiburg mit Hilfe eines ARS evaluiert. Es wurden 34 Vorlesungen von durchschnittlich 22 (range 8-44) Studierenden mit jeweils vier Fragen evaluiert. Ergebnisse: Auf einer 6-stufigen Likert-Skala (1=sehr gut bis 6=ungenügend) bewerteten die Studierenden ihr Vorwissen im Mittel mit 3,18, die Vorlesungsgestaltung mit 2,44 und die Relevanz des Vorlesungsthemas mit 2,19. Die Gesamtbewertung der Vorlesung mittels ARS-Evaluation ergab die Note 2,31. In der Online Evaluation am Ende des Semesters wurde die Note 2,45 ermittelt. Es zeigt sich hoch signifikante Zusammenhänge zwischen den durch den Einsatz des ARS erhobenen Ergebnissen der Gesamtbewertung, dem Vorwissen der Studierenden, der Vorlesungsgestaltung sowie der selbsteingeschätzten Relevanz des Vorlesungsthemas. Schlussfolgerung: Der Einsatz von ARS ist zur unmittelbaren Vorlesungs- Evaluation, insbesondere im Hinblick auf zeitnahe (lehr-)personenbezogene Rückmeldungen geeignet. Im Vergleich zu einer Semesterende-Evaluation zeigt sich in der ARS-Evaluation eine bessere Bewertung.

  2. Effects of enoxaparin and dalteparin on proliferation and migration of patient-derived vascular smooth muscle cells.

    PubMed

    Ellensen, Vegard S; Abrahamsen, Iren; Lorens, James; Jonung, Torbjorn

    2014-03-01

    Hintergrund: Proliferation und Migration sind zwei der wichtigsten Prozesse der Intimahyperplasie und die primäre Ursache von intermediärem und spätem Versagen des vaskulären Graftes. Niedermolekulare Heparine inhibieren diese Prozesse an vaskulären glatten Muskelzellen in Tiermodellen, haben sich jedoch in klinischen Studien nicht bewährt. Dennoch werden sie eingesetzt, um die Intimahyperplasie nach vaskulären Interventionen zu reduzieren. Material und Methoden: Arterielle vaskuläre glatte Muskelzellen, die von Patienten mit Gefässerkrankungen gewonnen wurden, verwendeten wir um die Effekte von Enoxaparin und Dalteparin auf die Proliferation und Migration zu untersuchen und die Signaltransduktion von mitogenaktivierter Proteinkinase-extrazellulärer signalregulierter Kinase (MAPK-ERK) zu beschreiben. Die vaskulären glatten Muskelzellen wurden mit niedermolekularem Heparin in unterschiedlichen Konzentrationen behandelt und durch “image cell enumeration”, Echtzeit Migrations Monitorierung und Flowzytometrie evaluiert. Mit unfraktioniertem Heparin behandelte Serien dienten als positive Kontrolle, und unbehandelte Serien waren die negative Kontrolle. Ergebnisse: Weder Enoxaparin noch Dalteparin beeinflussten die Proliferation und MAPK-ERK-Phosphorylierung. Die Migration wurde durch beide niedermolekularen Heparine leicht reduziert. Unfraktioniertes Heparin zeigte dosisabhängige Effekte, die sich in allen Analysen von denen niedermolekularer Heparine unterschieden. Schlussfolgerungen: Unsere Studie konnte zeigen, dass niedermolekulare Heparine und unfraktioniertes Heparin Unterschiede in der Proliferation und Migration von glatten Muskelzellen bewirken. Eine mögliche Erklärung könnten die beobachteten Unterschiede in der MAPK-ERK-Aktivierung sein. Diese Ergebnisse können die negativen Ergebnisse aus klinischen Studien mit niedermolekularen Heparinen erklären, in denen die Intimahyperplasie nicht verhindert werden konnte und keine verringerte Inzidenz

  3. How well do final year undergraduate medical students master practical clinical skills?

    PubMed

    Störmann, Sylvère; Stankiewicz, Melanie; Raes, Patricia; Berchtold, Christina; Kosanke, Yvonne; Illes, Gabrielle; Loose, Peter; Angstwurm, Matthias W

    2016-01-01

    Einleitung: Die körperliche Untersuchung und klinisch-praktische Fertigkeiten sind wesentliche ärztliche Fähigkeiten, mit deren Hilfe die Diagnostik und Therapie von Krankheiten gesteuert werden. Durch curriculare Veränderungen wird der praktischen Ausbildung ein hoher Stellenwert eingeräumt. Wie gut beherrschen also Studierende im Praktischen Jahr (PJ) klinisch-praktische Fertigkeiten?Methoden: Wir führten eine freiwillige mündlich-praktische Prüfung mittels OSCE bei Studierenden im PJ durch. Inhalte der Prüfung waren u.a. die körperliche Untersuchung (Herz, Lunge, Abdomens, Gefäßsystem, Lymphsystem; neurologische, endokrinologische bzw. orthopädische Untersuchung) sowie elementare praktische Fertigkeiten (etwa EKG-Interpretation, Basis-Befundung Röntgen-Thorax). Die Teilnehmer füllten zudem vor Beginn der Prüfung einen Fragebogen aus, u.a. zur Einschätzung der eigenen Leistung.Ergebnisse: Insgesamt 214 PJ-Studierende nahmen teil und erreichten 72,8% der erreichbaren Punktzahl. Eine nicht ausreichende Leistung (<60%) zeigten 9,3% der Teilnehmer (n=20). Geschlecht, vorangegangene Ausbildung in einem Gesundheitsberuf sowie Studienort hatten keinen Einfluss auf die Leistung. Im Mittel schätzten sich die Studierenden 0,5 Notenstufen besser. 35,3% der Teilnehmer vermochten ihre Leistung richtig einzuschätzen. 30,0% überschätzten ihr Ergebnis um eine Notenstufe, 18,8% um zwei oder mehr Notenstufen. Diskussion: Studierende im Praktischen Jahr zeigen deutliche Defizite bei der Durchführung klinisch-praktischer Fertigkeiten im Rahmen einer mündlich-praktischen Prüfung. Dabei überschätzt knapp die Hälfte der Studierenden die eigene Leistung. Eine institutionalisierte, regelhafte Prüfung der mündlich-praktischen Fähigkeiten im Praktischen Jahr erscheint daher notwendig.

  4. Resistivity Changes Due to Precipitation Effects in Fibre Reinforced Mg-Al-Zn-Mn Alloy

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Kiehn, J.; Kainer, K. U.; Vostrý, P.; Stulíková, I.

    1997-05-01

    The change of electrical properties of alumina short fibre reinforced Mg-Al-Zn-Mn alloy AZ91D during isochronal annealing up to 300 °C is discussed. The Saffil® fibres were incorporated into the magnesium alloy by direct squeeze casting. The fibre distribution is random planar parallel to the flat faces of the dc four-point resistivity specimens machined from the solution treated castings. A sharp drop of resistivity between 140 and 260 °C is explained by the formation of incoherent -phase particles. Some practical recommendations concerning the use of alumina short fibre reinforced AZ91 alloy are made on the basis of the results obtained. Es werden die Änderungen der elektrischen Eigenschaften der aluminiumoxid-kurzfaserverstärkten Mg-Al-Zn-Mn Legierung AZ91D während isochroner Wärmebehandlungen bis 300 °C diskutiert. Das direkte Preßgießverfahren diente zur Herstellung der Saffil®-Faser Magnesium Verbundwerkstoffe. Die Proben zur Widerstandsmessung nach der Vier-Punkt Methode wurden durch spanende Bearbeitung aus den lösungsgeglühten Preßgußstücken herausgearbeitet, so daß sie regellose Faserverteilung in den Ebenen parallel zu den flachen Probenseiten aufwiesen. Ein starker Abfall des elektrischen Widerstands im Temperaturbereich zwischen 140 und 260 °C wird durch die Bildung inkohärenter β-Phase erklärt. Auf Grundlage der Ergebnisse werden einige Empfehlungen zur Anwendung der kurzfaserverstärkten Legierung AZ91 gegeben.

  5. Blogging medical students: a qualitative analysis.

    PubMed

    Pinilla, Severin; Weckbach, Ludwig T; Alig, Stefan K; Bauer, Helen; Noerenberg, Daniel; Singer, Katharina; Tiedt, Steffen

    2013-01-01

    Einleitung: Bloggen ist eine unter Medizinstudierenden zunehmend verbreitete Methode, Erfahrungen über das Internet mit einer weltweiten „Learning Community“ auszutauschen. Trotz intensiver Recherche sind den Autoren keine Studien bekannt, in denen spezifisch Blogs von Medizinstudierenden qualitativ analysiert wurden. Im Folgenden werden Kategorien und Themen aus diesen Blogeinträgen beschrieben und ihre medizindidaktische Bedeutung für Medizinstudierende und Lehrende diskutiert.Methoden: In der vorliegenden qualitativen Studie wurden ursprünglich 75 von Medizinstudierenden verfasste Blogs identifiziert. 33 Blogs mit insgesamt 1228 englischen und 337 deutschen Einträgen erfüllten die Einschlusskriterien und wurden analysiert. Mit Hilfe einer komparativen Analysemethode wurden die Blogeinträge zunächst Zeile für Zeile und anschließend fokussiert kodiert. Die emergierenden Themen und Unterthemen wurden in übergeordneten Kategorien zusammengefasst.Ergebnisse: Medizinstudierende verwenden Blogs, um über eine große Vielfalt an Erfahrungen während des Medizinstudiums zu berichten und diese zu reflektieren. Vorbereitung auf schriftliche und mündliche Examina, Erfahrungen während klinischer Praktika, der Umgang mit belastenden Situationen während des Studiums und das Sozialleben jenseits des Studiums waren Hauptthemen.Schlussfolgerung: Unsere Ergebnisse weisen darauf hin, dass Blogs für Medizinstudierende möglicherweise hilfreich sind, um Erfahrungen zu reflektieren. Zusätzlich können Lehrende auf diesem Weg wertvolle Einblicke in die studentische Wahrnehmung der medizinischen Ausbildung erhalten.Die Bedeutung von Blogs in der medizinischen Ausbildung könnte durch gezieltes Kommentieren von Blogeinträgen durch Lehrende erhöht werden. Von diesem Dialog könnte auch eine örtlich unabhängige „Learning Community“ profitieren.

  6. Ansätze zur Ordnungsreduktion von nichtlinearen Oszillatormodellen zur Anwendung im Schaltungsentwurf

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Reit, M.; Bremer, J.-K.; Mathis, W.; Stoop, R.

    2010-10-01

    Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Konzept zur Ordnungsreduktion von höherdimensionalen nichtlinearen Oszillatormodellen vorgestellt. Hierbei werden zwei wesentliche Ziele verfolgt. Zum einen wird eine höherdimensionale Modellierung der Oszillatorschaltung verwendet. Hierdurch lassen sich die Einflüsse parasitärer Effekte sowie struktureller Erweiterungen auf das dynamische Verhalten des Systems berücksichtigen. Zum anderen wird durch eine anschließende Ordnungsreduktion über die Methode der Zentrumsmannigfaltigkeit eine zweidimensionale Systembeschreibung erzeugt, deren wesentliche Dynamik derjenigen des höherdimensionalen Systems entspricht. Durch diese, in der Ordnung reduzierte, nichtlineare und parameterabhängige Systembeschreibung wird die Anwendbarkeit nichtlinearer Analysemethoden ermöglicht bzw. vereinfacht. Mit der Anwendung der Andronov-Hopf-Bifurkationsanalyse auf das reduzierte System lässt sich eine Stabilitätsuntersuchung durchführen sowie die Amplitude und Frequenz aller Zustandsgrößen approximieren. Das vorgestellte Konzept wird anhand des Beispielsystems eines LC-Tank-VCOs durchgeführt. In this paper, an order reduction technique for higher-dimensional nonlinear oscillator models, based on a center manifold approach, is presented. By modeling the oscillator circuit in the higher-dimensional state space, influences of parasitic elements and of structural extensions of the oscillator architecture on the dynamical system behavior can be examined. Using the proposed order reduction technique, a generalized second order model will be derived, which includes selected design parameters of the higher order model. By using an Andronov-Hopf bifurcation analysis, the reduced system can be studied with respect to stability as well as the amplitude and frequency of the individual state variables. The concept is applied to the design of LC-tank VCOs.

  7. Conflicts of interest in medical school: missing policies and high need for student information at most German universities.

    PubMed

    Lieb, Klaus; Koch, Cora

    2014-01-01

    Zielsetzung: Studierende der Medizin stehen mit Vertretern pharmazeutischer Unternehmen (PU) schon während des Studiums in Kontakt. Ziel dieser Untersuchung war herauszufinden: Existieren an medizinischen Fakultäten Regelungen zum Umgang von Medizinstudierenden mit Vertretern von PU und werden entsprechende Lehrveranstaltungen angeboten und besucht? und Wie denken Medizinstudierende über die Rolle von PU in der medizinischen Lehre? Methodik: Alle 36 deutschen Studiendekanate und 1.151 Medizinstudierende an acht deutschen Universitäten wurden um die Beantwortung eines Fragebogens mit 4 bzw. 7 Fragen zur oben genannten Thematik gebeten. Ergebnisse: 30 (83,3%) Studiendekane bzw. 1.038 (90,3%) Medizinstudierende füllten den Fragebogen aus. Nach Angaben der Studiendekanate existieren an jeweils nur einer (3,3%) medizinischen Fakultät eine Richtlinie zum Thema Interessenkonflikte bzw. eine Richtlinie, die den Umgang zwischen Medizinstudierenden und der Industrie reguliert. 8 (26,7%) der Studiendekanate äußerten Interesse an der Erarbeitung einer Richtlinie oder Vorlesung zu diesem Thema. 149 (14,4%) der Studierenden hatten bereits an einer Veranstaltung teilgenommen, die Beziehungen zwischen PU und Medizinstudierenden thematisiert und 779 (77,8%) wünschten sich mehr Unterricht dazu. 701 (73,4%) lehnten eine Verbesserung der Lehre durch finanzielle Unterstützung durch PU ab, wohingegen 216 (21,9%) der Meinung waren, dass Studierende sich nicht mit Vertretern von PU treffen sollten. Schlussfolgerungen: Im Gegensatz zu anderen Ländern wie den USA bestehen an deutschen medizinischen Fakultäten von wenigen Ausnahmen abgesehen keine Richtlinien zur Regelung des Umgangs von Medizinstudierenden mit pharmazeutischen Unternehmen. Da die Mehrheit der Studierenden sich mehr Informationen zu diesen Interaktionen wünscht, wäre die Etablierung entsprechender Vorlesungen bzw. Richtlinien sinnvoll.

  8. Developing and piloting a multifactorial intervention to address participation and quality of life in nursing home residents with joint contractures (JointConImprove): study protocol.

    PubMed

    Müller, Martin; Bartoszek, Gabriele; Beutner, Katrin; Klingshirn, Hanna; Saal, Susanne; Stephan, Anna-Janina; Strobl, Ralf; Grill, Eva; Meyer, Gabriele

    2015-01-01

    Hintergrund: Gelenkkontrakturen sind häufige Probleme gebrechlicher älterer Menschen in Pflegeheimen. Unabhängig von der genauen Anzahl an älteren Menschen, die an Gelenkkontrakturen leiden, scheint dieses Syndrom ein relevantes Problem im Setting Pflegeheim dazustellen. Durch einen zunehmenden Fokus auf Gelenkkontrakturen, z.B. durch die Pflegeversicherung, kam es zu einem Anstieg im Dokumentations- und Assessmentaufwand und in der Einführung von Präventionsmaßnahmen. Viel mehr Aufmerksamkeit sollte aber auf die tatsächliche Situation der älteren Menschen mit Gelenkkontrakturen in Pflegeheimen gelegt werden, vor allem deren tatsächlichen Einschränkungen in Aktivitäten und Teilhabe. Das Ziel dieser Studie ist daher, 1) die Entwicklung einer maßgeschneiderten Intervention zur Verbesserung der Funktionsfähigkeit, sozialen Teilhabe und Lebensqualität von Menschen mit Gelenkkontrakturen in Pflegeheimen und 2) die Überprüfung der Machbarkeit der Intervention, begleitet von einer Prozessevaluation.Methoden: Die Entwicklung der komplexen Intervention folgt dem UK Medical Research Council (MRC) Framework und integriert die Perspektiven aller potenziell relevanten Benutzergruppen von den betroffenen Personen über Kliniker und Forscher. Der Entwicklungsprozess beinhaltet einen systematischen Literaturreview, die Re-Analyse vorhandener Daten, Fokusgruppeninterviews mit Betroffenen, eine Expertentagung und eine Delphi-Studie mit klinischen Experten sowie eine Cluster-randomisierte Pilotstudie mit umfassender Prozessevaluation. Diskussion: Die geplante Studie wird eine maßgeschneiderte Intervention zur Verbesserung von Funktionsfähigkeit, sozialer Teilhabe und Lebensqualität von Menschen mit Gelenkkontrakturen in Pflegeheimen bereitstellen. Die Pilotstudie inklusive der Prozessevaluation stellt einen ersten Schritt zur Schätzung der Stärke des Interventionseffektes dar und wird weitere Studien vorbereiten.

  9. Pathogene Mikroorganismen

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Wagner, Martin

    Infektionen, die vom Tier auf den Menschen übertragen werden, werden als Zoonosen bezeichnet. Pathogene Mikroorganismen können entweder durch Mensch-Mensch, Mensch-Tier-Kontakt oder durch Kontakt mit kontaminierten Vektoren übertragen werden [39]. Vektoren können einerseits belebt (z. B. blutsaugende Insekten), andererseits unbelebt sein. Kontaminierte Lebensmittel und Wasser gehören zu den wichtigsten unbelebten Vektoren. Neben Lebensmitteln können aber auch kontaminierte Gegenstände oder der Kontakt mit Kontaminationsquellen in der Umwelt Auslöser von Krankheitsfällen sein. Weltweit sind mehr als 1400 krankheitsverursachende biologische Agentien bekannt, von denen über 60 % ein zoonotisches Potenzial aufweisen. Als Ergebnis von Expertengesprächen wurde kürzlich berichtet, dass etwa 3 bis 4, meist virale, neu auftretende Infektionskrankheiten ("emerging diseases“) pro Jahr erwartet werden können [15]. Es handelt sich bei diesen Vorgängen aber nicht nur um das Auftauchen vollkommen neuer oder unbeschriebener Spezies, sondern auch um evolutionsbedingte Anpassungen von mikrobiellen Populationen an neue Bedingungen in ihrem Ökosystem [7]. Molekulare Analysen an Umweltchlamydien erbrachten Hinweise, dass die Evolution erste genetische Pathogenitätsmerkmale in dieser Spezies schon vor 700 Mio. Jahren entstehen ließ [14]. Viele Faktoren befeuern den Prozess der Anpassung, unter anderem auch alle Strategien, mit denen der Mensch seit Jahrtausenden versucht, Lebensmittel sicher und haltbar zu machen. Als die treibenden Kräfte des Auftretens neuer Krankheitserreger werden in der Gegenwart vor allem das sich ändernde Weltklima, die globalen Warenströme und die sich verändernden Konsumgewohnheiten genannt. Es steht auch außer Zweifel, dass viele dieser Erreger Tiere als ihr natürliches Reservoir haben werden, d. h. Zoonosen im klassischen Sinne sind [15].

  10. The scholar role in the National Competence Based Catalogues of Learning Objectives for Undergraduate Medical Education (NKLM) compared to other international frameworks.

    PubMed

    Hautz, Stefanie C; Hautz, Wolf E; Keller, Niklas; Feufel, Markus A; Spies, Claudia

    2015-01-01

    Hintergrund: In Deutschland haben die Gesellschaft für Medizinische Ausbildung (GMA) und der Medizinische Fakultätentag (MFT) den Nationalen Kompetenzbasierten Lernzielkatalog Medizin (NKLM) federführend entwickelt. Dieser beschreibt, wie viele internationale Pendants, detailliert Qualifikationen für Absolventen des Medizinstudiums. Die Definition derartiger Rahmenwerke folgt der Bestrebung, Ausbildungsinhalte den Lehrenden und Lernenden sowie der Gesellschaft transparent darzustellen. Der NKLM ergänzt die Listen von Themen aus Gegenstandskatalogen durch eine Sammlung erlernbarer Kompetenzen. Alle Rahmenwerke sind dabei entweder in Kapitel oder Domänen oder nach ärztlichen Rollen gegliedert. Dabei wirft die Definition der Gelehrten-Rolle zahlreiche Fragen auf, wie Studien gezeigt haben: Welcher Unterschied besteht zwischen den notwendigen Qualifikationen als wissenschaftlich qualifizierter Arzt und denen als ärztlicher Wissenschaftler? Wie werden die Schwerpunkte gesetzt und wie unterscheiden sie sich im internationalen Vergleich?Methode: In einer systematischen, dreistufigen Recherche wurden 13 internationale Rahmenwerke identifiziert und deren Inhalte durch eine qualitative Textanalyse mit den Inhalten der Gelehrten-Rolle des NKLM verglichen. Die drei Stufen umfassen (1) die systematische Suche, (2) die transparente Auswahl publizierter Rahmenwerke (in- und exclusion) und (3) die Datenextraktion, Kategorisierung und Validierung. Die Ergebnisse daraus wurden mit der Gelehrten-Rolle des NKLM verglichen.Ergebnisse: Die extrahierten Inhalte aller Rahmenwerke lassen sich in die Komponenten Gemeinsame Grundlagen, Klinische Anwendung, Forschung, Lehren und Bilden, sowie Lebenslanges Lernen gliedern. Im Unterschied zu den verglichenen Rahmenwerken betont der NKLM die zum Forschen und Lehren notwendigen Kompetenzen, während die klinische Anwendung eine vergleichsweise untergeordnete Rolle spielt. Schlussfolgerung: Die Inhalte der Gelehrtenrolle des NKLM

  11. Fire disturbance and vegetation dynamics : analysis and models

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Thonicke, Kirsten

    2003-04-01

    a particular region are to be reproduced, specific ignition sources, fire-critical climate conditions and vegetation composition become additional determinants. Vegetation composition changes the level of fire occurrence and spread, but has limited impact on the inter-annual variability of fire. The importance to consider the full range of major fire processes and links to vegetation dynamics become apparent under climate change conditions. Increases in climate-dependent length of fire season does not automatically imply increases in biomass burnt, it can be buffered or accelerated by changes in vegetation productivity. Changes in vegetation composition as well as enhanced vegetation productivity can intensify changes in fire and lead to even more fire-related emissions. --- Anmerkung: Die Autorin ist Trägerin des von der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Potsdam vergebenen Michelson-Preises für die beste Promotion des Jahres 2002/2003. Untersuchungen zur Rolle natürlicher Störungen in der Vegetation bzw. in Ökosystemen zeigen, dass natürliche Störungen ein essentielles und intrinsisches Element in Ökosystemen darstellen, substanziell zur Vitalität und strukturellen Diversität der Ökosysteme beitragen und Stoffkreisläufe sowohl auf dem lokalen als auch auf dem globalen Niveau beeinflussen. Feuer als Grasland-, Busch- oder Waldbrand ist ein besonderes Störungsagens, da es sowohl durch biotische als auch abiotische Umweltfaktoren verursacht wird. Es beeinflusst biogeochemische Kreisläufe und spielt für die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre durch Freisetzung klimarelevanter Spurengase und Aerosole aus der Verbrennung von Biomasse eine bedeutende Rolle. Dies wird auch durch die Emission von ca. 3.9 Gt Kohlenstoff pro Jahr unterstrichen, was einen großen Anteil am globalen Gesamtaufkommen ausmacht. Ein kombiniertes Modell, das die Effekte und Rückkopplungen zwischen Feuer und Vegetation beschreibt, wurde erforderlich

  12. Metabolic Engineering and Modeling of Metabolic Pathways to Improve Hydrogen Production by Photosynthetic Bacteria

    SciTech Connect

    Jiao, Y.; Navid, A.

