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JLUpub bietet Mitgliedern und Angehörigen der Universität die Möglichkeit neben wissenschaftlichen Dokumenten auch Forschungsdaten elektronisch zu veröffentlichen und dauerhaft zugänglich zu machen. Alle Veröffentlichungen erhalten einen Digital Object Identifier (DOI) und werden über nationale und internationale Bibliothekskataloge sowie Suchmaschinen nachgewiesen und auffindbar.
Neuste Veröffentlichungen:
Streamlining Organic Synthesis - Accessing Cycloparaphenylenes and Azobenzenes via Advanced Synthetic Techniques
(2024) Griwatz, Jan Henning; Wegner, Hermann Andreas; Smarsly, Bernd
The synthesis of organic molecules can be a challenging and tedious task. These compounds, which are not necessarily large or complex, may require long, multi-step syntheses. This hampers research and complicates access to important drugs or new materials. Over time, strategies have been developed towards shorter, more efficient, and faster accesses to molecules of interest. Since the purification of substances accounts for a huge part of the work, so-called one-pot reactions were developed, which combine successive reactions without intermediate purification.
In the first part of this thesis, a one-pot reaction has been developed for the substance class of cycloparaphenylenes (CPPs). Their synthesis is usually achieved by a multi-step process, which relies on the combination of smaller building blocks. The developed method provides rapid and selective access to CPPs with different ring sizes via the in-situ formation of macrocyclic precursors and their subsequent aromatization in a single flask. However, this method is only suitable to obtain small amounts of these compounds.
To provide access to large amounts of different sized and functionalized CPPs, key building blocks for their synthesis have been prepared using continuous flow chemistry. Self-built reactors were optimized and utilized to obtain substance quantities on up-to kilogram scale. By this, the investigation of known and novel CPPs and related macrocycles is no longer limited by multi-step syntheses and the resulting small amounts of material.
Continuous flow chemistry can not only be used to produce large quantities of a compound but can also be applied to safely handle a hazardous substance. The critical compound will only exist in small quantities at a time and is safely contained inside the flow reactor. This feature was utilized to synthesize different non-symmetric substituted azobenzenes (ABs) via a Baeyer-Mills reaction. The toxic nitrosobenzene was accessed in a continuous flow reactor and allowed to react immediately. By this, multiple substituted ABs were obtained in a fast and safer way, compared to traditional (multi-step) batch synthesis.
Regulation and Pathophysiology of H2B Serine 6 Phosphorylation
(2024) Pfisterer, Maximilian; Schmitz, Lienhard; Hake, Sandra
Histone modifications play a vital role in controlling the function of the genome. Some histone phosphorylations function as important signals during mitosis. Previous work showed transient phosphorylation of H2B S6 at the inner centromeres during mitosis between metaphase and early anaphase. To understand the molecular mechanisms restricting the occurrence of this histone modification in space and time, the responsible phosphatase complex and its regulation were identified by in vitro and in vivo experiments. CDK1 phosphorylates H2B upon mitotic entry, but this phosphorylation is counteracted by the phosphatase activity of PP1 on the chromosome arms. Two catalytic phosphatase subunits, PP1α and PP1 γ , associate with the phosphatase regulator RepoMan. The local inhibition of the PP1/RepoMan complex by Aurora B through phosphorylation of PP1/RepoMan preserves H2B S6ph at the centromeres. The motor protein Mklp2 contributes to the re-localisation of Aurora B from chromatin to the central spindle during anaphase, which relieves Aurora B-dependent inhibition of the PP1/RepoMan complex to enable dephosphorylation of this histone modification. This relocalisation is observed to be dysregulated in some tumour cells. The resulting deregulation of the Aurora B/PP1/RepoMan axis can lead to delayed H2B S6 dephosphorylation, which might contribute to chromosomal instability.