    2014-12-19

    Rising energy demands and the imperative to reduce carbon dioxide (CO2) emissions are driving research on biofuels development. Hydrogen gas (H2) is one of the most promising biofuels and is seen as a future energy carrier by virtue of the fact that 1) it is renewable, 2) does not evolve the “greenhouse gas” CO2 in combustion, 3) liberates large amounts of energy per unit weight in combustion (having about 3 times the energy content of gasoline), and 4) is easily converted to electricity by fuel cells. Among the various bioenergy strategies, environmental groups and others say that the concept of the direct manufacture of alternative fuels, such as H2, by photosynthetic organisms is the only biofuel alternative without significant negative criticism [1]. Biological H2 production by photosynthetic microorganisms requires the use of a simple solar reactor such as a transparent closed box, with low energy requirements, and is considered as an attractive system to develop as a biocatalyst for H2 production [2]. Various purple bacteria including Rhodopseudomonas palustris, can utilize organic substrates as electron donors to produce H2 at the expense of solar energy. Because of the elimination of energy cost used for H2O oxidation and the prevention of the production of O2 that inhibits the H2-producing enzymes, the efficiency of light energy conversion to H2 by anoxygenic photosynthetic bacteria is in principle much higher than that by green algae or cyanobacteria, and is regarded as one of the most promising cultures for biological H2 production [3]. Here implemented a simple and relatively straightforward strategy for hydrogen production by photosynthetic microorganisms using sunlight, sulfur- or iron-based inorganic substrates, and CO2 as the feedstock. Carefully selected microorganisms with bioengineered beneficial

  13. Photo-fermentative bacteria aggregation triggered by L-cysteine during hydrogen production

    PubMed Central

    2013-01-01

    Background Hydrogen recovered from organic wastes and solar energy by photo-fermentative bacteria (PFB) has been suggested as a promising bioenergy strategy. However, the use of PFB for hydrogen production generally suffers from a serious biomass washout from photobioreactor, due to poor flocculation of PFB. In the continuous operation, PFB cells cannot be efficiently separated from supernatant and rush out with effluent from reactor continuously, which increased the effluent turbidity, meanwhile led to increases in pollutants. Moreover, to replenish the biomass washout, substrate was continuously utilized for cell growth rather than hydrogen production. Consequently, the poor flocculability not only deteriorated the effluent quality, but also decreased the potential yield of hydrogen from substrate. Therefore, enhancing the flocculability of PFB is urgent necessary to further develop photo-fermentative process. Results Here, we demonstrated that L-cysteine could improve hydrogen production of Rhodopseudomonas faecalis RLD-53, and more importantly, simultaneously trigger remarkable aggregation of PFB. Experiments showed that L-cysteine greatly promoted the production of extracellular polymeric substances, especially secretion of protein containing more disulfide bonds, and help for enhancement stability of floc of PFB. Through formation of disulfide bonds, L-cysteine not only promoted production of EPS, in particular the secretion of protein, but also stabilized the final confirmation of protein in EPS. In addition, the cell surface elements and functional groups, especially surface charged groups, have also been changed by L-cysteine. Consequently, absolute zeta potential reached a minimum value at 1.0 g/l of L-cysteine, which obviously decreased electrostatic repulsion interaction energy based on DLVO theory. Total interaction energy barrier decreased from 389.77 KT at 0.0 g/l of L-cysteine to 127.21 kT at 1.0 g/l. Conclusions Thus, the strain RLD-53 overcame the

  14. In vitro kinetic studies on the mechanism of oxygen-dependent cellular uptake of copper radiopharmaceuticals

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Holland, Jason P.; Giansiracusa, Jeffrey H.; Bell, Stephen G.; Wong, Luet-Lok; Dilworth, Jonathan R.

    2009-04-01

    The development of hypoxia-selective radiopharmaceuticals for use as therapeutic and/or imaging agents is of vital importance for both early identification and treatment of cancer and in the design of new drugs. Radiotracers based on copper for use in positron emission tomography have received great attention due to the successful application of copper(II) bis(thiosemicarbazonato) complexes, such as [60/62/64Cu(II)ATSM] and [60/62/64Cu(II)PTSM], as markers for tumour hypoxia and blood perfusion, respectively. Recent work has led to the proposal of a revised mechanism of hypoxia-selective cellular uptake and retention of [Cu(II)ATSM]. The work presented here describes non-steady-state kinetic simulations in which the reported pO2-dependent in vitro cellular uptake and retention of [64Cu(II)ATSM] in EMT6 murine carcinoma cells has been modelled by using the revised mechanistic scheme. Non-steady-state (NSS) kinetic analysis reveals that the model is in very good agreement with the reported experimental data with a root-mean-squared error of less than 6% between the simulated and experimental cellular uptake profiles. Estimated rate constants are derived for the cellular uptake and washout (k1 = 9.8 ± 0.59 × 10-4 s-1 and k2 = 2.9 ± 0.17 × 10-3 s-1), intracellular reduction (k3 = 5.2 ± 0.31 × 10-2 s-1), reoxidation (k4 = 2.2 ± 0.13 mol-1 dm3 s-1) and proton-mediated ligand dissociation (k5 = 9.0 ± 0.54 × 10-5 s-1). Previous mechanisms focused on the reduction and reoxidation steps. However, the data suggest that the origins of hypoxia-selective retention may reside with the stability of the copper(I) anion with respect to protonation and ligand dissociation. In vitro kinetic studies using the nicotimamide adenine dinucleotide (NADH)-dependent ferredoxin reductase enzyme PuR isolated from the bacterium Rhodopseudomonas palustris have also been conducted. NADH turnover frequencies are found to be dependent on the structure of the ligand and the results confirm

  15. Molecular factors controlling photosynthetic light harvesting by carotenoids.

    PubMed

    Polívka, Tomás; Frank, Harry A

    2010-08-17

    Carotenoids are naturally occurring pigments that absorb light in the spectral region in which the sun irradiates maximally. These molecules transfer this energy to chlorophylls, initiating the primary photochemical events of photosynthesis. Carotenoids also regulate the flow of energy within the photosynthetic apparatus and protect it from photoinduced damage caused by excess light absorption. To carry out these functions in nature, carotenoids are bound in discrete pigment-protein complexes in the proximity of chlorophylls. A few three-dimensional structures of these carotenoid complexes have been determined by X-ray crystallography. Thus, the stage is set for attempting to correlate the structural information with the spectroscopic properties of carotenoids to understand the molecular mechanism(s) of their function in photosynthetic systems. In this Account, we summarize current spectroscopic data describing the excited state energies and ultrafast dynamics of purified carotenoids in solution and bound in light-harvesting complexes from purple bacteria, marine algae, and green plants. Many of these complexes can be modified using mutagenesis or pigment exchange which facilitates the elucidation of correlations between structure and function. We describe the structural and electronic factors controlling the function of carotenoids as energy donors. We also discuss unresolved issues related to the nature of spectroscopically dark excited states, which could play a role in light harvesting. To illustrate the interplay between structural determinations and spectroscopic investigations that exemplifies work in the field, we describe the spectroscopic properties of four light-harvesting complexes whose structures have been determined to atomic resolution. The first, the LH2 complex from the purple bacterium Rhodopseudomonas acidophila, contains the carotenoid rhodopin glucoside. The second is the LHCII trimeric complex from higher plants which uses the carotenoids

  16. Probing the effect of the binding site on the electrostatic behavior of a series of carotenoids reconstituted into the light-harvesting 1 complex from purple photosynthetic bacterium Rhodospirillum rubrum detected by stark spectroscopy.

    PubMed

    Nakagawa, Katsunori; Suzuki, Satoru; Fujii, Ritsuko; Gardiner, Alastair T; Cogdell, Richard J; Nango, Mamoru; Hashimoto, Hideki

    2008-08-07

    the LH2 complex from Rhodopseudomonas acidophila 10050.

  17. Genes coding for the benzoyl-CoA pathway of anaerobic aromatic metabolism in the bacterium Thauera aromatica.

    PubMed

    Breese, K; Boll, M; Alt-Mörbe, J; Schägger, H; Fuchs, G

    1998-08-15

    Many aromatic compounds are anaerobically oxidized to CO2 via benzoyl-CoA as the common aromatic intermediate. In Thauera aromatica, the central benzoyl-CoA pathway comprises the ATP-driven two-electron reduction of the benzene ring; this reaction uses a ferredoxin as electron donor and is catalyzed by benzoyl-CoA reductase. The first intermediate, cyclohex-1,5-diene-1-carboxyl-CoA, is subsequently hydrated by dienoyl-CoA hydratase to 6-hydroxycyclohex-1-ene-1-carboxyl-CoA. Formation of the main product produced by cell extracts, 3-hydroxypimelyl-CoA, requires at least two further steps; the oxidation of a hydroxyl group and the hydrolytic carbon ring cleavage of a CoA-activated beta-oxoacid. In addition, enoyl-CoA hydratase may come into play. A cluster of eight adjacent genes, which are transcribed in the same direction and may form an operon, was found in this bacterium. The cluster codes for proven and postulated enzymes of the benzoyl-CoA pathway. The genes for the enzymes code for ferredoxin, four subunits of benzoyl-CoA reductase, dienoyl-CoA hydratase, 6-hydroxycyclohex-1-ene-1-carboxyl-CoA dehydrogenase (NAD+), and the ring hydrolyzing enzyme. The deduced amino acid sequences of these proteins were 35-86% similar to the corresponding sequences found in Rhodopseudomonas palustris. Benzoyl-CoA reductase subunits exhibit distinct similarities with 2-hydroxyglutaryl-CoA dehydratase and its ATP-hydrolysing activase protein of Acidaminococcus fermentans as well as with open reading frames of unknown function in other bacteria. Conversion of benzoyl-CoA to 3-hydroxypimelyl-CoA can be explained by a minimal model of the benzoyl-CoA pathway assuming the four enzymes whose genes were characterized and an additional enoyl-CoA hydratase. In R. palustris the dienoyl-CoA hydratase gene is lacking suggesting the operation of a modified benzoyl-CoA pathway with cyclohex-1-ene-1-carboxyl-CoA as intermediate.

  18. Phylogenetic tree and sequence similarity of beta-lactamases.

    PubMed

    Ogawara, H

    1993-06-01

    beta-Lactamases are the main cause of beta-lactam resistance in many pathogenic bacteria. These enzymes can be detected in a variety of pathogenic as well as non-pathogenic bacteria. The cyanobacteria are also known to produce a beta-lactamase. Recently, the amino acid sequences and the three-dimensional structures of some of these beta-lactamases have been clarified. On the basis of the amino acid sequences of 47 beta-lactamases and the computer-aided analysis, a phylogenetic tree is proposed in this paper. According to the tree, beta-lactamases are classified into six groups. Group 1 beta-lactamases are mainly composed of plasmid-mediated enzymes from gram-negative bacteria. However, chromosome-derived beta-lactamases from Klebsiella pneumoniae and Rhodopseudomonas capsulata take part in this group. Group 2 enzymes consist of a part of the chromosome-encoded beta-lactamases from Streptomyces, and chromosome-mediated enzymes from Yersinia enterocolitica, Citrobacter diversus, and Klebsiella oxytoca. Chromosome-encoded beta-lactamases from gram-negative bacteria form group 3. Group 4 is composed of metalloenzymes, whereas group 5 consists of OXA type beta-lactamases. Chromosome-encoded beta-lactamases from gram-positive bacteria form group 6. Comparison of the amino acid sequences among these groups confirmed the phylogenetic tree and the classification: the beta-lactamases in each group have its particular conserved amino acid sequences. In addition, the tree provides more detailed classification and time-scale mutual relationships and predicts new types of beta-lactamases that may be found. Furthermore, the classification deduced from the tree is generally in accord with the one based on the amino acid sequences reported previously. However, the class A beta-lactamases are clearly divided into three groups: groups 1, 2, and 6. RDF2 analysis shows that some combinations between beta-lactamases and beta-lactam-interacting proteins as well as eukaryotic proteins

  19. Global Regulatory Pathways in the Alphaproteobacteria

    SciTech Connect

    2007-04-27

    A major goal for microbiologists in the twenty-first century is to develop an understanding of the microbial cell in all its complexity. In addition to understanding the function of individual gene products we need to focus on how the cell regulates gene expression at a global level to respond to different environmental parameters. Development of genomic technologies such as complete genome sequencing, proteomics, and global comparisons of mRNA expression patterns allows us to begin to address this issue. This proposal focuses on a number of phylogenetically related bacteria that are involved in environmentally important processes such as carbon sequestration and bioremediation. Genome sequencing projects of a number of these bacteria have revealed the presence of a small family of regulatory genes found thus far only in the alpha-proteobacteria. These genes encode proteins that are related to the global regulatory protein RosR in Rhizobium etli, which is involved in determining nodulation competitiveness in this bacterium. Our goal is to examine the function of the proteins encoded by this gene family in several of the bacteria containing homologs to RosR. We will construct gene disruption mutations in a number of these bacteria and characterize the resulting mutant strains using two-dimensional gel electrophoresis and genetic and biochemical techniques. We will thus determine if the other proteins also function as global regulators of gene expression. Using proteomics methods we will identify the specific proteins whose expression varies depending on the presence or absence of the RosR homolog. Over fifty loci regulated by RosR have been identified in R. etli using transposon mutagenesis; this will serve as out benchmark to which we will compare the other regulons. We expect to identify genes regulated by RosR homologs in several bacterial species, including, but not limited to Rhodopseudomonas palustris and Sphingomonas aromaticivorans. In this way we will

  20. Airborne laser-spark for ambient desorption/ionisation.

    PubMed

    Bierstedt, Andreas; Riedel, Jens

    2016-01-01

    Desorption als auch die Ionisation erfolgen hierbei durch ein laserbetriebenes Luftplasma. Die Abwesenheit fester oder flüssiger Elektroden hat zur Folge, dass die Methode weder unter chemischen Interferenzen noch unter Verschleiß durch Korrosionsbrand oder abgetragenes Elektrodenmaterial leidet. Insgesamt betrachtet herrscht in dem Plasma Elektroneutralität, wodurch Aufladungseffekte minimiert werden, die andernfalls zu einer langfristigenÄderung der Flugbahnen von Ionen während der Experimente führen kann. In dem Ansatz eine freischwebende Luftentladung bei Atmosphärendruck zu verwenden agiert die Luft nicht nur als Plasmamedium sondert dient zusätzlich als Badgas für die stoßinduzierte Kühlung der entstehenden Ionen. Die Ionisierung der Analytmoleküle erfolgt nicht unmittelbar im Plasma sondern in dessen direkter Umgebung durch Wechselwirkung mit freigesetzten ionischen Luftspezies, freien Elektronen oder Photonen im kurzwelligen ultravioletten Bereich. Jede Laserentladung erzeugt eine hörbare Stoßwelle, in welcher neu produzierte reaktive Spezies freigesetzt werden, welche sich konzentrisch ausbreiten, so dass eine Diffusion der Analytmoleküle ins heiße Innere des Plasmas verhindert wird. Daraus folgt, dass im Interaktionsvolumen zwischen Plasma und Analyt der Temperaturgrenzwert für eine thermische Dissoziation oder Fragmentierung der Moleküle nicht überschritten wird. Experimentell konnte belegt werden, dass das vorgestellte Ionisierungsschema sehr unselektiv bezüglich der chemischen Analytklasse ist und kaum Fragmentierungsprodukte beobachtet werden können. Messungen einer breitgefächerten Auswahl unterschiedlicher Testsubstanzen, wie beispielsweise polarer und unpolarer Kohlenwasserstoffe, Zuckern, niedermolekularer pharmazeutischer Wirkstoffe, sowie natürlicher Biomoleküle in Lebensmittelproben unmittelbar aus ihren komplexen Matrizes, führten zu aussagekräftigen Massenspektren. Zumal das Lasermedium feuchte Luft ist, scheint der

  1. Melker Meilensteine auf dem Weg in ein naturwissenschaftliches Zeitalter - Glanzlichter der Ausstellung zum Internationalen Astronomiejahr 2009 in der Melker Stiftsbibliothek.

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Beck, Paul G.; Zotti, Georg

    2009-06-01

    Das Mittelalter wird weithin als die dunkle Epoche in der Geschichte der Europäischen Wissenschaften betrachtet, und insbesondere das Leben in den Klöstern galt lange Zeit als frei von jeglichem Interesse für Naturwissenschaften abseits der Medizin. Im Mittelalter galt die Astronomie bloß als Mittel zum Zweck, um religiöse und zivile Kalender erstellen zu können. Durch den Bestand der Handschriftenkammer der Melker Stiftsbibliothek eröffnet sich uns eine neue Sichtweise auf das gegen Ende des Mittelalters wachsende Interesse an den Naturwissenschaften. Dies wurde durch die starke Aufwertung der Klosterbibliothek im Rahmen der 'Melker Reform' im 15. Jahrhundert noch weiter verstärkt. Diese Epoche fällt mit der Frühphase der Universität Wien und der 'ersten Wiener Schule der Astronomie' zusammen. Dieser Artikel beleuchtet ausgewählte astronomischen Werke in der Melker Stiftsbibliothek zwischen dem frühen 9 und dem 18. Jahrhundert. Einen Schwerpunkt stellt das Wirken der Wiener Schule der Astronomie dar, wobei wir u.a. die Melker Abschrift von Peuerbachs Gutachten über den Kometen von 1456 sowie die im Stift Melk durchgeführte Beobachtung der Mondfinsternis von 1457 durch Regiomontanus und Peuerbach beleuchten. Dieser Beitrag ist der einführende Übersichtsartikel zum Ausstellungsprojekt in der Melker Stiftsbibliothek im Rahmen des Internationalen Jahres der Astronomie 2009. The medieval period is commonly seen as a dark epoch for science in Europe. Especially monasteries were seen as institutions without interest in natural sciences except for medicine. Astronomy was allegedly only a tool to construct religious and civil calendars. The inventory of the medieval manuscript collection of the library of the Abbey of Melk allows a new view on the growing interest in the exact sciences towards the end of the medieval ages. This interest was intensified through the increased importance of the monastery library due to the monastery reform

  2. Peyton's 4-Steps-Approach in comparison: Medium-term effects on learning external chest compression - a pilot study.

    PubMed

    Münster, Tobias; Stosch, Christoph; Hindrichs, Nina; Franklin, Jeremy; Matthes, Jan

    2016-01-01

    Einführung: Die extrakorporale Herzdruckmassage ist eine wichtige Fertigkeit, um ein Minimum der Organdurchblutung bei Patienten/-innen mit Herz-Kreislauf-Stillstand zu gewährleisten, bis weitere medizinische Hilfe geleistet werden kann. Eine Methode um diese Fertigkeit zu vermitteln ist der Ansatz nach Peyton. Dieser besteht aus 4 Schritten: Demonstration, Dekonstruktion, Verständnis und Durchführung. Bezogen auf die kardiopulmonale Reanimation wird eine Überlegenheit dieser Methode gegenüber Anderen angenommen, ist jedoch bisher durch Studien nicht ausreichend gesichert. In unserer Studie haben wir den mittelfristigen Lernerfolg durch die 4-Schritt-Methode nach Peyton („PEY“) mit dem der Modifikation „PMOD“ (4-Schritt-Methode ohne Schritt 3) und dem „STDM“ (Standardmodell, entsprechend der weit verbreiteten Methode „See one Do one“, entspricht der 4-Schritt-Methode ohne Schritt 1 und 3,) anhand von Parametern der Durchführung einer Herzdruckmassage am Modell verglichen.Material und Methoden: Die prospektiv, randomisierte Pilotstudie wurde im Sommersemester 2009 im Kölner Interprofessionellen SkillsLab und Simulationszentrum (KISS) an der Universität zu Köln durchgeführt. Die Probanden (Studierende der Humanmedizin des zweiten und dritten Fachsemesters) nahmen freiwillig an der Studie teil. Die Studierenden wurden in drei parallele Studiengruppen randomisiert, die nach jeweils einer der oben genannten Methoden unterrichtet wurden. Eine Woche sowie fünf bzw. sechs Monate nach Intervention wurden die Probanden in einer objektivierten strukturierten Einzel-Überprüfung bzgl. ihrer Reanimationsfertigkeiten geprüft. Die Ergebnisse der Gruppen wurden hinsichtlich der Parameter Kompressionsfrequenz, Kompressionstiefe, Anteil richtiger Kompressionen sowie Anzahl in einer Checkliste erreichter Items verglichen. Verglichen wurden außerdem Häufigkeitsverteilungen bezogen auf das Umsetzen oder Verfehlen damals geltender Leitlinienempfehlungen

  3. Polymers at membranes

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Breidenich, Markus

    2000-11-01

    The surface of biological cells consists of a lipid membrane and a large amount of various proteins and polymers, which are embedded in the membrane or attached to it. We investigate how membranes are influenced by polymers, which are anchored to the membrane by one end. The entropic pressure exerted by the polymer induces a curvature, which bends the membrane away from the polymer. The resulting membrane shape profile is a cone in the vicinity of the anchor segment and a catenoid far away from it. The perturbative calculations are confirmed by Monte-Carlo simulations. An additional attractive interaction between polymer and membrane reduces the entropically induced curvature. In the limit of strong adsorption, the polymer is localized directly on the membrane surface and does not induce any pressure, i.e. the membrane curvature vanishes. If the polymer is not anchored directly on the membrane surface, but in a non-vanishing anchoring distance, the membrane bends towards the polymer for strong adsorption. In the last part of the thesis, we study membranes under the influence of non-anchored polymers in solution. In the limit of pure steric interactions between the membrane and free polymers, the membrane curves towards the polymers (in contrast to the case of anchored polymers). In the limit of strong adsorption the membrane bends away from the polymers. Die Oberfläche biologischer Zellen besteht aus einer Lipidmembran und einer Vielzahl von Proteinen und Polymeren, die in die Membran eingebaut sind. Die Beeinflussung der Membran durch Polymere, die mit einem Ende an der Membran verankert sind, wird im Rahmen dieser Arbeit anhand eines vereinfachten biomimetischen Systems studiert. Der entropische Druck, den das Polymer durch Stöße auf die Membran ausübt, führt dazu, dass sich die Membran vom Polymer weg krümmt. Die resultierende Membranform ist ein Kegel in der Nähe des Ankers und ein Katenoid in grossem Abstand vom Ankerpunkt. Monte Carlo-Simulationen best

  4. How do German veterinarians use social networks? A study, using the example of the 'NOVICE' veterinary medicine network.

    PubMed

    Schaper, Elisabeth; Forrest, Neil D; Tipold, Andrea; Ehlers, Jan P

    2013-01-01

    Zielsetzung: NOVICE (Network Of Veterinary ICt in Education, http://www.noviceproject.eu) ist ein soziales professionelles online-Netzwerk für Tiermediziner, Dozierende und Studierende der Tiermedizin sowie für E-Learning-Berater bzw. Didaktiker der veterinärmedizinischen Bildungsstätten. In dieser Arbeit sollte untersucht werden, wie die Akzeptanz bei deutschen Tierärzten, Dozierenden und Studierenden der Veterinärmedizin sowie E-Learning-Beauftragten für ein fachspezifisches Netzwerk ist, welche Anforderungen durch die Nutzer an soziale online-Netzwerke gestellt werden, wie der Umgang mit Web 2.0-Werkzeugen [21], [30] erfolgt und welches Potential ein berufsspezifisches Netzwerk bieten könnte. Methodik: Die Untersuchung erfolgte mittels Datenanalyse durch die Datenbank der Elgg-Plattform sowie zusätzlich mit google analytics. Jährliche Fokusgruppenbefragungen und Einzelinterviews wurden durchgeführt, um eine Akzeptanzanalyse der Netzwerk-Nutzer vorzunehmen.Ergebnisse: In NOVICE haben sich zwischen dem 01. September 2010 und 21. März 2012 1961 Mitglieder aus 73 Ländern registriert, dabei hat Deutschland mit 565 Nutzern (28,81%) den größten Anteil. In diesem Zeitraum kamen auch die meisten Einzelbesuche der Webseite aus Deutschland. Insgesamt sind im Netzwerk 24,83% aller Mitglieder und 19,22% der deutschen Mitglieder aktiv. In Bezug auf das Geschlecht befinden sich sowohl in Hinblick auf alle Mitglieder als auch auf die deutschen Mitglieder deutlich mehr Frauen als Männer in NOVICE. Die am häufigsten verwendeten Web 2.0-Werkzeuge sind das Versenden von Chat- und Email-Nachrichten sowie das Schreiben von Wiki- und Diskussionsbeiträgen. Aus den Fokusgruppenbefragungen ging hervor, dass von den Befragten in der Regel auch andere online-communities in Anspruch genommen werden, die aktiven Mitglieder mehr Web 2.0-Werkzeuge nutzen als in anderen Netzwerken, während die passiven Mitglieder in allen Netzwerken eher zurückhaltend sind. Über ein eigenes

  5. Traumatic diaphragmatic ruptures: clinical presentation, diagnosis and surgical approach in adults.

    PubMed

    Hofmann, Sabine; Kornmann, Marko; Henne-Bruns, Doris; Formentini, Andrea

    2012-01-01

    Einleitung: Zwerchfellhernien sind selten, aber potentiell lebensgefährlich durch Hernierung von intraabdominellen Organen in die Pleurahöhlen. Sie können in der initialen Diagnostik leicht übersehen werden und meist ist ein dringender klinischer Verdacht notwendig, um die Diagnose zu stellen. Ziel dieser retrospektiven Studie war es, das klinische Bild, diagnostische Methoden und die chirurgische Vorgehensweise in Bezug auf Patienten mit Zwerchfellrupturen, die an unserem Institut behandelt wurden, zu evaluieren.Methoden: Eine retrospektive Studie wurde durchgeführt, um unsere Erfahrungen mit Patienten mit traumatischer Zwerchfellruptur zu untersuchen. Krankenakten wurden hinsichtlich Alter, Geschlecht, Seitenlokalisation, Begleitverletzungen, chirurgischem Vorgehen, Diagnostik, Zeitspanne bis zur Diagnosestellung und klinischen Ergebnissen ausgewertet.Ergebnisse: 14 Patienten (medianes Alter: 46 Jahre, Spanne: 18–71 Jahre, 9 männlich, 5 weiblich) wurden mit der Diagnose einer traumatischen Zwerchfellruptur (rechte Seite: 4, linke Seite 10) wurden in unserer Klinik im Zeitraum von Juli 2003 bis September 2011 operativ behandelt. Unfallmechanismen waren penetrierend (14%), stumpf (50%) und andere (36%). Assoziierte Abdominalverletzungen beinhalteten die Milzruptur (n=3), Leberruptur (n=2), Bauchwandverletzung (n=2) und Magenperforation (n=1). Computertomographie war die Untersuchungsmethode mit der höchsten Sensitivität. Alle Patienten wurden über einen transabdominellen Zugang operiert, 10 erhielten einen Verschluß des Defektes mittels direkter Naht, 4 wurden mit einem Kunststoffnetz versorgt. Assoziierte Baucheingriffe beinhalteten die Splenektomie (n=3), „Packing“ der Leber (n=2), Bauchwandrekonstruktion (n=2) und Magenteilresektion (n=1). Morbidität und Mortalität während des stationären Aufenthaltes betrugen 36% und 0%. Der mediane postoperative Krankenhausaufenthalt waren 17 Tage (zwischen 7 und 40 Tagen).Schlussfolgerung: Morbidität und

  6. Why do - or don't - patients with urinary tract infection participate in a clinical trial? A qualitative study in German family medicine.

    PubMed

    Bleidorn, Jutta; Bucak, Sermin; Gágyor, Ildikó; Hummers-Pradier, Eva; Dierks, Marie-Luise

    2015-01-01

    Hintergrund: Die Durchführung vieler klinischer Studien wird beeinträchtigt durch ungenügenden Patienteneinschluss, nicht zuletzt aufgrund einer nennenswerten Anzahl infrage kommender Patienten, die eine Studienteilnahme ablehnen. Auch wenn Barrieren und motivierende Faktoren für eine Studienteilnahme von Patienten mit onkologischen Erkrankungen oder chronischen Krankheiten bereits untersucht wurden, ist wenig bekannt über die diesbezügliche Einstellung hausärztlicher Patienten, die mit einer unkomplizierten Erkrankung ihren Hausarzt aufsuchen. Die vorliegende Studie hat zum Ziel, Motivationsfaktoren und Barrieren hausärztlicher Patienten für eine Studienteilnahme zu untersuchen, und Faktoren zu identifizieren, die die Patientenrekrutierung in zukünftigen Studien erleichtern. Methode: Diese Studie war eingebettet in eine Arzneimittelstudie, in der zwei Behandlungsstrategien bei Frauen mit unkompliziertem Harnwegsinfekt im hausärztlichen Setting untersucht wurden. Semistrukturierte telefonische Interviews wurden sowohl mit Studienteilnehmerinnen wie auch mit Ablehnerinnen durchgeführt. Der Interviewleitfaden fokussierte auf den persönlichen motivierenden oder hinderlichen Faktoren der Patientinnen. Weitere Aspekte umfassten das Studienthema, die Rolle des Hausarztes, Randomisierung, Studienabläufe und potentielle motivierende/hinderliche Faktoren für andere Patientinnen. Die Analyse der Transskripte erfolgte mittels zusammenfassender qualitativer Inhaltsanalyse.Ergebnisse: 20 Interviews mit Studienteilnehmerinnen und 5 Interviews mit Ablehnerinnen wurden durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen unterschiedliche Gründe für eine Studienteilnahme aus den drei Bereichen: persönliche Aspekte, studienbezogene Aspekte und Beziehung zum Hausarzt. Ein relevantes Studienthema und ein wahrgenommener persönlicher Benefit fördert die Studienteilnahme ebenso wie der generelle Wunsch, Forschung zu unterstützen. Die Gewissheit, dass in jedem Fall mit einer

  7. Recurrent urinary tract infections and complications after symptomatic versus antibiotic treatment: follow-up of a randomised controlled trial.

    PubMed

    Bleidorn, Jutta; Hummers-Pradier, Eva; Schmiemann, Guido; Wiese, Birgitt; Gágyor, Ildikó

    2016-01-01

    Hintergrund: Unkomplizierte Harnwegsinfekte (HWI) sind eine häufige Erkrankung in der Allgemeinmedizin und werden üblicherweise antibiotisch behandelt. Rezidive stellen dabei ein ernstzunehmendes Problem für betroffene Frauen dar. Über Rezidive und Komplikationen nach nicht-antibiotischer Behandlung unkomplizierter Harnwegsinfekte ist wenig bekannt.Mit der Studie ICUTI (Immediate vs. conditional antibiotic use in uncomplicated UTI, gefördert vom BMBF 01KG1105) wurde untersucht, ob eine initial symptomatische Behandlung mit Ibuprofen eine alternative Behandlungsmöglichkeit beim Harnwegsinfekt darstellt. Die hier vorgestellte Analyse hatte zum Ziel, den Einfluss einer initialen (nicht)antibiotischen Therapie auf das Auftreten von Rezidiven und Pyelonephritiden zwischen Tag 28 und 6 Monaten nach Einschluss in die Studie darzustellen.Methode: Retrospektive Analyse der 6-Monats-Nachbefragung der ICUTI-Teilnehmer. Durch telefonische Befragung 6 Monate nach Einschluss in die Studie wurde das Auftreten von Rezidiven, Pyelonephritiden und Krankenhausaufnahmen dokumentiert. Die statistische Auswertung erfolgte durch deskriptive und multivariate Analysen mit SPSS 21.Ergebnisse: Bei der 6-Monats-Nachbefragung wurden 386 ICUTI-Teilnehmerinnen erreicht (494 waren in ICUTI eingeschlossen worden, 446 hatten die Studie beendet). Zwischen Tag 28 und 6 Monaten nach Einschluss in ICUTI berichteten 80 Patientinnen insgesamt 84 Rezidive. In der univariaten und in der multivariaten Analyse zeigte sich kein Einfluss der initialen Behandlungsgruppe oder einer antibiotischen Behandlung auf die Zahl der Patientinnen mit Rezidiven. Allerdings zeigten beide Analysen, dass Patientinnen mit vorherigen Harnwegsinfekten signifikant häufiger weitere Rezidive bekamen. Pyelonephritiden traten bei zwei Patientinnen in der antibiotisch behandelten Gruppe und bei einer Patientin in der nicht antibiotisch behandelten Gruppe auf.Schlussfolgerung: Die Follow-up-Analyse der Nachbefragung nach einem

  8. The future of practical skills in undergraduate medical education - an explorative Delphi-Study.

    PubMed

    Dannenberg, Katja Anne; Stroben, Fabian; Schröder, Therese; Thomas, Anke; Hautz, Wolf E

    2016-01-01

    Hintergrund: 64% der Berufsanfänger in Deutschland fühlen sich nicht ausreichend auf die praktischen Anforderungen des Arztberufes vorbereitet. Ziel „ergebnisorientierter Ausbildung“ ist es, medizinische Curricula von den am Ende des Studiums notwendigen Kompetenzen ausgehend zu strukturieren und so die Lücke zwischen nötigen und erworbenen Fähigkeiten der Absolventen zu reduzieren. Dazu dienen insbesondere Lernzielkataloge (outcome frameworks OF). Als Vorarbeit zur Entwicklung des Nationalen Kompetenzbasierten Lernzielkatalogs Medizin (NKLM) – des deutschen OF - wurde 2011 das „Konsensusstatement Praktische Fertigkeiten im Medizinstudium“ publiziert, welches Lehre und Erwerb praktischer Fertigkeiten in Deutschland strukturiert und größtenteils in das Kapitel „Klinisch-Praktische Fertigkeiten“ des NKLM einfloss. Von der Definition über die Implementation eines OF bis zum Abschluss der Studierenden vergeht oftmals jedoch wenigstens ein Jahrzehnt, was die Lücke zwischen nötigen und erworbenen Kompetenzen wieder vergrößern kann. Ziel dieser Arbeit ist es daher, Thesen zur zukünftigen Entwicklung des Gesundheitswesens zu generieren und auf ein bestehendes OF anzuwenden. Methodik: Mittels halbstrukturierter Experteninterviews wurden Thesen zur allgemeinen, zukünftigen Entwicklung im Gesundheitswesen generiert. Diese Thesen wurden durch ärztliche Experten auf die Wahrscheinlichkeit ihres Eintretens bis zum Jahr 2025 hin bewertet. Die 288 Lernziele des Konsensusstatements, wurden von derselben Expertenkohorte in einer 2-stufigen, explorativen Delphi-Befragung auf ihre mittelfristige Relevanz für die ärztliche Ausbildung hin bewertet. Ergebnisse: Es wurden 11 Thesen zur Entwicklung der Medizin generiert und von 738 Experten bewertet und diskutiert. Die Thesen umfassen die Zunahme altersassoziierter Erkrankungen, die zunehmende Bedeutung von interprofessioneller Zusammenarbeit sowie eine steigende Verbreitung von telemedizinischen Anwendungen

  9. Video-based instructions for surgical hand disinfection as a replacement for conventional tuition? A randomised, blind comparative study.

    PubMed

    Weber, Uwe; Constantinescu, Mihai A; Woermann, Ulrich; Schmitz, Felix; Schnabel, Kai

    2016-01-01

    Einleitung: Für die Unterrichtsgestaltung zur Einführung der chirurgischen Händedesinfektion stehen unterschiedliche Lernmethoden zur Verfügung. Diese Lernmethoden sollen dabei helfen, das Unterrichtsthema zu strukturieren und zu bewältigen. Der Einsatz eines Videofilms ist, durch die realen Darstellungsmöglichkeiten der praktischen Demonstration, eine Alternative zum konventionellen Unterricht. Ziel: Mit der vorliegenden Studie wird vergleichend untersucht, welche Vermittlungsform effektiver für das Erlernen und Anwenden der chirurgischen Händedesinfektion von Medizinstudenten im 1. Studienjahr ist: videobasierte Instruktion oder konventioneller Unterricht.Methodik: Insgesamt wurden 50 Medizinstudierende im 1. Studienjahr per Zufall entweder der Lerngruppe „konventionelle Instruktion“ (KI) oder der Lerngruppe „videobasierte Instruktion“ (VI) zugeordnet. Die konventionelle Instruktion erfolgte durch einen erfahrenen Nurse Preceptors/Nurse Educators für den Operationssaal, der die vorzubereitenden Massnahmen sowie die eigentliche Prozedur im Rahmen einer zweiminütigen Lektion vermittelte. Die zweite Gruppe sah eine Videosequenz von 2 Minuten mit identischen Inhalten. Beide Gruppen demonstrierten ihr akkumuliertes Wissen im Anschluss praktisch an einer einzelnen praktischen Prüfungsstation. Die Güte (a) der Vorbereitung und (b) der Prozedur wurde ebenso wie (c) die Qualität des Ergebnisses von 6 geblendeten Experten anhand einer Checkliste beurteilt. Die Akzeptanz der jeweiligen Vermittlungsform wurde mittels eines Fragebogens erfragt.Ergebnisse: Die Gruppenleistungen unterschieden sich weder in der Vorbereitung (t=-78, p<0.44) noch in der Qualität (t=-99, p<0.34). In Hinblick auf die Performanz konnte ein starker Treatment-Effekt nachgewiesen werden. In der Durchführung (t=-3.33, p<0.002, d=0.943) sowie im Total Score (t=-2.65, p<0.011, d=0.751) erzielte die Gruppe mit videobasierter Instruktion ein signifikant besseres Ergebnis. Auf die Frage

  10. Theory and practice in medical education--expectations and development of skills experienced by students of human medicine compared with students in other disciplines.

    PubMed

    Piedmont, Silke; Robra, Bernt-Peter

    2015-01-01

    Zielsetzung: Der vorliegende Artikel vergleicht Studierende der Humanmedizin (HM) mit Studierenden der Fächergruppen MINT, Geistes- und Sozialwissenschaften sowie Rechts- und Wirtschaftswissenschaften hinsichtlich ihrer Erwartungen an Studium und Beruf und der Kompetenzbereiche, in denen sie sich im Studium gefördert fühlen. Dadurch werden Spezifika der angehenden Humanmediziner/innen herausgearbeitet, die unter dem Fokus „Wissenschafts- und Praxisorientierung des Studiums“ diskutiert werden.Methodik: Datenbasis ist der Public Use File des „11. Studierendensurveys“, eine schriftliche Befragung von zufällig ausgewählten Studierenden an 25 deutschen Hochschulen im Wintersemester 2009/2010, die durch die Arbeitsgruppe Hochschulforschung der Universität Konstanz zur Verfügung gestellt wurde. Angaben von 7536 Studierenden werden einbezogen, darunter 488 (6,5%) angehende Humanmediziner/innen.Ergebnisse: Humanmedizinerinnen und Humanmediziner haben ein klares Berufsziel und möchten zügig studieren. Sie weisen ein weit überdurchschnittliches Interesse an der Arbeit mit und für Menschen auf. Rund jede/r zweite von ihnen ist an einer wissenschaftlichen oder forschenden Tätigkeit interessiert (je 53% - nahe am Durchschnitt aller Fächer). Verglichen mit den anderen Fächergruppen sprechen HM ihrem Studium am häufigsten einen Praxis- sowie Forschungsbezug zu und fühlen sich am häufigsten auch auf ihren Beruf vorbereitet. Jedoch sieht sich über die Hälfte aller Studierenden (Ø 53,3%; HM 54,5%) eher nicht in ihrer Forschungskompetenz gefördert. Vor allem MINT-Studierende können ihre Kompetenzen stärker durch selbständiges Erproben erweitern, während Praxis und Wissenschaft in der regulären Lehre der Humanmedizin eher theoretisch vermittelt werden. Entsprechend fühlen sich die HM in einigen Kompetenzbereichen, die für ihre spätere Arbeit nötig sind, weniger gefördert als Studierende anderer Fächergruppen, beispielsweise in ihrer Selbst

  11. S1-Leitlinie zur UV-Phototherapie und Photochemotherapie.

    PubMed

    Herzinger, Thomas; Berneburg, Mark; Ghoreschi, Kamran; Gollnick, Harald; Hölzle, Erhard; Hönigsmann, Herbert; Lehmann, Percy; Peters, Thorsten; Röcken, Martin; Scharffetter-Kochanek, Karin; Schwarz, Thomas; Simon, Jan; Tanew, Adrian; Weichenthal, Michael

    2016-08-01

    Die heilsame Wirkung des Sonnenlichts war teilweise schon im Altertum bekannt und fand in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts wieder zunehmend Beachtung. Den Beginn der modernen Phototherapien markiert die Entwicklung einer Apparatur zur ultravioletten Bestrahlung der Hauttuberkulose durch Finnsen zu Beginn des zwanzigsten Jahrhunderts. Zur Therapie von Hauterkrankungen finden beinahe ausschließlich die spektralen Bereiche unterhalb des sichtbaren Lichtes (ultraviolett) Anwendung. Seit den 1970er Jahren stehen zunehmend leistungsfähige künstliche Strahlenquellen bereit für die Therapie mit UVB, UVA und die Kombination von UVA mit Photosensibilisatoren (Photochemotherapie). Hohe strukturelle und prozedurale Qualitätsstandards sind unabdingbare Voraussetzung für die Durchführung einer gleichermaßen wirkungsvollen wie auch sicheren Phototherapie. Die Leitlinie formuliert den aktuellen Konsens führender Experten auf dem Gebiet der Phototherapie in Bezug auf die Indikationen für die jeweiligen Therapieverfahren, deren Gegenanzeigen und Nebenwirkungen und insbesondere für die Wahl der korrekten Dosis zu Beginn und im Verlauf einer Therapie sowie das Management von Nebenwirkungen.

  12. [Quality of advanced practice nurse counseling in home care settings (APN-BQ): psychometric testing of the instrument].

    PubMed

    Petry, Heidi; Suter-Riederer, Susanne; Kerker-Specker, Carmen; Imhof, Lorenz

    2014-12-01

    Hintergrund: Patientenzentrierte und individuell ausgerichtete Angebote, wie die häusliche Beratung durch Pflegeexpertinnen-APN (Advanced Practice Nurses), eignen sich besonders, chronisch kranke alte Menschen in einer möglichst selbstständigen Lebensführung zu unterstützen. Methode: Um die Qualität einer patientenzentrierten Beratung zu evaluieren, wurde ein 23-Item Instrument entwickelt und seine psychometrischen Eigenschaften mit einer Stichprobe von 206 Personen, die 80 Jahre und älter waren getestet. Ziel: Ziel dieses Artikels ist es, die Entwicklung und Evaluation des APN-BQ zu beschreiben. Die psychometrische Testung des Instruments erfolgte anhand einer Hauptkomponentenanalyse mit Varimax-Rotation. Ergebnisse: Die Analyse ergab eine stabile vier Faktorenstruktur (FS = 0,91) mit 19 Items. Alle Faktoren hatten eine Faktorladung > 0,45. Die interne Konsistenz der Gesamtskala ergab einen Wert von Cronbachs alpha 0,86. Die hohe Rücklaufquote der Fragebogen und die Tatsache, dass 98,8 % der Fragen beantwortet wurden, bestätigten die Anwendungsfreundlichkeit und Akzeptanz des Instruments. Schlussfolgerungen: Das APN-BQ erwies sich als zuverlässiges und in Bezug auf Inhalt und Konstrukt valides Instrument, die Struktur-, Prozess- und Ergebnisqualität einer patientenzentrierten Beratungsintervention in der gemeindenahen Versorgung sowie das Ausmaß der Partizipation und Selbstbefähigung (Empowerment) der zu Beratenden zu messen.

  13. Bacterial etiology and antibiotic susceptibility pattern of diabetic foot infections in Tabriz, Iran.

    PubMed

    Akhi, Mohammad Taghi; Ghotaslou, Reza; Asgharzadeh, Mohammad; Varshochi, Mojtaba; Pirzadeh, Tahereh; Memar, Mohammad Yousef; Zahedi Bialvaei, Abed; Seifi Yarijan Sofla, Hasan; Alizadeh, Naser

    2015-01-01

    Zielsetzung: Es sollte die bakterielle Ätiologie (anaerobe und aerobe Flora) und Antibiotikaempfindlichkeit von Erregern beim diabetischen Fußsyndrom analysiert werden.Methode: Die Kultivierung erfolgte unter optimalen aeroben und anaeroben Bedingungen. Die Identifizierung der bakteriellen Isolate wurde mit mikrobiologischen Standardmethoden vorgenommen. Die Testung der Antibiotikaempfindlichkeit erfolgte gemäß den Richtlinien des Clinical und Laboratory Standards Instituts (CLSI).Ergebnisse: Von 60 Proben diabetischer Fußulcera wurden 92 Bakterienstämme isoliert. Dominierende Aerobier waren S. aureus (28%), gefolgt von Vertretern der Enterobacteriaceae (24%) einschließlich Escherichia coli (15%), Citrobacter spp. (4%), Enterobacter spp. (43%) und Coagulase-negativen Staphylococcus spp. (17%), Enterococcus spp. (15%), Pseudomonas aeroginosa (7%) und Acinetobacter spp. (4%). In den anaeroben Kulturen war in 4% der Ulcera Bacteroides fragilis nachweisbar, jedoch in keinem Fall Clostridium spp. Alle Gram-positiven Isolate waren gegen Linezolid empfindlich; alle Vertreter der Enterobacteriaceae waren gegenüber Imipenem empfindlich.Schlussfolgerung: Die meisten Infektionen bei den diabetischen Fußulcera waren durch eine Mischflora mit Dominanz von S. aureus und B. fragilis gekennzeichnet. Die Ulcera können daher in der Initialtherapie sinnvollerweise eine kombinierte antimikrobielle Therapie erfordern.

  14. [Relationships between family interactions and pathological internet use in adolescents: an review].

    PubMed

    Wartberg, Lutz; Aden, Anneke; Thomsen, Monika; Thomasius, Rainer

    2015-01-01

    Einleitung: Neben einer generellen Nutzung digitaler Medien durch Kinder und Jugendliche ist in vielen Industrieländern (insbesondere in Asien, Europa und Nordamerika) ein pathologischer Gebrauch des Internets ein Phänomen von wachsender Bedeutung. Aktuellen epidemiologischen Daten zufolge sind in Deutschland Jugendliche häufiger betroffen als Erwachsene. International wurden in verschiedenen Studien Zusammenhänge von familialen Interaktionsmustern und pathologischer Internetnutzung bei Jugendlichen untersucht. Dieser Beitrag gibt eine Übersicht über die aktuell vorliegenden Forschungsbefunde. Methodik: Es erfolgte eine systematische Literaturrecherche in den Datenbanken PubMed, PsycINFO und Psyndex mit festgelegten Schlagwörtern. Ergebnisse: Insgesamt wurden 15 Untersuchungen zu dieser Thematik identifiziert. Es wurden alle Originalarbeiten eingeschlossen, die in englischer oder deutscher Sprache verfasst und in denen ausschließlich minderjährige Untersuchungsteilnehmer befragt worden waren. Funktionalität der Familie, eine gute Kommunikation zwischen Eltern und Kind, eine positive Eltern-Kind-Beziehung sowie unterstützendes elterliches Monitoring vermindern das Risiko einer jugendlichen pathologischen Internetnutzung. Diskussion: Die beschriebenen familialen Prädiktoren wurden in mehreren Studien repliziert. Implikationen für die zukünftige Forschung zu dieser Thematik werden diskutiert.

  15. [Association of peer victimization, coping, and pathological internet use among adolescents].

    PubMed

    Strittmatter, Esther; Brunner, Romuald; Fischer, Gloria; Parzer, Peter; Resch, Franz; Kaess, Michael

    2014-03-01

    Fragestellung: In der vorliegenden Studie wurde untersucht, ob ein Zusammenhang zwischen pathologischem Internetgebrauch, Mobbing und Copingstilen bei Jugendlichen mit Mobbingerfahrungen besteht. Methodik: Im Rahmen einer europäischen schulbasierten Studie (SEYLE) wurde eine repräsentative Querschnittsuntersuchung an 1357 Schülern aus Heidelberg und Umgebung durchgeführt (710 weibliche/647 männlich Jugendliche; mittleres Alter 14.7; SD 0.8). Pathologischer Internetgebrauch wurde mit dem Young Diagnostic Questionnaire erhoben. Mobbing wurde in verbales, körperliches Mobbing und Mobbing in der Beziehung unterteilt. Hinsichtlich der Copingstile wurden aktives Coping, Vermeidung, Hilfe suchen und sonstige Strategien unterschieden. Als Kovariate wurde die psychische Symptombelastung mittels Strengths and Difficulties Questionnaire erfasst. Ergebnisse: 4.8 % der Schüler wiesen einen pathologischen Internetgebrauch auf, 14.4 % zeigten einen problematischen Internetgebrauch. Insgesamt berichteten 52.3 % der Jugendlichen über Erfahrungen mit Mobbing (38.7 % verbales Mobbing, 19.8 % körperliches Mobbing, 34.1 % Mobbing in der Beziehung). Es bestand ein signifikanter Zusammenhang von Mobbingerfahrungen und pathologischem Internetgebrauch, der zum Teil durch die psychische Symptombelastung erklärt werden konnte. Hinsichtlich der Copingstile bei stattgefundenem Mobbing bestand kein signifikanter Unterschied zwischen Schülern mit normalem, problematischem und pathologischem Internetgebrauch. Schlussfolgerungen: Aufgrund des Zusammenhanges zwischen Mobbing, psychischer Symptombelastung und pathologischem Internetgebrauch sind in der Zukunft schulbasierte sowie familienbezogene Präventionsmaßnahmen und evaluierte Therapieprogramme erforderlich.

  16. Instandhaltung und Normung

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Rosenkranz-Wuttig, Angela

    Das DIN Deutsches Institut für Normung e.V. ist ein eingetragener Verein mit Sitz in Berlin. Das DIN erarbeitet gemeinsam mit den Experten der interessierten Kreise Normen und Standards als Dienstleistung für Wirtschaft, Staat und Gesellschaft. Die Kenntnis entsprechender Normen, Standards oder Regeln, sowie deren richtiger Einsatz, ist unter den heutigen Marktbedingungen für jedes Unternehmen ein nicht zu unterschätzender wirtschaftlicher Faktor. Normen schaffen Effizienz bei Produktionsabläufen und sorgen durch eine gleichbleibende sowie vergleichbare Produktqualität für Vertrauen bei den Endverbrauchern. Darüber hinaus stehen Normen unter rechtlichen Aspekten für mehr Sicherheit - Hersteller erreichen bei Anwendung und Einhaltung von Normen ein hohes Maß an rechtlicher Absicherung. Das DIN vertritt die deutschen Interessen in den europäischen und weltweiten Normungsorganisationen, siehe Abb. 1. Zuständig für die elektrotechnische Normung in Deutschland sowie als deutscher Repräsentant in den übernationalen Gremien ist die DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE.

  17. Sterilisation

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Ha, Suk-Woo; Koller, Michael; Göllner, Gerald

    Ein steriles Medizinprodukt ist frei von lebensfähigen Mikroorganismen. Von den internationalen Normen, die Anforderungen an die Validierung und Routineüberwachung von Sterilisationsverfahren festlegen, wird für sterile Medizinprodukte verlangt, dass jede zufällige mikrobielle Kontamination eines Medizinproduktes bereits vor der Sterilisation so gering wie möglich gehalten werden soll. Dennoch können auch Medizinprodukte, die unter üblichen Herstellungsbedingungen in Übereinstimmung mit den Anforderungen an Qualitätssicherungssysteme gefertigt oder die im Zuge in einer Einrichtung des Gesundheitswesens einem Reinigungsverfahren unterzogen wurden, vor der Sterilisation mit Mikroorganismen, wenn auch in geringen Anzahl, behaftet sein. Mittels Inaktivierung der mikrobiellen Kontamination können diese unsterilen Produkte in den sterilen Zustand überführt werden. Die Zeit, die für die Inaktivierung einer Reinkultur von Mikroorganismen mit physikalischen oder chemischen Mitteln, die bei der Sterilisation von Medizinprodukten eingesetzt werden, wird durch eine exponentielle Beziehung zwischen der Anzahl der überlebenden Mikroorganismen und dem Umfang der Behandlung mit dem Sterilisiermittel beschrieben.

  18. Systemlieferant und OEM Hersteller für die Medizintechnik und Pharmabranche

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Jakob, Thomas; Reichenberger, Robert

    Unter einem Original Equipment Manufacturer (OEM) versteht man einen Hersteller fertiger Komponenten oder Produkte, der diese in seinen eigenen Produktionsfabriken produziert, sie aber anschließend nicht selbst in den Handel bringt. Die Anforderungen an einen OEM für die Medizintechnik- und Pharmabranche sind weitaus komplexer und umfangreicher als in anderen Branchen. Diese zusätzlichen Anforderungen haben schließlich auch ihre Berechtigung, da es letztendlich immer um die Gesundheit und das Leben von Menschen geht. Ein OEM muss neben der heute immer stärker geforderten Flexibilität, Schnelligkeit und Wettbewerbsfähigkeit sämtliche für die Medizintechnik- und Pharmabranche erforderlichen Qualitäts- und Prozesssicherheitskriterien erfüllen. Entsprechende Nachweise sind durch regelmäßige Kunden- und Überwachungsaudits zu erbringen. Das Arbeitsumfeld eines OEM für die Medizintechnik- und Pharmabranche bezieht sich somit nicht nur auf die Herstellung der Produkte für seine Kunden, sondern auch auf die Einhaltung sämtlicher Normen, Sicherheitskriterien, regulatorischen Voraussetzungen und Gesetze die zur Herstellung der Produkte notwendig sind.

  19. Mimiviridae, Marseilleviridae, and virophages as emerging human pathogens causing healthcare-associated infections.

    PubMed

    Kutikhin, Anton G; Yuzhalin, Arseniy E; Brusina, Elena B

    2014-01-01

    Zielsetzung: Im letzten Jahrzehnt wurde vermutet, dass Viren der Familie der Mimiviridae und der Marseilleviridae (sog. Megavirales) Pneumonien verursachen können. Deshalb wurde eine Literaturrecherche zu den möglichen Zusammenhängen von Mimiviridae, Marseilleviridae, Virophagen und Pneumonien mit den Schwerpunkten HA-Infektionen und andere Infektionen der Atemwege durchgeführt. Ergebnisse und Diskussion: Die Analyse ergab, dass Viren aus der Familie der Mimiviridae potentielle Verursacher sowohl der CA- als auch der HA-Pneumonie sein können. Diese Viren können zu einem verschlechterten Outcome bei Intensivtherapiepatienten führen. Der genaue Mechanismus ihrer Pathogenität ist jedoch noch immer nicht geklärt. Die unterschiedlichen Ergebnisse zwischen serologischen und Genommethoden sind wahrscheinlich durch den hohen Polymorphismus der Nucleotidsequenzen der Vertreter der Mimiviridae zu erklären. Daher sind weitere Untersuchungen zur Pathogenität der Mimiviridae und ihrer Rolle bei der Pneumonieentstehung in Risikogruppen notwendig.Im Unterschied dazu ist die Pathogenität der Viren der Familie der Marseilleviridae und der Gruppe der Virophagen noch unklar.

  20. Validation of the Walking Impairment Questionnaire for Spanish patients.

    PubMed

    Lozano, Francisco S; March, José R; González-Porras, José R; Carrasco, Eduardo; Lobos, José M; Areitio-Aurtena, Alix

    2013-09-01

    Hintergrund: Der Walking Impairment Questionaire (WIQ) ist ein kurzer, einfach auszufüllender, krankheitsspezifischer Fragebogen zur Beurteilung des intermittierenden Hinkens. Eine spanische Version des WIQ wurde kürzlich in Texas für spanisch sprechende Amerikaner validiert, aber es sollte auch eine Validierung für spanisch sprechende Europäer geben. Patienten und Methoden: Nach der kulturellen Anpassung des WIQ füllten 920 Patienten mit Claudicatio intermittens(ankle brachial index < 0.9) zwei Fragenbögen aus (spanische Version des WIQ und European Quality of Life 5 Dimenions [EQ-5D]). Die Validierung wurde bestimmt durch den Vergleich des WIQ mit dem EQ-5D. Die Reliabilität und interne Übereinstimmung wurden mit dem Intra-class Korrelationskoeffizienten (ICC) und Cronbach‘s alpha gemessen. Ergebnisse: Die drei Domänen des WIQ korrelierten sehr stark mit dem EQ-5D Gesundheitsergebnis (p < 0.001). Test-Retest-Reliabilität (ICC = 096) und interne Konsistenz (Cronbach‘s alpha = 0.92) waren hervorragend. Schlussfolgerungen: Die spanische Version des WIQ für spanisch sprechende Europäer war valide und reproduzierbar. Sie kann für spanisch sprechende Europäer mit Claudicatio intermittens benutzt werden.

  1. The identity of Hyla leucotaenia Burmeister, 1861 (Anura: Hylidae).

    PubMed

    Pinheiro, Paulo D P; Faivovich, Julián; Langone, José A; Kwet, Axel

    2014-11-13

    The German naturalist Carl Hermann Conrad Burmeister (1807-1892) had a prolific scientific career, spanning multiple taxa from diverse insect groups and trilobites to temnospondyls, birds, and extant and fossil mammals (see Berg, 1895). His contributions to anuran taxonomy are concentrated in two books, "Erläuterungen zur Fauna Brasiliensis…" (Burmeister, 1856) and "Reise durch die La Plata-Staaten…" (Burmeister, 1861). The latter is an account of his travels in Argentina and Uruguay from 1857-1860 and includes descriptions of three new species of frogs: Leiuperus nebulosus, Cystignathus mystacinus, and Hyla leucotaenia. While the first two names currently designate valid species, with the combinations Pleurodema nebulosum and Leptodactylus mystacinus respectively, the last name has had a more complex taxonomic history. It involves confusions involving a homonym, its consideration as a junior synonym of Hypsiboas pulchellus (Duméril & Bibron, 1841)-a widely distributed species in eastern Argentina, southeastern Brazil, and Uruguay (Frost, 2014)-and its actual identity corresponding to another widespread species in the same geographic area, with which it has never before been associated: Scinax squalirostris (A. Lutz, 1925). All these issues are discussed in this paper.

  2. WFST-based ground truth alignment for difficult historical documents with text modification and layout variations

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Al Azawi, Mayce; Liwicki, Marcus; Breuel, Thomas M.

    2013-01-01

    This work proposes several approaches that can be used for generating correspondences between real scanned books and their transcriptions which might have different modifications and layout variations, also taking OCR errors into account. Our approaches for the alignment between the manuscript and the transcription are based on weighted finite state transducers (WFST). In particular, we propose adapted WFSTs to represent the transcription to be aligned with the OCR lattices. The character-level alignment has edit rules to allow edit operations (insertion, deletion, substitution). Those edit operations allow the transcription model to deal with OCR segmentation and recognition errors, and also with the task of aligning with different text editions. We implemented an alignment model with a hyphenation model, so it can adapt the non-hyphenated transcription. Our models also work with Fraktur ligatures, which are typically found in historical Fraktur documents. We evaluated our approach on Fraktur documents from Wanderungen durch die Mark Brandenburg" volumes (1862-1889) and observed the performance of those models under OCR errors. We compare the performance of our model for three different scenarios: having no information about the correspondence at the word (i), line (ii), sentence (iii) or page (iv) level.

  3. Die Kometenmission Rosetta

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Krüger, Harald

    2016-11-01

    Die Rosetta-Mission ist ein Meilenstein in der Erforschung der Kometen und ihrer Entstehung. Eine der größten üerraschungen war die unregelmäßge hantelförmige Gestalt des Zielkometen 67P/Tschurjumow-Gerassimenko. Er besteht wahrscheinlich aus zwei Einzelkörpern, die durch ihre Schwerkraft aneinander gehalten werden. Seine Oberfläche ist sehr rau und zeigt eine sehr vielf ältige Morphologie, die auf eine Vielzahl von ablaufenden Prozessen hindeutet. Der Kometenkern ist vermutlich auf Gr ößnskalen von mehr als etwa 10 bis 100 Metern homogen, Inhomogenitäten auf kleineren Skalen k nnten f r seine Aktivä t verantwortlich sein. Diese ist auf kleine Gebiete konzentriert, und auch Oberflächenveränderungen, die sich innerhalb von einigen Tagen bis wenigen Wochen abspielen, sind lokal. Im Kometenmaterial wurde eine Vielzahl an organischen Substanzen gemessen, die zum Teil als Schlüsselmoleküle für die Synthese der Grundbausteine des Lebens gelten, wie wir es kennen.

  4. Comprehension through cooperation: Medical students and physiotherapy apprentices learn in teams - Introducing interprofessional learning at the University Medical Centre Mannheim, Germany.

    PubMed

    Mette, Mira; Dölken, Mechthild; Hinrichs, Jutta; Narciß, Elisabeth; Schüttpelz-Brauns, Katrin; Weihrauch, Ute; Fritz, Harald M

    2016-01-01

    Zielsetzung: Um zukünftige Fachkräfte in der Patientenversorgung besser auf die interprofessionelle Zusammenarbeit vorzubereiten, wurden an der Universitätsmedizin Mannheim interprofessionelle Lerneinheiten für Medizinstudierende und Physiotherapieschüler entwickelt. Die Erfahrungen aus der Konzeption, Implementierung und Evaluation dieser Lerneinheiten werden dargestellt und diskutiert.Methoden: An 5 interprofessionellen Lerneinheiten nahmen 265 Medizinstudierende und 43 Physiotherapieschüler teil. Von diesen beantworteten 87-100% im Rahmen der Lehrveranstaltungsevaluation geschlossene und offene Fragen eines selbstentwickelten Fragebogens (24 Items). Die Antworten zu selbstberichtetem Lernzuwachs, Nutzen, Motivation und Zufriedenheit mit der Lerneinheit wurden nach Profession getrennt ausgewertet.Ergebnisse: Die Lerneinheiten wurden von beiden Teilnehmergruppen gut angenommen. Mehr als 75% aller Teilnehmer waren der Meinung, dass sie sich die neuen Lerninhalte nicht anderweitig besser hätten aneignen können. Signifikante Unterschiede zwischen Medizinstudierenden und Physiotherapieschülern gab es vorrangig beim empfundenen Lernzuwachs, den die Physiotherapieschüler als geringer angaben.In den offenen Fragen wurden am häufigsten interprofessionelle Aspekte positiv hervorgehoben. Kritisiert wurden am häufigsten organisatorische Punkte und der als gering empfundene Lernzuwachs.Schlussfolgerung: Die Einführung von interprofessionellem Lernen ist durch organisatorische Herausforderungen sehr aufwändig. Es ist aber lohnenswert, da die interprofessionellen Aspekte der Lerneinheiten von den Teilnehmern als wertvoll angesehen wurden. Anzustreben ist deshalb eine curriculare Verstetigung und Erweiterung interprofessionellen Lernens zu einem longitudinalen Strang.

  5. [Agreement between self-report and clinician's assessment in depressed adolescents, using the example of BDI-II and CDRS-R].

    PubMed

    Straub, Joana; Plener, Paul L; Koelch, Michael; Keller, Ferdinand

    2014-07-01

    Fragestellung: Vorhergehende Studien zeigen eine hohe Übereinstimmung von Selbst- und Klinikerurteil bei der Erfassung von Depressivität. Die Übereinstimmung auf Summen-, Subskalen- und Einzelitemebene wurde aber bisher nicht bei einer psychiatrischen jugendlichen Stichprobe untersucht. Der Einfluss von Drittvariablen, wie Alter, Geschlecht, IQ und Behandlungssetting wurde bei Jugendlichen bisher unzureichend überprüft. Methodik: Untersucht wurden 105 depressive Jugendliche (mittleres Alter = 15.94) bei welchen innerhalb einer Woche das BDI-II und CDRS-R durchgeführt wurde. Korrelationsanalysen erfolgten auf Ebene der Summenwerte, Subskalen und Einzelitems. Ergebnisse: Es zeigte sich eine hohe Korrelation zwischen Selbst- und Klinikerurteil (r = .67). Auf Subskalen-Ebene zeigten Items, die somatische Inhalte erfassen, keine höhere Konkordanz als Subskalen, die kognitive oder affektive Inhalte messen. Auf Symptom-Ebene zeigte sich die höchste Übereinstimmung bei dem Item Selbstmordgedanken. Drittvariablen hatten keinen signifikanten Einfluss auf die Höhe der Korrelation aber Jugendliche mit einem eher hohen IQ und ambulant Behandelte neigten zur relativen Überschätzung ihrer Symptomatik. Schlussfolgerungen: Die Gesamtkorrelation war hoch und unterschied sich nicht von Ergebnissen vergleichbarer Korrelationsstudien. Die höchste Übereinstimmung bei dem Item «Selbstmordgedanken» spricht für die gute Erfassbarkeit von Suizidalität auch im Klinikerurteil. Der Fragebogen kann somit deutliche Hinweise auf das Vorliegen einer Depression liefern, jedoch sollte trotz hoher Korrelationen nicht ein Verfahren durch ein anderes ersetzt werden.

  6. Zahlen und Rechenvorgänge auf unterschiedlichen Abstraktionsniveaus

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Rödler, Klaus

    "Das Verständnis geht langsam vor sich!" Diesen wichtigen Satz hörte ich bei einem Vortrag von Martin Lowsky. Auf die hier behandelte Fragestellung übertragen heißt das: Was eine Zahl ist und wie ich sie im Rechenvorgang einsetzen und interpretieren kann, das erschließt sich erst allmählich. Die Zahl des Rechenanfängers ist nicht dieselbe wie die des kompetenten Rechners und es ist nicht die Zahl des Lehrers oder der Lehrerin. Die Zahlen sind nur auf der Oberfläche der Worte und Zeichen gleich. Im Innern, im Verständnis, sind sie völlig verschieden! Ich glaube, dass die Missachtung dieser Divergenz dazu führt, dass manche Kinder in für den Lehrer und Lehrerin nicht nachvollziehbaren Routinen stecken bleiben, einfachste Informationen nicht wirklich integrieren. Die auf beiden Seiten wachsende Verunsicherung durch die nicht erkannte und daher nicht kommunizierbare Diskrepanz im inneren Zahlkonzept stört den allmählichen Aufbau strukturierter Zahlvorstellungen.

  7. Studioakustik

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Maier, Peter

    Tonstudios zählen zu den Gebäuden und Räumen mit den höchsten Ansprüchen an die akustische Gestaltung. Die Akustik, die bei Gebäuden für Wohn- oder Büronutzung häufig eher nebensächlich behandelt wird, wird im Studiobau zu einem zentralen Bestandteil der Funktion. Daher spielen in der Planung von Studios einerseits Schallschutz und Bauakustik, also die Schallübertragung zwischen Räumen innerhalb eines Gebäudes, die Schallabstrahlung durch ein Gebäude und die Schalleinwirkung von außen, vor allem aber die Raumakustik, also die Schallübertragung innerhalb eines Raumes eine wichtige Rolle. Bei bauakustischen Aufgabenstellungen unterscheidet sich die Vorgehensweise im Studiobau grundsätzlich nur wenig von der im Bereich "ziviler“ Bauten, wenngleich die Anforderungen bei weitem höher liegen, die Konstruktionen aufwändiger sind, und die Qualität der Ausführung von erheblich größerer Bedeutung ist. In der Raumakustik dagegen weichen die Zielsetzungen im Studiobau so weit von denen beim Bau von Wohn-, Büro- und Konferenzräumen und selbst Theater- und Konzertsälen ab, dass bei der Planung völlig andere Sichtweisen und Beschreibungsformen auftreten und bei deren Umsetzung Konstruktionen notwendig werden, wie man sie kaum in anderen Bauten wiederfinden wird.

  8. Biokompatible Polymere

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Ha, Suk-Woo; Wintermantel, Erich; Maier, Gerhard

    Der klinische Einsatz von synthetischen Polymeren begann in den 60-er Jahren in Form von Einwegartikeln, wie beispielsweise Spritzen und Kathetern, vor allem aufgrund der Tatsache, dass Infektionen infolge nicht ausreichender Sterilität der wiederverwendbaren Artikel aus Glas und metallischen Werkstoffen durch den Einsatz von sterilen Einwegartikeln signifikant reduziert werden konnten [1]. Die Einführung der medizinischen Einwegartikel aus Polymeren erfolgte somit nicht nur aus ökonomischen, sondern auch aus hygienischen Gründen. Wegen der steigenden Anzahl synthetischer Polymere und dem zunehmenden Bedarf an ärztlicher Versorgung reicht die Anwendung von Polymeren in der Medizin von preisgünstigen Einwegartikeln, die nur kurzzeitig intrakorporal eingesetzt werden, bis hin zu Implantaten, welche über eine längere Zeit grossen Beanspruchungen im menschlichen Körper ausgesetzt sind. Die steigende Verbreitung von klinisch eingesetzten Polymeren ist auf ihre einfache und preisgünstige Verarbeitbarkeit in eine Vielzahl von Formen und Geometrien sowie auf ihr breites Eigenschaftsspektrum zurückzuführen. Polymere werden daher in fast allen medizinischen Bereichen eingesetzt.

  9. Leicht konfigurierbare Hardware-Abstraktionsschicht für flexible Automatisierung

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Schmidtmann, Uwe; Kreutz, Gerhard; Barkhoff, Matthias; Virkus, Kristian; Stöckmann, Tobias; Jovic, Marcel

    Energie- und Materialverbrauch, Qualität sowie Durchsatz werden heutzutage als die Parameter angesehen, die die Wirtschaftlichkeit einer Produktion wesentlich bestimmen. Sie zu optimieren ist daher eine zentrale Aufgabe der Entwicklung zukünftiger Fertigungsanlagen. Dieses Ziel lässt sich erreichen, indem der gesamte Fertigungsprozess über alle Schichten der Automatisierungspyramide (ERP, MES, Feld) flexibel und rekonfigurierbar gestaltet wird. Mit Hilfe des aktuellen Forschungsprojektes LK3S wird eine Agentenplattform entwickelt, die diese Optimierung und Flexibilität ermöglichen soll. Dieser Beitrag diskutiert das Design und die Entwicklung einer Hardware-Abstraktionsschicht der Feldebene, die alle von der Agentenplattform benötigten Dienste bereitstellt und die die Verbindung zwischen Arbeitsaufträgen und Automatisierungsprimitiven herstellt, z. B. die Montage eines Reifens durch einen Roboter. Automatisierungsprimitiven bestehen aus einer Folge von elementaren Operationen, womit sie auf unterster Ebene unter Einhaltung aller Echtzeitvorgaben parallelisiert werden können. Sie haben eine ähnliche Bedeutung wie Mikrocode für CPUs. Selbst zur Laufzeit können neue Automatisierungsprimitiven in der Feldebene definiert, übertragen, aktiviert und entfernt werden.

  10. Ernährungswissenschaften

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Bitsch, Irmgard; Bitsch, Roland

    Seit etlichen Jahren sind Grundlagen und Teilbereiche des Faches "Ernährungswissenschaften" in die Studienordnungen für Lebensmittelchemiker und -technologen aufgenommen worden. Hierzu hat man sich unter anderem deshalb entschlossen, weil ernährungsbezogene Aussagen im Verkehr mit Lebensmitteln und bei deren Beurteilung eine immer größere Bedeutung für die genannten Berufsgruppen gewinnen. Darüber hinaus liegen inzwischen immer mehr Erkenntnisse vor, wonach die Ernährungsweise einen wichtigen und gleichzeitig weitgehend vermeidbaren Risikofaktor für die Mortalität an chronischen Erkrankungen darstellt. Dies gilt z. B. für die häufigsten Todesursachen in Deutschland, die Herz-Kreislauferkrankungen und die bösartigen Tumore (Ernährungsbericht 2004). Im Folgenden wird daher ein kurzer Überblick über einige zentrale Aspekte dieser komplexen und zukunftsträchtigen Disziplin gegeben. Ziel dieser Fachrichtung, deren Wurzeln in Medizin, Natur- und Agrarwissenschaften liegen, ist die Erforschung von Nutzen und Risiken, die sich für den Menschen durch die von ihm praktizierte Ernährungsweise ergeben.

  11. Änderungen besser verstehen - Mathematik besser verstehen

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Picher, Franz

    Wesentlich für die folgenden Überlegungen ist die Einordnung der Analysis in die Beschreibung von Änderungen. Diese Einordnung in eine "natürliche Umgebung" scheint generell wichtig für den Unterricht in der Sekundarstufe II zu sein, weil sie Differenzen und KontinuitÄten zwischen Bekanntem und neu zu Lernendem aufzeigt und daher eine wichtige Hilfe zum Verstehen und zur Generierung von Sinn durch die Lernenden darstellt. VerstÄrkt werden sollten daher unterrichtliche Anstrengungen, die zum Erreichen eines Überblicks beitragen - und zwar nicht nur über einzelne Stoffgebiete, sondern auch gebietsübergreifend, auch über die gesamte Schulmathematik und darüber hinaus blickend: So stellt die Sprache einen natürlichen außermathematischen Ausgangspunkt für die (zunÄchst qualitative) Beschreibung von Änderungen dar und ist es wert, zum Thema des Mathematikunterrichts gemacht zu werden.

  12. UMTS Radio Network Planning: Mastering Cell Coupling for Capacity Optimization

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Geerdes, Hans-Florian

    Bei der Planung von UMTS-Funknetzen sollen zelluläre Mobilfunksysteme der dritten Generation so konfiguriert werden, dass sie bei geringen Kosten eine maximale Netzabdeckung und Kapazität bieten. UMTS kann dank einer neuen Funkschnittstelle mehr Nutzer bedienen als die Vorgängersysteme. Die genaue Kapazität einer Zelle ist allerdings schwierig zu bestimmen; sie hängt von der Position der Nutzer, den jeweiligen Verbindungsanforderungen und dem Zustand des Funkkanals ab. Die Zellen eines Netzes müssen außerdem gemeinsam betrachtet werden, weil sie durch Interferenz gekoppelt sind. Statische Systemmodelle berücksichtigen dies alles und liefern in der Praxis die Informationen für die Funknetzplanung. Sie werden allerdings schnell sehr groß, weil sie alle Verbindungen explizit abbilden. Um die erwartete Leistungsfähigkeit eines Netzes unter zufälligen Schwankungen der Eingangsgrößen genau zu berechnen, benötigt man zudem zeitaufwändige Simulationen. Die bekannten Optimierungsmethoden basieren daher entweder auf vereinfachten Kapazitätsmodellen, oder auf Modellen, die so komplex sind, dass sie theoretisch kaum analysiert werden können.

  13. Untersuchung von asynchronen Timing-Strategien für digitale Subthreshold-Schaltungen

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Lotze, N.; Ortmanns, M.; Manoli, Y.

    2008-05-01

    Eine der großen Herausforderungen beim Betrieb von Schaltungen bei extrem niedrigen Versorgungsspannungen ist die starke Zunahme des Einflusses zufälliger Prozessvariationen auf die Verzögerungszeiten der Gatter. Dies erfordert sehr hohe Sicherheitsmargen im Timing der Schaltungen, was zu einer deutlichen Verringerung der Geschwindigkeit und einem Anstieg der Energie pro Operation führt. Asynchrone Schaltungstechniken, die durch ihre Kodierung das Ende einer Operation detektieren können, sind daher bei dieser Anwendung eine interessante Alternative. In dieser Veröffentlichung werden die notwendigen Sicherheitsmargen in Delay-Line basierten Subthreshold-Schaltungen diskutiert und mögliche asynchrone Dual-Rail Entwurfsmethoden vorgestellt. Transistor-Level Simulationsergebnisse für einen einfachen, in den diskutierten Techniken realisierten Zähler werden vorgestellt, um die Funktionsfähigkeit dieser Techniken im Subthreshold-Bereich zu demonstrieren. Multiplizier mit unterschiedlicher Wortbreite dienen als Beispiel für eine komplexere Schaltung, welche bezüglich Geschwindigkeit, Energiebedarf und Flächenaufwand mit einer entsprechenden Standard-Realisierung verglichen wird, was abschließend eine Aussage darüber zulässt, wann die untersuchten Techniken gewinnbringend eingesetzt werden können.

  14. The longitudinal curriculum "social and communicative competencies" within Bologna-reformed undergraduate medical education in Basel.

    PubMed

    Kiessling, Claudia; Langewitz, Wolf

    2013-01-01

    Hintergrund: Mit der Umstellung auf die Bachelor-/Masterstruktur wurde in Basel (Schweiz) ein longitudinales Curriculum „soziale und Kommunikative Kompetenzen“ (SOKO) in das Medizinstudium implementiert. Projektbeschreibung: Ziel ist es, den Studierenden grundlegende Techniken einer patientenzentrierten Kommunikation in dem Sinne zu vermitteln, dass die Studierenden in der Lage sind, Informationen zu erheben und Informationen an Patientinnen und Patienten weiterzugeben, um sie als gut informierte Partner am Entscheidungsprozess zu beteiligen. Das SOKO Curriculum umfasst aus Sicht der Studierenden 57 Unterrichtsstunden. In Vorlesungen und kleinen Gruppen kommen vom 1. bis 3. Bachelor- und im 1. Masterstudienjahr Rollenspiele, Videofeedback, Simulationspatienten und der Kontakt mit realen Patienten als didaktische Methoden zum Einsatz. Die Lernziele werden in den summativen klinisch-praktischen OSCE-Prüfungen abgeprüft.Schlussfolgerungen: In Basel konnte mit der Umstellung auf die Bologna-Struktur ein longitudinales SOKO-Curriculum implementiert werden, das kumulatives Lernen erlaubt, auf die Inhalte des sonstigen Studiums Bezug nimmt und regelmäßig in den OSCEs abgeprüft wird. Zurzeit wird ein Großteil der Lehre durch die Psychosomatik des Unispital Basels geleistet. Für die Zukunft wird entscheidend sein, nachhaltige Strukturen in der gesamten Fakultät und im gesamten Unispital zu verankern, um dauerhaft eine hohe Qualität des Unterrichts und der Prüfungen sicherzustellen.

  15. Chromosome number and ploidy level of balm (Melissa officinalis).

    PubMed

    Kittler, J; Schrader, O; Kästner, U; Marthe, F

    2015-01-01

    Die wachsende Bedeutung von Zitronenmelisse (Melissa officinalis L.) führt zur Ausdehnung des hierfür erforderlichen Anbauumfanges. Ein verbesserter Kenntnisstand der Genomstruktur, der Chromosomenzahl und der hiermit in Zusammenhang stehenden taxonomischen Struktur der Melisse sind unerlässliche Voraussetzungen für verbesserte, neue Sorten.Eine Kollektion von 40 Melisseherkünften (M. officinalis) wurde durchflusszytometrisch und durch FISH (18/25S and 5S rDNA) untersucht, um den Ploidiegrad und die Chromosomenzahl zu ermitteln. Drei unterschiedliche Typen wurden konnten bestimmt werden: diploide Genotypen mit 2n = 2× = 32 Chromosomen; tetraploide mit 2n = 4× = 64 Chromosomen und triploide mit 2n = 3× = 48 Chromosomen. Die haploide Chromosomenzahl ist mit x = 16 anzunehmen. Die erstmalig beschriebenen triploiden Herkünfte sind steril aber zytologisch und morphologisch über viele Jahre stabil. Sie zeigen eine bessere Winterhärte und einen schnelleren Wiederaufwuchs nach Ernteschnitten, wie auch größere Blätter und Internodien.Die Basischromosomenzahl von x = 16 wird erstmalig für die Art M. officinalis beschrieben.

  16. [Analysis of public quality reports for home care and long-term care with respect to their usefulness for the customer].

    PubMed

    Sünderkamp, Susanne; Weiß, Christian; Rothgang, Heinz

    2014-10-01

    Hintergrund: Seit dem Pflege-Weiterentwicklungsgesetz von 2008 und der Entwicklung der Pflegetransparenzvereinbarungen sollen Verbraucher die Möglichkeit erhalten, auf Basis einer flächendeckenden Qualitätsbeurteilung von ambulanten Pflegediensten und stationären Pflegeeinrichtungen eine informierte Wahl ihres Pflegeanbieters vorzunehmen. Ziel: Diese Studie prüft die Pflegenoten auf Basis einer empirischen Analyse der veröffentlichten MDK-Qualitätsberichte von 11 884 ambulanten Pflegediensten und 10 310 Pflegeheimen, was einer erstmaligen Vollerhebung aller bundesdeutschen Pflegeanbieter gleichkommt. Methoden: Auswertungen der deskriptiven Statistik und Diskussion der Ergebnisse in Hinblick auf die Nützlichkeit der Noten für den Verbraucher. Ergebnisse: Die Auswertungen zeigen eine begrenzte Aussagekraft der Pflegenoten für den Verbraucher. Ursächlich dafür sind insbesondere die durchschnittlich sehr guten Noten bei geringer Streuung und die großen Lücken in der Bewertung der einzelnen Kriterien, vor allem im ambulanten Bereich. Sie verstärken den Einfluss pflegeferner Kriterien auf die Gesamtnote und begünstigen den Ausgleich von Pflegemängeln durch guten Service. Dies kommt aber sehr selten vor. Eine stärkere Bewertung von Risikokriterien würde die Aussagekraft derzeit kaum erhöhen. Schlussfolgerungen: Die Konzeption der Pflegenoten bedarf einer gründlichen Optimierung, um die Nützlichkeit für den Verbraucher zu erhöhen.

  17. [The treatment needs of migrant children according to child and adolescent psychiatrists from medical clinics and in private practice].

    PubMed

    Siefen, Georg; Kirkcaldy, Bruce; Adam, Hubertus; Schepker, Renate

    2015-03-01

    Fragestellung: Wie reagiert das kinder- und jugendpsychiatrische Versorgungssystem in Deutschland auf die steigende Zahl von Kindern und Jugendlichen mit Migrationshintergrund? Methodik: Mit einem weiterentwickelten Fragebogen für psychiatrische Kliniken wurden leitende Ärzte kinder- und jugendpsychiatrischer Kliniken über die Bundesarbeitsgemeinschaft der Leitenden Klinikärzte für Kinder- und Jugendpsychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie (BAG) nach Bedingungen und Entwicklungsmöglichkeiten der Versorgung von Migrantenkindern und -jugendlichen befragt. Außerdem erhielt eine «random representative» Stichprobe niedergelassener Kinder- und Jugendpsychiater über den Berufsverband für Kinder- und Jugendpsychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie in Deutschland e. V. (BKJPP) einen adaptierten Bogen. Ergebnisse: Mit 100 Kinder- und Jugendpsychiatern in eigener Praxis wurden nur etwa 1/8 der Niedergelassenen aber mit 55 Leitenden Ärzten 1/3 und damit eine repräsentative Stichprobe der Chefärzte kinder- und jugendpsychiatrischer Kliniken und Tageskliniken befragt. Jede dritte Klinik hat migrantenspezifische Angebote. In Klinik und Praxis werden zu selten kompetente Dolmetscher eingesetzt. Behandlungsprobleme bei Migrantenkindern und -jugendlichen ergeben sich aus dem Krankheitsverständnis der Eltern, des Patienten und sprachlichen Verständigungsproblemen. Kulturelle Vielfalt wird als bereichernd wahrgenommen. Migrationshintergrund und Gender der Kinder- und Jugendpsychiater beeinflussen die Migrantenbehandlung. Schlussfolgerungen: Durch konkrete Schritte wie die Finanzierung von Dolmetscherkosten müssen der Prozess der «kulturellen Öffnung» unterstützt und die Versorgung von Migrantenkindern und -jugendlichen weiter verbessert werden.

  18. Homeopathy as elective in undergraduate medical education--an opportunity for teaching professional core skills.

    PubMed

    Lehmann, Bianca; Krémer, Brigitte; Werwick, Katrin; Herrmann, Markus

    2014-01-01

    Zielsetzung: In der Evaluation des seit sechs Jahren regelmäßig stattfindenden klinischen Wahlfachs Homöopathie am Institut für Allgemeinmedizin der Universität Magdeburg wurden sowohl die studentische Einschätzung des Seminarkonzepts und der -durchführung als auch die Bedeutung für die professionelle Sozialisation der Studierenden erfragt.Methodik: Im Rahmen des seit dem Wintersemester 2008/2009 jährlich stattfindenden Wahlfachs wurden für drei Veranstaltungen leitfadengestützte Gruppendiskussionen mit insgesamt 30 Teilnehmern des Wahlfachs durchgeführt. Die Auswertung dieser erfolgte in Anlehnung an die qualitative Inhaltsanalyse nach Mayring.Ergebnisse: Seminarkonzept und -durchführung haben sich bewährt. Die Lern- und Erlebenserfahrungen durch das Wahlfach, v.a. hinsichtlich eines holistischen, individualisierten Blicks auf die Person des Patienten sowie der Bedeutung einer partnerschaftlichen Arzt-Patient-Beziehung, werden von den Studierenden – unabhängig von ihrer persönlichen Einstellung zur Homöopathie – als positiv gewertet. Diese Einschätzung erfolgt gerade auch mit Blick auf ihre bisherige konventionell medizinisch geprägte Ausbildung.Schlussfolgerung: Das Wahlfach vermittelt den Studierenden neben dem spezifischen Fachwissen für eine integrative Medizin auch wichtige ärztliche Basiskompetenzen, welche unabhängig von einer komplementärmedizinischen Ausrichtung von Bedeutung sind.

  19. Denken in Wertschöpfung und Verschwendung

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Bergmann, Lars; Lacker, Michael

    Eine Antwort auf die Frage welche Arbeitsschritte, Aktivitäten und Prozesse als wertschöpfend betrachtet werden können, erhält man durch die Überlegung, ob der Kunde bereit ist dafür zu zahlen. Kunden sind sicher bereit dafür zu zahlen, dass z.B. die Räder an ihrem neuen PKW sicher montiert sind. Die im Unternehmen notwendigen logistischen Prozesse, die die Räder zu ihrem Montageort transportieren, sind aus Sicht des Kunden dagegen mit keinem Wert verbunden. Insofern ist er nicht bereit dafür zu zahlen und sämtliche internen logistischen Aktivitäten sind entsprechend nicht wertschöpfend. Verschwendung bzw. nicht wertschöpfende Arbeit umfasst alle Aktivitäten, Tätigkeiten und Prozesse, die Zeit, Ressourcen und/oder Raum kosten, aber nicht zur Erfüllung der Kundenanforderungen beitragen. Verschwendung ist damit der Teil der Arbeit, für den der Kunde nicht zahlt, z.B. den internen Transport von Bauteilen zum Montageort.

  20. Modellgetriebene Softwareentwicklung für Robotiksysteme

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Steck, Andreas; Stampfer, Dennis; Schlegel, Christian

    Die Erschließung breiter Anwendungspotenziale für Serviceroboter erfordert den Schritt weg von manuell erstellten Einzelentwürfen hin zu baukastenartig zusammengesetzten Systemen. Grundlegend hierfür ist der Schritt weg von codezentrierten hin zu modellgetriebenen Systemen. In modellgetriebenen Ansätzen wird langlebiges Lösungswissen von kurzlebigen Implementierungstechnologien entkoppelt. Durch das Explizieren von Eigenschaften wie Ressourcenbedarf und Kommunikationsverhalten wird die Systemebene adressiert, so dass Zusammensetzbarkeit von ausgereiften Komponenten ebenso unterstützt werden kann wie der Nachweis von Systemeigenschaften. Die so möglichen ressourcenadäquaten Lösungen mit zugesicherten Eigenschaften und der Wiederverwendung ausgereifter Lösungen wird als grundlegend für die effiziente Umsetzung der geforderten Qualitätsmaßstäbe vieler zukünftiger Servicerobotikapplikationen gesehen. Diese Arbeit beschreibt die Umsetzung eines modellgetriebenen Softwareentwicklungsprozesses in OpenArchitectureWare auf der Basis eines Komponentenansatzes und eines Ausführungscontainers, der beispielsweise völlig unabhängig von der Middleware ist.

  1. Bifurkationsanalyse eines LC Tank VCOs unter Berücksichtigung der variablen Kapazität

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Bremer, J.-K.; Zorn, C.; Mathis, W.

    2009-05-01

    In dieser Arbeit präsentieren wir einen neuartigen Ansatz für den systematischen Entwurf von integrierten LC Tank VCO-Schaltungen basierend auf dem Andronov Hopf Theorem und der Störungstheorie. Der Ansatz ermöglicht es, eine Abschätzung des resultierenden Abstimmbereichs, eine Stabilitätsanalyse und eine Berechnung der Amplitude des VCOs im Vorfeld des eigentlichen Entwurfs durchzuführen. Des Weiteren erlaubt die vorgestellte Methode eine Optimierung des VCOs hinsichtlich der in den Spezifikationen geforderte Amplitude und eine Minimierung der höheren Harmonischen. Mit Hilfe eines ladungsbasierten MOS-Modells ist es möglich die spannungsabhängige Kapazität der Varaktortransistoren durch einen analytischen Ausdruck zu beschreiben. Auf Basis dieses analytischen Ausdrucks wird die amplitudenabhängige Großsignalkapazität des VCOs in Abhängigkeit von Designparametern und der Tuningspannung modelliert. Die Gültigkeit der vorgestellte Entwurfsmethode wird anhand eines Beispielentwurfes eines 2.4 GHz VCO unter Verwendung einer 0.25 μm HF-CMOS Technologie verifiziert.

  2. Leistungsmessungen zum Einsatz der J2EE Technologie für Feldbussimulationen

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Garreis, Thorsten; Jürgens, Hendrik; Schmidtmann, Uwe; von Cölin, Gerd

    Die Flexibilisierung der Fertigung und kurze Produktzyklen setzen einen beschleunigten, möglichst fehlerfreien Entwicklungsprozess voraus. Dieses Ziel kann jedoch nur erreicht werden, wenn bereits parallel zur Hardwareentwicklung die Software mit Hilfe einer Simulation der Hardware entwickelt und getestet werden kann. Darüber hinaus können mit Simulationen alternative Lösungen studiert werden, die zu optimierten Verfahren führen. In dieser Arbeit werden Leistungstests an der Simulationsumgebung drd-Simulator präsentiert, die auf der J2EE-Technologie1 basiert. Für die Messungen wird eine Soft-SPS eingesetzt, deren Feldbus vom Typ ModbusTCP simuliert wird. Erste Messungen zeigen, dass J2EE eine leistungsstarke und skalierbare Plattform für die Realisierung von Feldbussimulationen ist. In einem Zyklusbereich ab 100 ms ist das E/A-Verhalten echtzeitfähig, wobei meherere Steuerungen auf den Bus zugreifen können. Die J2EE-Technologie zeichnet sich zudem durch eine gute Ausfallsicherheit und dynamische Rekonfigurier-barkeit aus, so dass Tests dynamisch zur Laufzeit ergänzt oder verändert werden können.

  3. Kraft-Wärmekopplung und Blockheiz-Kraftwerke BHKW

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Zahoransky, Richard; Allelein, Hans-Josef; Bollin, Elmar; Oehler, Helmut; Schelling, Udo

    Die thermischen Wirkungsgrade von Kraftwerken zur Stromerzeugung sind relativ gering. Beispielsweise erreichen moderne Kohlekraftwerke heute bis etwa 45 %, Gasturbinen maximal 40 % und Diesel-Motoren nicht über 50 %. Kombinations-Kraftwerke, Gas- und Dampfturbinen-Prozesse können an die 60 % thermischer Wirkungsgrad bei der Umwandlung der zugeführten Wärme in mechanische bzw. elektrische Energie erzielen. Ein ähnlich hoher Wert wird in Zukunft von den Brennstoffzellen erwartet. Der nicht in Arbeit umgewandelte Anteil der zugeführten Wärme fällt als Abwärme an und geht ungenutzt in die Umgebung. Ein Teil dieser Abwärme lässt sich durch entsprechende Installationen bei allen Kraftwerksprozessen zur Wassererwärmung oder zur Dampferzeugung für industrielle Zwecke nutzen. Für Heizzwecke genügt eine Temperatur der Abwärme von 60 %C bis 80 %C, während die Erzeugung von Industriedampf deutlich höhere Temperaturen voraussetzt.

  4. Qualitätsmanagement in molekularbiologischen Laboratorien

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Schulze, Manuela

    Jedes Laboratorium führt Untersuchungen nach bestem Wissen und Gewissen durch, und jeder Analytiker weiß von sich, dass er/sie gute Arbeit macht. Trotzdem können Analysen des gleichen Probenmaterials in verschiedenen Laboren zu unterschiedlichen Ergebnissen führen. Sofern es sich dabei nicht um Untersuchungen im Bereich der Nachweisgrenze und damit letztlich um statistisch bedingte Unterschiede oder Inhomogenitäten im Probenmaterial handelt, trägt dies nicht zur Vertrauenswürdigkeit von analytischen Untersuchungsergebnissen bei. Mit der zunehmenden Globalisierung der Märkte rückt die gegenseitige Anerkennung von analytischen Resultaten immer stärker in den Vordergrund. Die Vergleichbarkeit von Laborresultaten wird erleichtert, wenn sich die Laboratorien auf die gleichen Richtlinien zur Vorgehensweise und Handhabung ihrer Arbeiten verständigen. Im Bereich der Laboruntersuchungen von Lebensmitteln, Futtermitteln und Saatgut ist als derartige Rischt-Schnur die EN ISO/IEC 17025 [1] anerkannt. Diese Norm enthält alle Anforderungen, die Prüflaboratorien erfüllen müssen, wenn sie nachweisen wollen, dass sie ein Qualitätsmanagementsystem betreiben, technisch (meint: fachlich) kompetent und fähig sind, fachlich fundierte Ergebnisse zu erzielen.

  5. Fibrin glue as a protective tool for microanastomoses in limb reconstructive surgery.

    PubMed

    Langer, Stefan; Schildhauer, Thomas A; Dudda, Marcel; Sauber, Jeannine; Spindler, Nick

    2015-01-01

    Einleitung: Fibrinkleber ist ein immer häufiger in der klinischen Routine eingesetztes Tool zur Stabilisierung von Mikroanastomosen und Nervenreparatur.Dieser Artikel fasst die technischen Eigenschaften und Vorteile im Gebrauch sowie die variable Anwendungsmöglichkeit von Fibrinkleber im mikrochirurgischen Kontext zusammen und illustriert dies an einem extremitätenrekonstruierenden Fallbeispiel.Patienten und Methoden: 131 Patienten, an welchen sowohl elektiv als auch in einer Notfallsituation eine mikrochirurgische Intervention durchgeführt wurde, hauptsächlich in der Extremitäten erhaltenden Chirurgie, wurden retrospektiv untersucht; ebenso die Patienten, welche eine freie Lappenplastik erhalten hatten.Ergebnisse: Die Verwendung von Fibrinkleber in der Mikrochirurgie erlaubt ein exaktes Positionieren der Anastomose von Gefäßen und Nerven. Ein Verdrehen oder Kinking des Pedickels konnte in keinem Fall festgestellt werden. Die Überlebensrate der Lappen betrug >94%. In 99% der Fälle konnte der Fibrinkleber belassen werden. In dem seltenen Fall der Revision konnte der Fibrinkleber leicht entfernt werden ohne Schaden an der Anastomose zu hinterlassen. Zusammenfassung: Fibrinkleber ist nicht geeignet Anastomoseninsuffizienzen oder leckende Anastomosen zu behandeln, allerdings schützt er die Anastomose vor schadendem Druck ausgelöst durch Gewebe oder Flüssigkeit. Er bewahrt den Gefäßstiel vor Verdrehung und hilft dem Operateur beim Wiederauffinden der Anastomose im Fall einer Revision.

  6. Vergleich von rekombinanten Vaccinia- und DNA-Vektoren zur Tumorimmuntherapie im C57BL/6-Mausmodell

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Johnen, Heiko

    2002-10-01

    In der vorliegenden Arbeit wurden Tumorimpfstoffe auf der Basis des Plasmid-Vektors pCI, modified vaccinia virus Ankara (MVA) und MVA-infizierten dendritischen Zellen entwickelt und durch Sequenzierung, Western blotting und durchflußzytometrische Analyse überprüft. Die in vivo Wirksamkeit der Vakzinen wurde in verschiedenen Tumormodellen in C57BL/6 Mäusen verglichen. Die auf dem eukaryotischen Expressionsvektor pCI basierende DNA-Vakzinierung induzierte einen sehr wirksamen, antigenspezifischen und langfristigen Schutz vor Muzin, CEA oder beta-Galactosidase exprimierenden Tumoren. Eine MVA-Vakzinierung bietet in den in dieser Arbeit durchgeführten Tumormodellen keinen signifikanten Schutz vor Muzin oder beta-Galactosidase exprimierenden Tumoren. Sowohl humane, als auch murine in vitro generierte dendritische Zellen lassen sich mit MVA – im Vergleich zu anderen viralen Vektoren – sehr gut infizieren. Die Expressionsrate der eingefügten Gene ist aber gering im Vergleich zur Expression in permissiven Wirtszellen des Virus (embryonale Hühnerfibroblasten). Es konnte gezeigt werden, daß eine MVA-Infektion dendritischer Zellen ähnliche Auswirkungen auf den Reifezustand humaner und muriner dendritischer Zellen hat, wie eine Infektion mit replikationskompetenten Vakzinia-Stämmen, und außerdem die Hochregulation von CD40 während der terminalen Reifung von murinen dendritischen Zellen inhibiert wird. Die während der langfristigen in vitro Kultur auf CEF-Zellen entstandenen Deletionen im MVA Genom führten zu einer starken Attenuierung und dem Verlust einiger Gene, die immunmodulatorische Proteine kodieren, jedoch nicht zu einer Verminderung des zytopathischen Effekts in dendritischen Zellen. Die geringe Expressionsrate und die beobachtete Inhibition der Expression kostimulatorischer Moleküle auf dendritischen Zellen kann für eine wenig effektive Induktion einer Immunantwort in MVA vakzinierten Tieren durch cross priming oder die direkte Infektion

  7. Kopplung eines auf der Momentenmethode basierenden Computerprogramms mit einem FEM-Algorithmus zur Berechnung von elektromagnetischen Streuproblemen im medizinischen Bereich

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Schick, M.; Landstorfer, F. M.

    2004-05-01

    Am Beispiel der Verkopplung von medizinischen Geräten über den menschlichen Körper werden elektromagnetische Störphänomene im Klinikbereich betrachtet. Für die Berechnung dieser komplexen Szenarien wird zum einen die Momentenmethode (MoM) verwendet, die sich in besonderem Maße für die Berücksichtigung metallischer Strukturen und offener Streuprobleme eignet, und zum anderen die Methode der Finiten Elemente (FEM), mit der die Eigenschaften des menschlichen Körpers besser berücksichtigt werden können. Mit Hilfe des Äquivalenzprinzips lässt sich das Gesamtproblem in zwei Teile zerlegen, in ein inneres und in ein äußeres. Der Außenraum wird dabei mit der MoM behandelt und das Innere, d.h. der Körper mit der FEM. Die Kopplung der beiden Methoden erfolgt an der Körperoberfläche über äquivalente Oberflächenströme. Durch Lösen des resultierenden linearen Gleichungssystems für das gesamte Problem lassen sich dann die Oberflächenströme und die über die Kontinuitätsgleichung miteinander verknüpften elektromagnetischen Felder bestimmen.

  8. Zum Stellenwert der Unterdruck-Instillationstherapie in der Dermatologie.

    PubMed

    Müller, Cornelia Sigrid Lissi; Burgard, Barbara; Zimmerman, Monika; Vogt, Thomas; Pföhler, Claudia

    2016-08-01

    Die Methoden zur Behandlung akuter und chronischer Wunden unterliegen einer steten Weiterentwicklung, Reevaluierung und Anwendung innovativer Therapieformen. Die Vakuumtherapie zur Wundbehandlung gehört zu den etablierten Behandlungsmodalitäten. Ein innovatives Verfahren kombiniert die Vakuumtherapie mit der automatisierten, kontrollierten Zufuhr und Drainage wirkstoffhaltiger Lösungen zur topischen Wundbehandlung im Wundbett und auch wirkstofffrei durch Instillation physiologischer Kochsalzlösung (Unterdruck-Instillationstherapie). Hierdurch können die Effekte der konventionellen Vakuumtherapie mit denen der lokalen Antisepsis kombiniert werden. Hierdurch kommt es zu einer Reduktion der Wundfläche, einer Induktion von Granulationsgewebe sowie einer Reduktion der Keimbesiedelung der Wunden. Bisher publizierte Studien konzentrieren sich auf die Anwendung dieses Therapieverfahrens zur Behandlung orthopädisch-chirurgischer Krankheiten. Die Datenlage bezüglich der Vakuum-Instillationstherapie in der Dermatochirurgie beschränkt sich derzeit auf Fallberichte und Einzelfallerfahrungen. Randomisierte, prospektive Studien zum Vergleich der Vakuum-Instillationstherapie zur Behandlung dermatologischer Krankheitsbilder existieren bislang nicht. Ziele des vorliegenden Artikels sind die Vorstellung der Vakuumtherapie mit Instillation einschließlich ihres Wirkprinzips, deren mögliche Komplikationen, die Diskussion erdenklicher Kontraindikationen sowie eine Übersicht über die aktuell verfügbare Datenlage. Zusammenfassend scheint sich die Evidenz zu verdichten, dass mittels Unterdruck-Instillationstherapie sowohl einfache als auch komplizierte Wunden effizient behandelt werden können, was sich in einer deutlichen Beschleunigung der Wundgranulation mit konsekutiv früher möglichem Defektverschluss äußert.

  9. Do medical students like communication? Validation of the German CSAS (Communication Skills Attitude Scale).

    PubMed

    Busch, Anne-Kathrin; Rockenbauch, Katrin; Schmutzer, Gabriele; Brähler, Elmar

    2015-01-01

    Zielsetzung: Die Lehre ärztlicher Gesprächskompetenz schließt die Vermittlung förderlicher Einstellungen ein. Mittels der Communication Skills Attitude Scale (CSAS) werden Einstellungen Medizinstudierender zum Erwerb von kommunikativer Kompetenz erfasst. Ziel der vorliegenden Erhebung ist die Entwicklung einer deutschsprachigen CSAS-Fassung (CSAS-G), um die Einstellungen in einer deutschsprachigen Kohorte zu messen. Ergänzend untersuchten wir den Einfluss demographischer Merkmale auf die Einstellungswerte.Methodik: Wir erstellten die CSAS-G und befragten in unserer Untersuchung 529 Studienteilnehmer aus drei verschiedenen Studienjahren. Wir führten eine explorative wie konfirmatorische Faktorenanalyse durch und verglichen anschließend die Einstellungswerte nach Studienjahr. Ebenso wurde eine multiple Regressionsanalyse berechnet.Ergebnisse: Die konfirmatorische Faktorenanalyse bestätigte das zweifaktorielle System aus der explorativen Faktorenanalyse. Die Studierenden gaben wenig Zustimmung zu negativen Einstellungen und mäßige Zustimmung zu positiven Einstellungen an. Die Einstellungswerte differieren signifikant nach Geschlechtszugehörigkeit.Schlussfolgerung: Die CSAS-G eignet sich zur Einschätzung von Einstellungsausprägungen zu Kommunikationskompetenz in deutschsprachigen Kohorten. Die Medizinstudierenden unserer Studie zeigten grundlegend eine positive Einstellung. Weiterführende Untersuchungen sind erforderlich, um die Einstellungen deutschsprachiger Medizinstudierender zu kommunikativer Kompetenz zu erfassen und zu verstehen.

  10. Electrical Dissipative Structures in Membrane-Coupled Compartment Systems

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Feudel, U.; Feistel, R.; Ebeling, W.

    Reaction-diffusion systems with charged particles are studied. Conditions for the arising of electrical dissipative structures in a compartment system consisting of two boxes separated by a membrane are derived. The appearance of a polar dissipative structure is proved for a simple capacitor model in combination with a simple second order chemical kinetics which leads to an analytically solvable problem. Electrical dissipative structures can in principle be considered as non equilibrium electrical batteries. The theoretical efficiency of such batteries is estimated.Translated AbstractElektrische Dissipative Strukturen in Membrangekoppelten SystemenEs werden Reaktions-Diffusionssysteme mit geladenen Teilchen studiert. Bedingungen für die Entstehung elektrischer dissipativer Strukturen in einem Kompartment-System, bestehend aus zwei durch eine Membran getrennten Zellen werden abgeleitet. Die Entstehung einer polaren dissipativen Struktur wird für ein einfaches Kondensatorenmodell in Kombination mit einer einfachen chemischen Kinetik, das analytische Lösbarkeit gestattet, nachgewiesen. Elektrische dissipative Strukturen können im Prinzip als elektrische Batterien fern von Gleichgewicht betrachtet werden. Der theoretische Wirkungsgrad einer solchen Batterie wird berechnet.

  11. Untersuchung der Störwirkung von LTE auf SRD Anwendungen bei 868 MHz

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Welpot, M.; Wunderlich, S.; Gaspard, I.

    2014-11-01

    Moderne Hausautomatisierungssysteme, Alarmanlagen oder auch Funk-Zugangssysteme in Haus und Automobil setzen auf frei nutzbare Frequenzen in ISM/SRD-Bändern. Die rasante Zunahme an privaten und kommerziell genutzten Applikationen im SRD-Band bei 868 MHz und der Ausbau der LTE-Mobilfunknetze im Frequenzbereich unterhalb von 1 GHz ("Digital Dividend") wirft zunehmend die Frage nach der Funkverträglichkeit dieser Systeme untereinander auf. Während die SRD-Funkmodule auf eine geringe Sendeleistung von ~ +14 dBm beschränkt sind (Ralf and Thomas, 2009), beträgt die maximale LTE-Sendeleistung im Uplink nach (ETSI-Norm, 2011) +23 dBm. Zusammen mit der Einführung von LTE im Frequenzbereich unterhalb 1 GHz als DSL-Ersatz vor allem in ländlichen Gebieten, ergibt sich damit als mögliches Störszenario, dass durch die Aussendung des LTE-Endgerätes im Bereich von ca. 850 MHz die SRD-Funkverbindungen bei 868 MHz insbesondere dann gestört werden, wenn die Antennen beider Funksysteme räumlich nahe zueinander angeordnet sind und folglich nur eine geringe zusätzliche Entkopplung der Systeme bieten. In der vorliegenden Arbeit wird das LTE-Störpotential auf SRD-Empfänger praxisnah untersucht.

  12. Modellbasierte interindividuelle Registrierung an der lateralen Schädelbasis

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Riechmann, M.; Lohnstein, P. U.; Raczkowsky, J.; Klenzner, T.; Schipper, J.; Wörn, H.

    Bei chirurgischen Eingriffen an der lateralen Schädelbasis wird in der zur Zeit gängigen Praxis das Knochengewebe unter optischer Kontrolle großflächig ablativ entfernt, um den Operationssitus freizulegen und konventionell operieren zu können. Prinzipiell soll dabei die Schonung vital und funktional bedeutender Strukturen berücksichtigt werden. Zur weiteren Minimierung der Traumatisierung und zur Erhaltung der strukturellen anatomischen Integrität soll eine alternative endoskopische Operationstechnik entwickelt werden, bei der der Situs durch dünne im Knochen liegende Bohrkanäle erreicht wird. Im Rahmen der Evaluierung der generellen Eignung der geometrischen Ausprägungen der humanen lateralen Schädelbasis wurden Methoden entwickelt, die anhand virtueller Modelle die Zugänglichkeit der anatomischen Zielstrukturen bestimmen können. Ein dabei auftretendes Problem ist die interindividuelle Vergleichbarkeit der Ergebnisse, da aufgrund der anatomischen Variationen eine zuverlässige interindividuelle Registrierung nicht trivial ist. Diese Arbeit beschreibt ein modellbasiertes Verfahren zur automatischen Registrierung mehrerer Felsenbeine zu einander über die prägnante Geometrie der Cochlea.

  13. Construction and analysis of a head CT-scan database for craniofacial reconstruction.

    PubMed

    Tilotta, Françoise; Richard, Frédéric; Glaunès, Joan; Berar, Maxime; Gey, Servane; Verdeille, Stéphane; Rozenholc, Yves; Gaudy, J F

    2009-10-30

    This paper is devoted to the construction of a complete database which is intended to improve the implementation and the evaluation of automated facial reconstruction. This growing database is currently composed of 85 head CT-scans of healthy European subjects aged 20-65 years old. It also includes the triangulated surfaces of the face and the skull of each subject. These surfaces are extracted from CT-scans using an original combination of image-processing techniques which are presented in the paper. Besides, a set of 39 referenced anatomical skull landmarks were located manually on each scan. Using the geometrical information provided by triangulated surfaces, we compute facial soft-tissue depths at each known landmark positions. We report the average thickness values at each landmark and compare our measures to those of the traditional charts of [J. Rhine, C.E. Moore, Facial Tissue Thickness of American Caucasoïds, Maxwell Museum of Anthropology, Albuquerque, New Mexico, 1982] and of several recent in vivo studies [M.H. Manhein, G.A. Listi, R.E. Barsley, et al., In vivo facial tissue depth measurements for children and adults, Journal of Forensic Sciences 45 (1) (2000) 48-60; S. De Greef, P. Claes, D. Vandermeulen, et al., Large-scale in vivo Caucasian facial soft tissue thickness database for craniofacial reconstruction, Forensic Science International 159S (2006) S126-S146; R. Helmer, Schödelidentifizierung durch elektronische bildmischung, Kriminalistik Verlag GmbH, Heidelberg, 1984].

  14. Can the scoring of the walking estimated limitation calculated by history (WELCH) questionnaire be simultaneously simplified and improved?

    PubMed

    Bourdois, Clement; Laporte, Isabelle; Godet, Raphael; Laneelle, Damien; Vielle, Bruno; Abraham, Pierre

    2014-05-01

    Hintergrund: Der WELCH Fragebogen enthält 4 Elemente (A, B, C und D) und schätzt die maximale Gehzeit (MWT) auf dem Laufband bei Patienten mit Schaufensterkrankheit. Seine Punktzahl wurde empirisch definiert. Um heraus zu finden, ob die Wertung des WELCH verbessert oder vereinfacht werden könnte, haben wir verschiedene Methoden untersucht. Patienten und Methoden: Bei 423 Patienten haben wir 8 Methoden (H1 bis H8) getestet, mit Gewichtung von D oder Berechnung von α , β und γ in der Gleichung MWT = (αA + βB + γC) • D. Ergebnisse: Während der WELCH Pearson r 0.639 und die Fläche unter der ROC-Kurve für die Fähigkeit 5 Minuten auf dem Laufband zu gehen 0.795 für die empirische Methode war, reichten die Werte für die verschiedenen getesteten Methoden von 0.566 bis 0.611 für die Pearsons r Werte und 0,750 - 0,809 für die Flächen unter den Kurven. Schlussfolgerungen: Keine der getesteten Methoden verbesserte gleichzeitig die Korrelation zur MWT und blieb dabei einfach genug, um die Werte durch Kopfrechnen zu ermitteln. Das ursprüngliche empirische Scoring ist ein guter Kompromiss zwischen Genauigkeit und Einfachheit.

  15. Herschel und die Zukunft der Fern-Infrarot-Astronomie

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Linz, Hendrik

    2015-06-01

    Schon lange ist die beobachtende Astronomie den engen Grenzen des optisch Sichbaren entwachsen und hat fast alle Bereiche des elektromagnetischen Spektrums für sich dienstbar gemacht. Im sogenannten nahen und mittleren Infrarot (Wellenlängen zwischen 1-30 μm) sowie im Millimeter- und Radio-Regime (Wellenlängen zwischen 1 mm und 10 m) ist die Erdatmosphäre relativ gut durchlässig für elektromagnetische Signale oder hat zumindest eine Vielzahl von spektral begrenzten Transmissionsfenstern, die astronomische Beobachtungen zumindest von höheren Bergen aus möglich machen. Allerdings ist das sogenannte Ferne Infrarot (FIR, 30-300 μm Wellenlänge) von der Erde aus fast völlig unzugänglich für astronomische Beobachtungen. Selbst für die besten Beobachtungsplätze der Erde bleibt die atmosphärische Transmission durch die immense Wasserdampf- Absorption auf ein absolutes Minimum beschränkt. Jedoch erlaubt uns das FIR Zugang zu Informationen, die sehr nützlich sind für die astrophysikalische Forschung und komplementär zu anderen Wellenlängen-Bereichen.

  16. [Family Health Nursing - a challenge for education and training? Results of an European project].

    PubMed

    Galatsch, Michael; Moser-Siegmeth, Verena; Blotenberg, Britta; Große Schlarmann, Jörg; Schnepp, Wilfried; Team des Internationalen Family Health Nursing Projektes

    2014-08-01

    Hintergrund: Seit der WHO-Studie «Family Health Nursing» (FHN) hat sich das FHN-Konzept in Europa unterschiedlich etabliert und entwickelt. Aus diesem Grund werden im internationalen Projekt «Family Health Nursing in European Communities» ein einheitliches Ausbildungskonzept für die Family Health Nurse entwickelt. Ziel: Ziel war es, die unterschiedlichen Voraussetzungen in den beteiligten Ländern darzustellen und aktuelle Problemfelder auf Länder- und EU-Ebene zu verdeutlichen. Methode: Hierzu wurden ein Review über grundlegende und länderspezifische Informationen, eine Delphi-Studie, eine Kompetenz- und Anforderungsanalyse und eine Übersicht über vorhandene Aus- und Weiterbildungskonzepte mit FHN-ExpertInnen aus den Projektländern durchgeführt. Ergebnisse: Die Ergebnisse des Reviews spiegeln auch im internationalen Kontext deutliche Unterschiede im Grad der Implementierung des FHN-Konzeptes wieder. Neben unterschiedlichen konzeptionellen Ausrichtungen haben sich mit der Zeit verschiedene Berufsbezeichnungen etabliert. Die Ergebnisse der Delphi-Studie ergaben, dass die Bezeichnung «Family Nurse» (46,3 %) bevorzugt wird, als Hauptaufgaben werden Gesundheitsförderung und Präventionsarbeit betrachtet (85,8 %). Aus diesem Grund sehen die befragten ExpertInnen den Bedarf einer spezialisierten Ausbildung auf Bachelorniveau (81,5 %). Schlussfolgerung: Das Projekt verdeutlicht das Streben der Länder nach einer hochwertigen familialen Versorgung, die durch ein einheitliches FHN-Konzept nachhaltig unterstützt werden könnte.

  17. Is German Medical Education Research on the rise? An analysis of publications from the years 2004 to 2013.

    PubMed

    Ackel-Eisnach, Kristina; Raes, Patricia; Hönikl, Lisa; Bauer, Daniel; Wagener, Stefan; Möltner, Andreas; Jünger, Jana; Fischer, Martin R

    2015-01-01

    Zielsetzung: Ausgangspunkt des vorliegenden Artikels ist die Feststellung, dass es aus Deutschland im Vergleich zu den angloamerikanischen Ländern oder den Niederlanden vor 2004 kaum internationale Publikationen im Bereich der medizinischen Ausbildungsforschung gab. In den letzten Jahren wurde jedoch eine steigende Bedeutung der medizinischen Ausbildungsforschung im deutschen Raum deutlich. Zielsetzung dieses Beitrags ist es zu prüfen, inwieweit sich in internationalen, englischsprachigen Fachzeitschriften im Themenfeld „Medizinische Ausbildungsforschung“ seit 2004 eine solche Entwicklung durch eine gesteigerte Publikationsaktivität belegen lässt. Methodik: Im Rahmen einer Literaturauswertung und Inhaltsanalyse wurden Artikel deutscher Autoren aus den Jahren 2004 bis 2013 in sechs internationalen englischsprachigen Fachzeitschriften der medizinischen Ausbildungsforschung analysiert. Um einen Überblick über die deutschen Forschungsaktivitäten in diesem Bereich zu bekommen, wurden alle Projekt- und Originalarbeiten deutscher Erst- und Letztautoren identifiziert und einer tiefergehenden inhaltlichen Analyse unterzogen. Ergebnisse: Insgesamt wurden 10.055 Artikel untersucht. Die Auswertung zeigt, dass zwischen 2004 und 2013 179 Artikel – hiervon 145 Projekt- und Originalarbeiten – deutscher Autoren in den betrachteten Zeitschriften publiziert wurden. Es zeigen sich Schwankungen im Zeitverlauf. Bei den Projekt- und Originalarbeiten handelt sich vor allem um Querschnitt- (27,8%) und randomisierte Kontrollstudien (25,6%) zum Thema „Lehr- und Lernmethoden“ (43,6%). Schlussfolgerung: Seit 2009 zeigt sich ein deutlicher Anstieg der Publikationszahlen deutscher Ausbildungsforscher in internationalen Fachzeitschriften im Vergleich zu den Jahren 2004-2008.

  18. [Prevalence and intensity of nightmares in traumatized versus non-traumatized children and adolescents].

    PubMed

    Ossa, Fanny Carina; Bering, Robert; Pietrowsky, Reinhard

    2013-09-01

    Fragestellung: Alpträume können bei Kindern, wie auch bei Erwachsenen, als Symptom für eine Traumatisierung gelten. Daher ist zu vermuten, dass bei traumatisierten Kindern und Jugendlichen die Alptraumbelastung höher ist als bei nicht traumatisierten Kindern und Jugendlichen. Methodik: Insgesamt nahmen 38 traumatisierte und 40 nicht traumatisierte Kinder und Jugendliche an der Untersuchung teil. Anhand eines Fragebogens wurde die Alptraumbelastung (u. a. die Alptraumhäufigkeit und die empfundene Intensität) erfasst. Ergebnisse: Die Ergebnisse zeigen, dass traumatisierte Kinder und Jugendliche signifikant mehr Alpträume berichten (9.7 Alpträume pro Monat) und diese als intensiver und furchtauslösender bewerten als die Teilnehmer der Kontrollgruppe (1.7 Alpträume pro Monat). Die Anzahl der Alpträume bei traumatisierten Mädchen ist im Vergleich zu der Anzahl der Alpträume bei traumatisierten Jungen doppelt so hoch. Zudem geben traumatisierte Kinder und Jugendliche signifikant häufiger an, Angst vor einer Traumwiederholung zu haben, sich während des Alptraums hilflos und sich am Tag durch den Traum nachhaltig beeinträchtigt zu fühlen. Schlussfolgerung: Patienten mit einer Traumatisierung erleben in ihren Träumen mehr Gewalt und Lebensbedrohung. Eine erhöhte Alptraumbelastung ist damit auch bei Kindern und Jugendlichen ein Merkmal einer vorausgegangenen Traumatisierung.

  19. Herstellung von Chitosan und einige Anwendungen

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Struszczyk, Marcin Henryk

    2001-05-01

    1. Die Deacetylierung von crabshell - Chitosan führte gleichzeitig zu einem drastischen Abfall der mittleren viscosimetrischen Molmasse ( Mv), insbesondere wenn die Temperatur und die Konzentration an NaOH erhöht werden. Diese Parameter beeinflussten jedoch nicht den Grad der Deacetylierung (DD). Wichtig ist jedoch die Quelle des Ausgangsmaterials: Chitin aus Pandalus borealis ist ein guter Rohstoff für die Herstellung von Chitosan mit niedrigem DD und gleichzeitig hoher mittlerer Mv, während Krill-Chitin (Euphausia superba) ein gutes Ausgangsmaterial zur Herstellung von Chitosan mit hohem DD und niedrigem Mv ist. Chitosan, das aus Insekten (Calliphora erythrocephala), unter milden Bedingungen (Temperatur: 100°C, NaOH-Konzentration: 40 %, Zeit: 1-2h ) hergestellt wurde, hatte die gleichen Eigenschaften hinsichtlich DD und Mv wie das aus Krill hergestellte Chitosan. Der Bedarf an Zeit, Energie und NaOH ist für die Herstellung von Insekten-Chitosan geringer als für crabshell-Chitosan vergleichbare Resultaten für DD und Mv. 2. Chitosan wurde durch den Schimmelpilz Aspergillus fumigatus zu Chitooligomeren fermentiert. Die Ausbeute beträgt 25%. Die Chitooligomere wurden mit Hilfe von HPLC und MALDI-TOF-Massenspektrmetrie identifiziert. Die Fermentationsmischung fördert die Immunität von Pflanzen gegen Bakterien und Virusinfektion. Die Zunahme der Immunität schwankt jedoch je nach System Pflanze-Pathogen. Die Fermentation von Chitosan durch Aspergillus fumigatus könnte eine schnelle und billige Methode zur Herstellung von Chitooligomeren mit guter Reinheit und Ausbeute sein. Eine partiell aufgereinigte Fermentationsmischung dieser Art könnte in der Landwirtschaft als Pathogeninhibitor genutzt werden. Durch kontrollierte Fermentation, die Chitooligomere in definierter Zusammensetzung (d.h. definierter Verteilung des Depolymerisationsgrades) liefert, könnte man zu Mischungen kommen, die für die jeweilige Anwendung eine optimale Bioaktivität besitzen. 3

  20. Electron acceleration at localized wave structures in the solar corona (German Title: Elektronenbeschleunigung an lokalen Wellenstrukturen in der Sonnenkorona)

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Miteva, Rositsa Stoycheva

    2007-07-01

    in the electric and magnetic wave field within just several whistler periods. While gaining energy from the whistler wave field, the electrons reach the shock front and, subsequently, a major part of them are reflected back into the upstream region, since the shock accompanied with a jump of the magnetic field acts as a magnetic mirror. Co-moving with the whistlers now, the reflected electrons are out of resonance and hence can propagate undisturbed into the far upstream region, where they are detected in terms of type II metric radio bursts. In summary, the kinetic energy of protons is transfered into electrons by the action of localized wave structures in both cases, i.e., at jets outflowing from the magnetic reconnection site and at shock waves in the corona. Die Sonne ist ein aktiver Stern, was sich nicht nur in den allseits bekannten Sonnenflecken, sondern auch in Flares manifestiert. Während Flares wird eine große Menge gespeicherter, magnetischer Energie in einer kurzen Zeit von einigen Sekunden bis zu wenigen Stunden in der Sonnenkorona freigesetzt. Dabei werden u.a. energiereiche Elektronen erzeugt, die ihrerseits nichtthermische Radio- und Röntgenstrahlung, wie sie z.B. am Observatorium für solare Radioastronomie des Astrophysikalischen Instituts Potsdam (AIP) in Tremsdorf und durch den NASA-Satelliten RHESSI beobachtet werden, erzeugen. Da diese Elektronen einen beträchtlichen Anteil der beim Flare freigesetzten Energie tragen, ist die Frage, wie Elektronen in kurzer Zeit auf hohe Energien in der Sonnenkorona beschleunigt werden, von generellem astrophysikalischen Interesse, da solche Prozesse auch in anderen Sternatmosphären und kosmischen Objekten, wie z.B. Supernova-Überresten, stattfinden. In der vorliegenden Dissertation wird die Elektronenbeschleunigung an lokalen Wellenstrukturen im Plasma der Sonnenkorona untersucht. Solche Wellen treten in der Umgebung der magnetischen Rekonnektion, die als ein wichtiger Auslöser von Flares angesehen wird

  1. Stabile Expression von Sulfotransferasen - allein oder in Kombination mit Cytochrom P450 - in Zelllinien für Mutagenitätsuntersuchungen

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Pabel, Ulrike

    2003-10-01

    Aromatische Amine und Amide (aAA) sind aufgrund ihrer starken Verbreitung in der menschlichen Umwelt und ihres kanzerogenen Potenzials von groer toxikologischer Bedeutung. Die Kanzerogenität der aAA wird durch die Mutagenität hochreaktiver Stoffwechselprodukte vermittelt, die in zwei sequenziellen katalytischen Reaktionen entstehen. Die erste ist meistens eine N-Hydroxylierung, die oft durch Cytochrom P450 1A2 (CYP1A2) katalysiert wird. Daran schliet sich eine O-Konjugation durch Sulfotransferasen (SULT) oder N-Acetyltransferasen (NAT) an. Die Bioaktivierung ist ein kritischer Parameter für die Übertragbarkeit von Ergebnissen aus Tiermodellen auf den Menschen. Rekombinante in vitro Systeme, die fremdstoffmetabolisierende Enzyme verschiedener Spezies exprimieren, ermöglichen die vergleichende Untersuchung der Bioaktivierung im Menschen und in Versuchstieren. Ziel des Projektes war die Aufklärung der Bioaktivierung der aAA durch humane Enzyme. Im Vordergrund stand die Untersuchung der Rolle humaner SULT in diesem Prozess. Es wurden rekombinante in vitro Systeme, konstruiert, die CYP1A2 und SULT des Menschen koexprimieren. SULT-cDNAs wurden in den Säugerzell Expressionsvektor pMPSV kloniert und in Standardindikatorzellen für Mutagenitätsuntersuchungen (V79 Zellen aus dem Chinesischen Hamster) transfiziert. Das Expressionsniveau von CYP1A2 und SULT wurde mittels Immunblotanalyse und radiometrischen Aktivitätsmessungen charakterisiert. In den rekombinanten Zellen wurden vier aAA als Modellsubstanzen (2-Acetylaminofluoren, 2-Aminoanthracen, 3′-Methyl-4-dimethylaminoazobenzol, 2,4-Diaminotoluol) auf ihre Mutagenität am hprt-Locus hin untersucht.Die aAA waren in Zellen, die keine rekombinanten Enzyme oder lediglich CYP1A2 exprimierten, nicht mutagen. In Zellen, die CYP1A2 und SULT der Subfamilie 1A koexprimierten, erzeugten sie bereits in geringen Konzentrationen klare mutagene Effekte (0,3 µM für 2-Acetylaminofluoren und 3′-Methyl-4

  2. Nitrogen gas emissions and their genetic potential in tropical peatlands of French Guiana

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Kasak, Kuno; Oopkaup, Kristjan; Järveoja, Järvi; Maddison, Martin; Ligi, Teele; Truu, Marika; Truu, Jaak; Mander, Ülo

    2016-04-01

    groundwater level was detected. A systematic variation in nir and nosZ genes abundances along the groundwater depth gradient in both areas was notable. Variation in dominant bacterial groups between drained site samplings was more noticeable, than along the groundwater depth gradient in natural site. However ten out of twenty four bacterial genera (over 1% of taxonomically classified sequences) were shared between two sites (mostly Mycobacterium, Rhodopseudomonas, and Streptomyces). Archaea were dominated in natural sites by methanogens (Methanomicrobia, Methanobacteria, and Methanococci), while archaeal classes in drained sites were more evenly distributed.

  3. Manganese and the limits of high potential phototrophy

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Fischer, W. W.; Hemp, J.; Johnson, J. E.

    2013-12-01

    Thiocapsa sp. KS1. The data reveal that a type II reaction center that looks identical to other closely related strains that lack such a high potential metabolism. Unlike the direct Mn2+ oxidation, nitrite oxidation appears to require no special mutations, implying that nitrite oxidation occurs via cytochromes or cupredoxins, in family with other anoxygenic electron donations. These results define a broad limit for high potential electron donors for anoxygenic photosynthesis, and indicate that only Mn2+--oxidizing photosynthesis (prior to water oxidation by oxygenic phototrophs) likely requires a direct interaction with the reaction center. Johnson JE, Webb SM, Thomas K, Ono S, Kirschvink JL, Fischer WW (2013) Manganese-oxidizing photosynthesis before the rise of cyanobacteria, PNAS, Schott J, Griffin BM, Schink B (2010) Anaerobic phototrophic nitrite oxidation by Thiocapsa sp. strain KS1 and Rhodopseudomonas sp. strain LQ17, Microbiology, 156, 2428-2437.

  4. Identification and Characterization of MtoA: a Decaheme c-Type Cytochrome of the Neutrophilic Fe(II)-oxidizing Bacterium Sideroxydans lithotrophicus ES-1

    SciTech Connect

    Liu, Juan; Wang, Zheming; Belchik, Sara M.; Edwards, Marcus; Liu, Chongxuan; Kennedy, David W.; Merkley, Eric D.; Lipton, Mary S.; Butt, Julea N.; Richardson, David; Zachara, John M.; Fredrickson, Jim K.; Rosso, Kevin M.; Shi, Liang

    2012-02-08

    The Gram-negative bacterium Sideroxydans lithotrophicus ES-1 (ES-1) grows on FeCO{sub 3} or FeS at oxic-anoxic interfaces at circumneutral pH, and the ES-1-mediated Fe(II) oxidation occurs extracellularly. However, the molecular mechanisms underlying ES-1's ability to oxidize Fe(II) remain unknown. Survey of the ES-1 genome for the genes known for microbial extracellular Fe(II) oxidation revealed that it contained a three-gene cluster encoding an MtrA homologue, an MtrB homologue and a CymA homologue. The homologues of MtrA, MtrB and/or CymA were previously shown to be involved in extracellular Fe(II) oxidation by Rhodopseudomonas palustris TIE-1 and in extracellular Fe(III) reduction by Shewanella oneidensis MR-1 (MR-1). To distinguish them from those found in MR-1, the identified homologues were named MtoAB and CymA{sub ES-1}, respectively. The gene for MtoA was cloned, and cloned mtoA partially complemented an MR-1 mutant without MtrA in ferrihydrite reduction. Following overexpression in MR-1 cells, recombinant MtoA was purified. Characterization of purified MtoA showed that it was a decaheme c-type cytochrome and oxidized soluble Fe(II). Oxidation of Fe(II) by MtoA was pH- and Fe(II)-complexing ligand-dependent. Under conditions tested, MtoA oxidized Fe(II) at pH ranging from 7-9, and optimal oxidation occurred at pH 9, possibly because of the attendant net increase of [Fe(OH){sup +}] at higher pH. MtoA oxidized Fe(II) complexed with different ligands at different rates. The reaction rates followed the order Fe(II)Cl2 > Fe(II)-citrate > Fe(III)-NTA > Fe(II)-EDTA with the second-order rate constants ranging from 5.5 x 10{sup -3} {micro}M{sup -1}s{sup -1} for oxidation of Fe(II)Cl{sub 2} to 1.0 x 10{sup -3} {micro}M{sup -1}s{sup -1} for oxidation of Fe(II)-EDTA. Thermodynamic modeling shows that redox reaction rate differences for the different Fe(II)-complexes correlated with estimated reaction-free energies. Collectively, these results suggest that MtoA is a

  5. [Microorganisms effect with probiotic potential in water quality and growth of the shrimp Litopenaeus vannamei (Decapoda: Penaeidae) in intensive culture].

    PubMed

    Melgar Valdes, Carolina Esther; Barba Macías, Everardo; Alvarez-González, Carlos Alfonso; Tovilla Hernández, Cristian; Sánchez, Alberto J

    2013-09-01

    The use of probiotics has gained acceptance in aquaculture, particularly in maintaining water quality and enhancing growth in organisms. This study analyzed the effect of the commercial (EM, Japan) natural product composed by (Rhodopseudomonas palustris, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus casei and Saccharomyces cerevisiae) added to the water, in order to determine its effect in water quality, sediment and growth of L. vannamei under intensive culture. The evaluation included three treatments with a weekly addition of EM: i) tanks without probiotics (C), ii) tanks with a dose of 4 L/ha (EM1) and iii) tanks with a dose of 10 L/ha (EM2). The treatment C was carried out three times, while treatments EM1 and EM2 were carried out four times. A total of 4 350 shrimps were measured for total length and weight, to calculate total and porcentual weight gain, daily weight gain, specific growth rate (TCE), and food conversion factor (FCA); besides, the survival rate was estimated. The use of probiotics allowed a shorter harvest time in treatments EM1 (90 d) and EM2 (105 d) with relation to the treatment C (120d). Treatments EM1 and EM2 were within the recommended intervals for culture, with respect to treatment C. The use of probiotic bacteria significantly regulated pH (EM1, 8.03 +/- 0.33; EM2, 7.77 +/- 0.22; C, 9.08 +/- 0.35) and reduced nitrate concentration (EM1, 0.64 +/- 0.25 mg/L; EM2, 0.39 +/- 0.26 mg/L; C, 0.71 mg/L). Water pH mostly explained the variance with respect to the treatments. Treatment EM2 presented the greatest removal of organic matter (1.77 +/- 0.45%), whereas the contents of extractable phosphorus increased significantly in treatment EM1 with 21.6 +/- 7.99 mg/kg and in treatment EM2 with 21.6 +/- 8.45 mg/kg with control relation (14.3 +/- 5.47). The shrimp growth was influenced by dissolved oxygen, salinity and pH in the sediment, establishing that salinity was the most important variable in the weight with a negative association. Treatment EM1

  6. Modeling of the D1/D2 proteins and cofactors of the photosystem II reaction center: implications for herbicide and bicarbonate binding.

    PubMed Central

    Xiong, J.; Subramaniam, S.; Govindjee

    1996-01-01

    A three-dimensional model of the photosystem II (PSII) reaction center from the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 was generated based on homology with the anoxygenic purple bacterial photosynthetic reaction centers of Rhodobacter sphaeroides and Rhodopseudomonas viridis, for which the X-ray crystallographic structures are available. The model was constructed with an alignment of D1 and D2 sequences with the L and M subunits of the bacterial reaction center, respectively, and by using as a scaffold the structurally conserved regions (SCRs) from bacterial templates. The structurally variant regions were built using a novel sequence-specific approach of searching for the best-matched protein segments in the Protein Data Bank with the "basic local alignment search tool" (Altschul SF, Gish W, Miller W, Myers EW, Lipman DJ, 1990, J Mol Biol 215:403-410), and imposing the matching conformational preference on the corresponding D1 and D2 regions. The structure thus obtained was refined by energy minimization. The modeled D1 and D2 proteins contain five transmembrane alpha-helices each, with cofactors (4 chlorophylls, 2 pheophytins, 2 plastoquinones, and a non-heme iron) essential for PSII primary photochemistry embedded in them. A beta-carotene, considered important for PSII photoprotection, was also included in the model. Four different possible conformations of the primary electron donor P680 chlorophylls were proposed, one based on the homology with the bacterial template and the other three on existing experimental suggestions in literature. The P680 conformation based on homology was preferred because it has the lowest energy. Redox active tyrosine residues important for P680+ reduction as well as residues important for PSII cofactor binding were analyzed. Residues involved in interprotein interactions in the model were also identified. Herbicide 3-(3,4-dichlorophenyl)-1,1-dimethylurea (DCMU) was also modeled in the plastoquinone QB binding niche using the

  7. Impact of a modified Broviac maintenance care bundle on bloodstream infections in paediatric cancer patients.

    PubMed

    Furtwängler, Rhoikos; Laux, Carolin; Graf, Norbert; Simon, Arne

    2015-01-01

    Hintergrund: Während der intensiven Chemotherapie sind bei Kindern mit Krebserkrankungen Blutstrominfektionen (BSI) eine potentiell lebensbedrohliche Komplikation. Die meisten Patienten haben einen dauerhaft implantierten oder getunnelten zentralen Venenkatheter (CVAD, z.B. Broviac). Ein verbessertes Protokoll der Erhaltungspflege kann möglicherweise die Rate von BSI senken. Methode: Interventionsstudie zum Nutzen eines modifizierten Präventionsbündels in zwei prospektiven Beobachtungszeiträumen (P1: bis 05-2011; P2: 09-2011 bis 05-2013); prospektive Surveillance aller mikrobiologisch gesicherten BSI. In P2 wurden fertig konfektionierte NaCl 0.9% Spritzen (10 ml) zum Spülen des Broviacs verwendet. Außerdem wurden alle Konnektions- und Zuspritzstellen (Dreiwegehähne) mit Octenidin/Propanol desinfiziert.Ergebnisse: Während P1 wurden 84 Patienten und während P2 81 eingeschlossen. Die beiden Patientenpopulationen zeigten keine signifikanten Unterschiede in Bezug auf das Alter, die Grunderkrankung oder ihren Status (Anteil mit Rezidiv). Praktisch alle CVAD waren Broviac-Katheter. Die mediane Nutzungsdauer lag in P1 bei 192 d (Interquartile-Range (IQR); 110–288 Tage) und in P2 bei 191 d (IQR; 103–270 Tage). In P1 wurden insgesamt 28 BSI bei 22 Patienten diagnostiziert (Inzidenz für mind. 1 BSI 26%), in P2 waren es nur 15 BSI bei 12 Patienten in P2 (Inzidenz 15%). Die entsprechenden Ergebnisse für die Inzidenzdichte lagen bei 0.44 (CI95 0.29–0.62) BSI pro 100 stationäre Patiententage für P1 vs. 0.34 (0.19–0.53) für P2. Die Inzidenzrate (IR) pro 1.000 stationäre Anwendungstage lag bei 7.76 (5.16–10.86) für P1 vs. 4.75 (2.66–7.43) für P2. Während in P1 9 BSI durch CoNS detektiert wurden, waren es in P2 nur 2 (IR 2.49; CI95 0.17–4.17 vs. 0.63; CI95 0.08–1.72). Fazit: Das modifizierte Präventionsbündel führte zu einer Reduktion von BSI bei pädiatrisch onkologischen Patenten mit Broviac Katheter. Wie in einigen Studien U

  8. The attitudinal and cognitive effects of interdisciplinary collaboration on elementary pre-service teachers development of biological science related lesson plans

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Mills, Jada Jamerson

    There is a need for STEM (science, technology, engineering, and mathematics) education to be taught effectively in elementary schools. In order to achieve this, teacher preparation programs should graduate confident, content strong teachers to convey knowledge to elementary students. This study used interdisciplinary collaboration between the School of Education and the College of Liberal Arts through a Learning-by-Teaching method (LdL): Lernen durch Lernen in German. Pre-service teacher (PST) achievement levels of understanding science concepts based on pretest and posttest data, quality of lesson plans developed, and enjoyment of the class based on the collaboration with science students. The PSTs enrolled in two treatment sections of EDEL 404: Science in the Elementary Classroom collaborated with science students enrolled in BISC 327: Introductory Neuroscience to enhance their science skills and create case-based lesson plans on neurothology topics: echolocation, electrosensory reception, steroid hormones, and vocal learning. The PSTs enrolled in the single control section of EDEL 404 collaborated with fellow elementary education majors to develop lesson plans also based on the same selected topics. Qualitative interviews of education faculty, science faculty, and PSTs provided depth to the quantitative findings. Upon lesson plan completion, in-service teachers also graded the two best and two worst plans for the treatment and control sections and a science reviewer graded the plans for scientific accuracy. Statistical analyses were conducted for hypotheses, and one significant hypothesis found that PSTs who collaborated with science students had more positive science lesson plan writing attitudes than those who did not. Despite overall insignificant statistical analyses, all PSTs responded as more confident after collaboration. Additionally, interviews provided meaning and understanding to the insignificant statistical results as well as scientific accuracy of

  9. Technische Systeme für den Herzersatz und die Herzunterstützung

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Schöb, Reto; Loree, Howard M.

    Herzkrankheiten verursachen allein in den Vereinigten Staaten jährlich mehr als 700’000 Todesfälle. Ungefähr 3 Millionen Patienten in den U.S.A. leiden gemäss der American Heart Association (AHA) und dem National Heart, Lung and Blood Institute (NHLBI) an kongestivem Herzversagen (Congestive Heart Failure, CHF), welches eine chronische, sehr entkräftende und degenerative Krankheit ist: Das Herz ist dabei unfähig, hinreichend Blut zu den Organen des Körpers zu pumpen. Über 400’000 Fälle von CHF werden jedes Jahr diagnostiziert. Ähnliche Zahlen werden für Europa und Japan zusammen geschätzt. Basierend auf Daten vom AHA und NHLBI beträgt die fünfjährige Überlebensrate für CHF-Patienten lediglich etwa 50% [1]. 70’000-120’000 dieser Patienten könnten von einer Herzverpflanzung profitieren. 1999 wurden in den USA aber nur 2185 Herztransplantationen durchgeführt während die Warteliste über 4000 Patienten beträgt [2]. Ein akuter Mangel an Spenderherzen und die enormen Kosten (250’000-400’000 USD pro Patient) sind die begrenzenden Faktoren für Herztransplantationen [3]. Dies bedeutet, dass eine riesige Anzahl von Patienten durch ein zuverlässiges und verschleissfreies, nichtthrombotisches, total implantierbares, künstliches Herz gerettet werden könnten. Bis heute jedoch kein derartiges Implantat kommerziell verfügbar.

  10. Towards Web 3.0: taxonomies and ontologies for medical education -- a systematic review.

    PubMed

    Blaum, Wolf E; Jarczweski, Anne; Balzer, Felix; Stötzner, Philip; Ahlers, Olaf

    2013-01-01

    Einleitung: Sowohl für die Curriculumsentwicklung und –kartierung als auch zur Orientierung innerhalb der seit Jahren zunehmenden Fülle von Lernressourcen in der medizinischen Ausbildung stellt das semantische Web („Web 3.0“) ein niedrigschwelliges, effektives Hilfsmittel dar, das es ermöglicht, inhaltlich verwandte Elemente über Systemgrenzen hinweg zu identifizieren. Voraussetzung dafür ist der Einsatz eines geeigneten strukturierten Vokabulars zur maschinenlesbaren, inhaltlichen Beschreibung von Objekten, um die bisher notwendige manuelle Verknüpfung durch eine automatisch erzeugte, inhaltsbasierte bzw. semantische Verknüpfung zu ersetzen. Ziel dieser Arbeit ist es, existierende Taxonomien und Ontologien zur Annotation medizinischer Lernressourcen und -inhalte zusammenzustellen und anhand ausgewählter Kriterien zu vergleichen sowie auf ihre Eignung zum Einsatz im eingangs beschriebenen Kontext zu überprüfen.Methoden: Anhand einer systematischen Literaturrecherche wurden existierende Taxonomien und Ontologien zur Beschreibung medizinischer Lernressourcen identifiziert. Für jedes so identifizierte strukturierte Vokabular wurden mittels Websuche und/oder Kontakt zu den Herausgebern Thema, Struktur, Sprache, Umfang, Wartung und Technik der Taxonomie/Ontologie ermittelt und deren Eignung für den Einsatz im semantischen Web überprüft.Ergebnisse: In 20 identifizierten Publikationen wurden 14 strukturierte Vokabulare identifiziert, die sich in Sprache, Umfang, Aktualität und Wartung zum Teil sehr stark unterschieden. Keines der identifizierten Vokabulare erfüllte die erforderlichen Kriterien zur inhaltlichen Beschreibung medizinischer Ausbildungsinhalte und Lernressourcen im deutschsprachigen Raum.Diskussion: Auf dem Weg zum Web 3.0 stellen Auswahl und Einsatz eines geeigneten, deutschsprachigen Vokabulars zur maschinenlesbaren, inhaltlichen Beschreibung von Objekten ein relevantes Problem dar. Mögliche Lösungsansätze umfassen die Neuentwicklung

  11. Dentalwerkstoffe und Dentalimplantate - Teil 2

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Faltermeier, Andreas

    Wie in allen Bereichen der Medizin findet auch in der Zahnmedizin eine kontinuierliche Weiterentwicklung der verwendeten Werkstoffe statt. Gerade für Zahnersatz werden Werkstoffe gesucht, die zum einen ästhetisch, zum anderen haltbar und darüber hinaus auch körperverträglich sind. Auch steigt immer mehr der Wunsch der Patienten nach ästhetischen und zugleich biokompatiblen Materialien. Wurde früher fast ausschließlich als Füllungsmaterial im Seitenzahngebiet quecksilberhaltiges Amalgam verwendet, hat der Zahnarzt heutzutage eine große Auswahl an verschiedenen zahnfarbenen Materialien: zum einen werden sog. Komposite verwendet, das aus einer Polymermatrix mit eingebetteten Füllstoffen besteht, zum anderen können diverse Dentalkeramiken verwendet werden. Besonders die Verwendung von Hochleistungskeramiken, wie beispielsweise Zirkonoxid, das sich bereits als Bremsscheiben für Sportwägen, Hitzeschilde im Space Shuttle und als Kugelköpfe künstlicher Hüftgelenke bewährt hat, spielt heutzutage eine große Rolle bei der Verdrängung des Metalls aus der Mundhöhle. War es früher nur möglich, einen verloren gegangen Zahn mittels einer Brücke, die ein Beschleifen der Nachbarzähne zur Folge hat, oder durch herausnehmbaren Zahnersatz zu ersetzen, ist es heutzutage mit der modernen Implantologie möglich, Zahnersatz zahnschonend einzugliedern. Auch kann mittels Dentalimplantaten dem Wunsch vieler Patienten nach festem Zahnersatz anstelle eines herausnehmbaren Zahnersatzes entsprochen werden. So kann mit Hilfe neuer biokompatiblen Werkstoffe sowohl der ästhetische Anspruch befriedigt als auch das Selbstwertgefühl vieler Patienten angehoben werden.

  12. The Positron as a Probe for Studying Bulk and Defect Properties in Semiconductors

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Dlubek, G.; Brümmer, O.

    Positron lifetime measurements are used to study various doped and undoped III-V compound semiconductors like GaAs, GaP, InAs and InP. In some as-grown crystals native vacancies (V, V) or their complexes with dopants (TeAsV, VPZnInV) are detected with maximum concentrations of a few 1018 cm-3. In undoped GaAs neutral As vacancies V are identified, the concentration of which varies locally. The vacancies have their origin in deviations from the stoichiometrie composition of the compound. They disappear at 500°C. At this temperature defects created by irradiation with fast neutrons anneal also out. The relation between the bulk positron lifetime and the density and polarization of valence electrons is analyzed. Further, the potential of the positron annihilation method in identifying and characterizing vacancy-type defects in semiconductors is discussed.Translated AbstractDas Positron als Sonde zur Untersuchung der Volumen- und Fehlstelleneigenschaften in HalbleiternPositronenlebensdauermessungen werden angewandt, um verschiedene dotierte und undotierte AIIIBV-Verbindungshalbleiter, wie GaAs, GaP, InAs und InP, zu untersuchen. In einigen Kristallen werden Leerstellen (V, V) oder ihre Komplexe mit Dotierungen (TeAsV, VPZnInV) mit maximalen Konzentrationen von einigen 1018 cm-3 nachgewiesen. In undotierten GaAs werden neutrale As-Leerstellen V identifiziert, deren Konzentration lokal variiert. Die Leerstellen haben ihren Ursprung in Abweichungen von der stöchiometrischen Zusammensetzung der Verbindung. Sie verschwinden bei 500°C. Bei dieser Temperatur heilen auch Defekte aus, welche durch Bestrahlung mit schnellen Neutronen erzeugt wurden. Die Beziehung zwischen der Positronenlebensdauer im Kristall und der Dichte und Polarisierung der Valenzelektronen wird analysiert. Weiterhin wird das Potential der Methode der Positronenannihilation zur Identifizierung und Charakterisierung leerstellenartiger Defekte in Halbleitern diskutiert.

  13. Challenges for medical educators: results of a survey among members of the German Association for Medical Education.

    PubMed

    Huwendiek, Sören; Hahn, Eckhart G; Tönshoff, Burkhard; Nikendei, Christoph

    2013-01-01

    Hintergrund: Trotz des zunehmenden Interesses an der medizinischen Aus-, Weiter- und Fortbildung bestehen im deutschsprachigen Raum derzeit keine Erkenntnisse über die von Lehrenden in der Medizin wahrgenommenen Herausforderungen in diesem Bereich. Vor diesem Hintergrund führten wir eine webbasierte Fragebogenerhebung unter den Mitgliedern der Gesellschaft für Medizinische Ausbildung e. V. (GMA) durch.Methodik: Im Rahmen einer umfassenden Erhebung zum Qualifizierungsbedarf, der Expertise und den Rahmenbedingungen engagierter Lehrender in der Medizin wurden die drei zentralen Herausforderungen erfragt, denen sich Lehrende in der Medizin ausgesetzt sehen und für die sie einen besonderen Bedarf an Unterstützung und/oder Veränderung sehen. Anhand von qualitativer Inhaltsanalyse wurden die Ergebnisse erstellt.Ergebnisse: Der Fragebogen wurde von 147 der 373 Mitglieder des Email-Verteilers der GMA (Rücklauf: 39%) ausgefüllt. Die Lehrenden gaben insgesamt 346 zentrale Herausforderungen im Bereich der Lehre an mit dem Schwerpunkt in folgenden Bereichen: Zu niedrige akademische Anerkennung des Einsatzes im Bereich der Lehre (53,5% der Antwortenden), zu geringe institutionelle (31,5%) und finanzielle (28,4%) Unterstützung, reformbedürftige Curricula (22,8%), zu wenig freie Zeit für Lehraufgaben (18,9%), zu niedrige Kompetenz der Lehrenden in Unterrichtsmethodik (18,1%), unzureichende Fakultätsentwicklungsprogramme (18,1%), unzureichende Vernetzung innerhalb der Institution (11,0%), genereller Mangel an Lehr-Personal (10,2%), die unterschiedlichen Voraussetzungen von Studierenden (8,7%), unzureichende Anerkennung und Vermittlung von Lehr-Forschung (5,5%), großer Prüfungsaufwand (4,7%) und fehlende Vorbilder im Bereich der medizinischen Ausbildung (3,2%).Schlussfolgerung: Als Herausforderungen werden von Lehrenden der Gesellschaft für Medizinische Ausbildung insbesondere die zu niedrige akademische Anerkennung und zu geringe institutionelle und finanzielle

  14. Tissue plasminogen activator as a novel diagnostic aid in acute pulmonary embolism.

    PubMed

    Flores, Julio; García-Avello, Angel; Alonso, Esther; Ruíz, Antonio; Navarrete, Olga; Alvarez, Concepción; Lozano, Cristina; Arribas, Ignacio

    2014-11-01

    Hintergrund: Wir haben die diagnostische Wertigkeit des Gewebeplasminogen Aktivators (tPA) bei akuter Lungenembolie (PE) mit einer ELISA Methode untersucht und sie mit einem ELISA D-dimer (VIDAS D-dimer) verglichen. Patienten und Methoden: 127 aufeinander folgende ambulante Patienten mit klinischem Verdacht auf PE wurden getestet. Die Diagnose einer PE basierte auf dem klinischen Wahrscheinlichkeitsvortest und einem strengen Bildgebungsprotokoll. Plasmaproben wurden bei der Registrierung entnommen. Die diagnostische Genauigkeit für tPA und D-dimer wurde durch die Fläche unter der Kurve (ROC) bestimmt. Die Empfindlichkeit, Genauigkeit und Voraussagewahrscheinlichkeit wurden berechnet. Ergebnisse: PE wurde bei 41 Patienten (32 %) bestätigt. Die Flächen unter den ROC-Kurven waren 0.86 für D-dimer und 0.71 für tPA. Positive und negative prädiktive Werte für D-dimer bei einem Cut off Wert von 500 ng/mL und tPA bei einem Cut off Wert von 8.5 ng/mL waren 95 % (95 % CI, 88–100 %)/95 und 95 % (95 % CI, 88–100 %)/94 % (95 % CI, 86–100 %). Die diagnostische Brauchbarkeit, um eine PE auszuschließen, war 28.3 % (95 % CI, 21–37 %) für D-dimer und 24.4 % (95 % CI, 17–33 %) für tPA. Schlussfolgerungen: Der tPA mit einem Cut off Wert von 8.5 ng/mL hat eine hohe Empfindlichkeit und einen negativen Vorhersagewert für den Ausschluss einer PE, der einem VIDAS D-dimer mit einem Cut off Wert von 500 ng/mL ähnlich ist, obwohl der diagnostische Nutzen für den D-dimer etwas höher war.

  15. Subperiosteal preparation using a new piezoelectric device: a histological examination.

    PubMed

    Stoetzer, Marcus; Magel, Anja; Kampmann, Andreas; Lemound, Juliana; Gellrich, Nils-Claudius; von See, Constantin

    2014-01-01

    Einleitung: Subperiostale Präparation mit einem konventionellen Raspatorium führt zu Störungen der lokalen Mikrozirkulation und Immunhistochemie aufgrund von Mikrothromben im Gefäßssystem. Normalerweise kann die Beschädigung von Weichgewebe durch die Anwendung der Piezochirurgie vermeiden werden. Aus diesem Grund wurde der Effekt eines neuen piezoelektrischen Ansatzes auf die Immunhistochemie und die Histologie des Periostes untersucht und mit der konventionellen Präparation mit dem Raspatorium verglichen. Material und Methode: Lewis-Ratten (n=50) wurden randomisiert auf eine von fünf Gruppen aufgeteilt. Die subperiostale Präparation wurde entweder mit dem neuen piezoelektrischen Ansatz oder mit einem konventionellen Raspatorium durchgeführt. Immunhistochemische und histologische Analysen wurden direct, sowie am Tag drei und acht durchgeführt. Eine statistische Auswertung der angefärbten histologischen Schnitte erfolgte offline unter Nutzung einer Varianzanalyse ANOVA (p>0.05).Ergebnisse: Zu allen Zeiten zeigte sich in der immunhistochemischen Betrachtung sowie in der histologischen Betrachtung eine homogenere Struktur bei den Ratten, welche mit dem neuen piezolektrischen Ansatz operiert wurden, im Vergleich zu den Tieren, welche mit dem Raspatorium operiert wurden. Diskussion: Die Anwendung des neuen piezolekzrischen Ansatzes zur subperiostalen Präparation geht einher mit einem harmonischen Bild in den immunhistochemischen und histologischen Schnitten, im Vergleich zur subperiostalen Präparation mit dem Raspatorium. Infolgedessen, wie man erwarten kann, hat der neue piezoelektrische Ansatz eine positive Wirkung in erster Linie auf das Weichgewebe, das Periost sowie auf das Umgebungsgewebe.

  16. Electrospinning

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Laar, Nina; Köppl, Susanne; Wintermantel, Erich

    Die weite Palette von Technologien, welche sich mit Strukturen und Prozessen auf der Nanometerskala befassen, wird summarisch als Nanotechnologie bezeichnet. Diese wird, wegen ihres Potentials zur grundlegenden Veränderung ganzer Forschungsfelder, als Schlüsseltechnologie angesehen, welche in naher Zukunft nicht nur die technologische Entwicklung beeinflussen, sondern auch maßgebliche ökonomische, ökologische und soziale Fortschritte mit sich bringen wird. Charakteristisch beim Übergang auf die Nanometerskala ist, neben der zunehmenden Dominanz quantenphysikalischer Effekte, dass Oberflächen- bzw. Grenzflächeneigenschaften gegenüber den Volumeneigenschaften des Materials eine immer größere Rolle spielen [1]. Nanostrukturen können in verschiedene Kategorien gegliedert werden. Basisstrukturen bilden sogenannte Nanopartikel, welche in allen drei Raumrichtungen kleiner als 100 nm sind (z. B. Nanokristalle, Cluster, oder Moleküle) und somit als nulldimensionale Nanoelemente angesehen werden können. Desweiteren gibt es linienförmige, gleichsam eindimensionale Strukturen (z. B. Nanodrähte, Nanoröhren und Nanofasern), sowie Schichtstrukturen, welche als zweidimensional betrachtet werden können [1, 2]. Für die Herstellung von Nanofasern gibt es viele unterschiedliche Verfahren, eines der vielseitigsten und variabelsten stellt dabei die Methode des Electrospinnings dar. Das bereits in den 30er Jahren durch Antonin Formhals patentierte Verfahren [3-8] geriet lange Zeit in Vergessenheit. Erst Mitte der 90er Jahre begannen Forscher, das große Potential dieses Prozesses für die Herstellung von Nanofasern zu realisieren [9]. Mittels Electrospinning können Fasern aus Polymeren, Kompositmaterialien, Halbleitern sowie Keramiken hergestellt werden. Da als meist verwendetes Material Polymere eingesetzt werden [10], beziehen sich die folgenden Abschnitte auf diesen Werkstoff.

  17. Der II. Hauptsatz der Wärmelehre

    NASA Astrophysics Data System (ADS)

    Heintze, Joachim

    Wir haben in (4.44) den II. Hauptsatz als empirische Tatsache folgendermaßen formuliert: (i) Wärmeenergie geht von selbst nur von einem wärmeren Körper auf einen kälteren über, niemals in der umgekehrten Richtung. Nun werden wir beweisen, dass sich aus diesem Prinzip folgende äquivalente Formulierungen für den II. Hauptsatz ableiten lassen: (ii) Es ist unmöglich, ein Perpetuum mobile zweiter Art zu bauen, d. h. eine Maschine, die fortlaufend Wärmeenergie vollständig in mechanische Arbeit umsetzen kann. Eine Wärmekraftmaschine, die einen Kreisprozess mit der höchsten Temperatur Tw und der niedrigsten Temperatur Tk durchläuft, hat höchstens den Carnotschen Wirkungsgrad c = (Tw - Tk)/Tw. Wenn in der Maschine nur reversible Prozesse ablaufen, die gesamte Wärmezufuhr bei der Temperatur Tw erfolgt und ausschließlich bei der Temperatur Tw gekühlt wird, ist ihr Wirkungsgrad = C. Es gibt keine Wärmekraftmaschine, die eine bessere Ausnutzung der Wärmeenergie ermöglicht. (iv) In jedem thermodynamischen System existiert die Zustandsgröße Entropie, definiert durch ihr Differential dS = (dQrev)/T . Entropie kann erzeugt, aber nicht vernichtet werden. Bei Zustandsänderungen, die in einem abgeschlossenen System ablaufen, nimmt die Entropie entweder zu (irreversible Prozesse), oder sie bleibt konstant (reversible Prozesse). Im Anschluss an (iii) werden wir zur Definition der thermodynamischen Temperatur und bei der Diskussion von (iv) zu einem tieferen Verständnis der Entropie gelangen. Es zeigt sich, dass die Entropie das eigentliche Bindeglied zwischen Mechanik und Wärmelehre darstellt. Am Ende des Kapitels werden wir einige Anwendungen des II. Hauptsatzes betrachten.

  18. Interprofessional peer-assisted learning as a low-threshold course for joint learning: Evaluation results of the interTUT Project.

    PubMed

    Reichel, Kathrin; Dietsche, Stefan; Hölzer, Henrike; Ewers, Michael

    2016-01-01

    Hintergrund und Zielsetzung: Die für eine bedarfsgerechte Gesundheitsversorgung erforderliche Kooperation unterschiedlicher Gesundheitsprofessionen will im Alltag noch selten gelingen. Dem soll künftig durch Angebote interprofessionellen Lernens und Lehrens begegnet werden. Hierfür Ansätze des Peer-Assisted Learning aufzugreifen und extra-curriculare Tutorien nutzbar zu machen, war Ziel des hochschulübergreifend angelegten Pilotprojekts interTUT. Methodik: In der Pilotphase konnten acht Studierende und Auszubildende gewonnen werden, die gemeinsam vier extra-curriculare Tutorien zu Kernthemen interprofessioneller Zusammenarbeit entwickelt, durchgeführt und in Form von Ablaufmanualen dokumentiert haben. Die Evaluation erfolgte in Form einer standardisierten und deskriptiv-statistisch ausgewerteten Teilnehmerbefragung (n=72) sowie zweier inhaltsanalytisch ausgewerteter Fokusgruppen (n=3, n=5) zur Reflexion individueller Lernerfahrungen. Ergebnisse: Die Evaluationsergebnisse lassen eine hohe Zufriedenheit, Akzeptanz und weiteren Bedarf an peer-gestützten Lernangeboten erkennen. Die Studierenden / Auszubildenden berichten über veränderte Einstellungen und subjektiven Wissenszuwachs über die anderen Berufsgruppen. Die konstruktive Lernatmosphäre wird ebenso geschätzt wie das Forum zum interprofessionellen Austausch.Schlussfolgerung: Extra-curriculare Tutorien bieten einen niedrigschwelligen und viel versprechenden Anknüpfungspunkt zur Förderung interprofessionellen Lehrens und Lernens. Dabei ist zu bedenken, dass im Rahmen des Pilotprojekts bislang nur wenige und bereits am Thema interessierte Studierende/Auszubildende mit diesem freiwilligen Angebot erreicht werden konnten. Notwendig ist eine umfassendere und längerfristig angelegte Erprobung dieses Lehr-Lernformats, eine Verschränkung mit curricularen Lehr-Lernangeboten sowie weitere Forschung zum bildungsspezifischen Nutzen und praxisbezogenen Effekten.

  19. Population dynamics and tuberculosis: a cross sectional study of an overlooked disease in Saudi Arabia.

    PubMed

    Al-Bishri, Jamal; Masoodi, Ibrahim; Adnan, Mubarki; Tariq, Malik; Abdullah, Harthi; Abdulgoni, Thubaiti; Bander, Guraibi; Altalhi, Mansoor

    2014-01-01

    Hintergrund: Internationale Reisen, Migration und Bevölkerungsbewegungen erleichtern die Ausbreitung der Tuberkulose (TBC).Ziel: Untersuchung des Einflusses von wenig untersuchten ausländischen Arbeitern auf die lokale Inzidenz der TBC in Saudi-Arabien.Patienten und Methoden: Diese Querschnittsstudie wurde im Chest Disease Hospital, Taif, Saudi-Arabien durchgeführt. Einbezogen wurden alle bestätigten Fälle von TBC, die im Zeitraum von Juni 2009 bis Mai 2010 in die Klinik eingewiesen wurden. Einschlusskriterien waren diagnostizierte Fälle von TBC (Lungen- und allgemeiner TBC) bei Patienten im Alter zwischen 14 und 65 Jahren. HIV-Patienten und Patienten mit koexistenten Krebserkrankungen wurden ausgeschlossen. Alter, Geschlecht und die ethnische Zugehörigkeit jedes Patienten wurden erfasst. Die Patienten wurden in zwei Gruppen aufgeteilt: Gruppe A bestand aus Einwohnern von Taif und Gruppe B aus Patienten, die aus anderen Regionen des Landes überwiesen wurden.Ergebnisse: Von den 686 untersuchten Fällen waren 370 (54%) saudische Staatsangehörige (Gruppe A = 80, Gruppe B = 290) und 316 (46%) der Patienten stammten aus anderen Ländern. Die Zahl der Männer übertraf die der Frauen und die meisten Patienten waren 20–29 Jahre alt. Die Zahl der Fälle aus den Gebieten in der Nähe der Pilgerstätten, d.h. Makah (233) und Dschidda (275), übertraf die in Taif (110).Schlussfolgerung: Diese Studie zeigt eine erhöhte Prävalenz der TBC-Fälle in Gebieten in der Nähe der Pilgerstätten (Gruppe B). Der höhere Anteil von TBC-Patienten nicht-saudischer Nationalität in Gruppe B ist am ehesten durch die größere Zahl von schlecht untersuchten illegalen Einwanderern in der Region zu erklären.

  20. The Learning Objective Catalogue for Patient Safety in Undergraduate Medical Education--A Position Statement of the Committee for Patient Safety and Error Management of the German Association for Medical Education.

    PubMed

    Kiesewetter, Jan; Gutmann, Johanna; Drossard, Sabine; Gurrea Salas, David; Prodinger, Wolfgang; Mc Dermott, Fiona; Urban, Bert; Staender, Sven; Baschnegger, Heiko; Hoffmann, Gordon; Hübsch, Grit; Scholz, Christoph; Meier, Anke; Wegscheider, Mirko; Hoffmann, Nicolas; Ohlenbusch-Harke, Theda; Keil, Stephanie; Schirlo, Christian; Kühne-Eversmann, Lisa; Heitzmann, Nicole; Busemann, Alexandra; Koechel, Ansgar; Manser, Tanja; Welbergen, Lena; Kiesewetter, Isabel

    2016-01-01

    Hintergrund: Seit dem vom Institute of Medicine im Jahr 2000 veröffentlichten Bericht „To err is human“ rückten die Themen Patientensicherheit und Fehlermanagement zunehmend in den wissenschaftlichen und politischen Fokus. Obwohl sich dem Thema bereits international auf verschiedensten Ebenen angenähert wurde, fehlt bislang eine strukturierte und flächendeckende Ausbildung von Ärztinnen und Ärzten in diesem Bereich.Ziele: Mit dem im Folgenden beschriebenen Lernzielkatalog Patientensicherheit möchte der Ausschuss für Patientensicherheit und Fehlermanagement der Gesellschaft für medizinische Ausbildung (GMA) eine erste gemeinsame Grundlage für die Implementierung strukturierter Patientensicherheitscurricula zur Ausbildung der Medizinstudierenden an medizinischen Fakultäten im deutschsprachigen Raum schaffen.Methoden: Die Erarbeitung des Lernzielkataloges erfolgte unter Beteiligung von 13 medizinischen Fakultäten im Rahmen von zwei Ausschusstreffen, zwei mehrtägigen Workshops und mit Hilfe von Beurteilungen durch externe fachliche Expertinnen und Experten.Ergebnisse: Der vom Ausschuss für Patientensicherheit und Fehlermanagement der GMA entwickelte Lernzielkatalog Patientensicherheit für das Medizinstudium besteht aus den drei Kapiteln: Grundlagen, Erkennen von Ursachen als Basis für proaktives Handeln und Lösungsansätze. Die Lernziele innerhalb der Kapitel sind hierarchisch auf drei Ebenen organisiert. Insgesamt beinhaltet der Lernzielkatalog 38 Lernziele. Alle Lernziele wurden mit dem Nationalen Kompetenzbasierten Lernzielkatalog Medizin referenziert. Diskussion: Der vorliegende Lernzielkatalog ist ein Produkt der Zusammenarbeit von Vertretern aus immerhin 13 medizinischen Fakultäten. Er soll im deutschsprachigen Raum die Diskussion des Themas Patientensicherheit und Fehlermanagement im Fach Medizin und die Entwicklung entsprechender Ausbildungsstrukturen voranbringen. Zukünftig kann der Lernzielkatalog Patientensicherheit für das