To understand the physiological function of H2B S6ph (and other histone PTMs), this study initiated the development of a novel inducible histone replacement system in vertebrate cells. Towards this goal, the theoretical framework for a tetracycline-inducible histone replacement system based on shRNA-mediated knock-down and re-expression was developed. Chicken cells were identified as a suitable tetrapod model system due to their limited number of histone genes. The first version of this system (V1) optimised the shRNA design strategy to ensure efficient knock-down of endogenous H2B and further histones. Stable cell clones were generated that allowed efficient knocked-down of H2B expression, resulting in drastically reduced histone expression and cell death. Simultaneous re-expression of H2B rescued the knock-down cells and allowed robust re-expression of H2B in cell pools. As random chromatin integration of this system compromises the comparability of different cell clones, a second version of this system (V2) was developed. This employs the integration of genomic landing pads to allow Bxb1 recombinase-mediated cassette exchange of integrated histone cassettes with mutant histones. Maximal protein expression using this system was limited, requiring further analysis and optimisation. Together, this study provides a proof-of-concept for such a histone replacement system in tetrapods. Such a system will in the future allow for the investigation of the function of various histone PTMs.
Differentielle Expression von microRNAs nach Ischämie/Reperfusion und permanenter Ischämie des Myokards und Verbesserung der systolischen Funktion nach Myokardinfarkt durch Inhibierung von miR-223 in der Maus
(2023) Rybinski, Florian; Troidl, Christian; Schulz, Rainer
Einleitung: Die ischämische Herzkrankheit stellt weltweit die häufigste Todesursache dar. Der akute Myokardinfarkt ist weiterhin mit einer hohen Mortalität und Morbidität verbunden. Dessen Folgen zu verringern, hat daher eine hohe klinische Relevanz. Diese Arbeit untersucht in diesem Kontext Unterschiede im Expressionsprofil von miRNA zwischen permanenter Ischämie und Ischämie/ Reperfusion, die Lokalisation von miR-223 im Infarktgebiet sowie den Effekt ihrer Antagonisierung auf Herzfunktion und Narbengröße nach Myokardinfarkt.
Methoden: Das miRNA- Expressionsprofil im Infarktgebiet nach permanenter Ischämie und Ischämie/ Reperfusion wurde im Mausmodell zu verschiedenen Zeitpunktion mittels microArray analysiert und mittels qRT-PCR validiert. Die Lokalisation von miR-223 im Infarktgebiet wurde mittels kombinierter in-situ-Hybridisierung und Immunhistochemie untersucht. Der Einfluss von miR-223 auf die echokardiografische Herzfunktion und Narbengröße nach Myokardinfarkt wurde durch Gabe eines spezifischen Inhibitors untersucht.
Ergebnisse: Im Vergleich zwischen permanenter Ischämie und Ischämie/ Reperfusion zeigen sich deutliche Unterschiede in der miRNA- Expression, wobei miR-223 eine der am stärksten differentiell exprimierten miRNA darstellt. MiR-223 konnte mittels in- situ- Hybridisierung im Infarktgebiet lokalisiert werden. Die Inhibition von miR-223 vor experimenteller Ischämie/ Reperfusion führt zu einer verbesserten Pumpfunktion und geringerer Narbengröße.
Konklusion: Das miRNA- Expressionsprofil unterscheidet sich zwischen permanenter Ischämie und Ischämie/ Reperfusion deutlich. Mir-223 wird dabei im Myokardinfarkt deutlich stärker exprimiert und die Antagonisierung dieser miRNA führt zu einer verbesserten Herzfunktion und kleinerer Infarktnarbe nach Ischämie/ Reperfusion.
Den Juckreiz besser verstehen: Die Bedeutung psychologischer Faktoren
(2023) Schut, Christina; Deinzer, Renate
Pruritus ist eine unangenehme Körperempfindung, die gemäß Definition mit dem Wunsch des Kratzens einhergeht (Hafenreffer, 1660). Man unterscheidet akuten von chronischem (> 6 Wochen) Pruritus (Ständer et al., 2007). Pruritus ist ein sehr häufiges Symptom in der Dermatologie. Chronischer Pruritus betrifft rund 37% der Patienten mit dermatologischen Erkrankungen (Schut et al., 2019) und geht mit einer hohen psychischen Belastung einher (Dalgard et al., 2020). Wichtig ist, dass sich Pruritus oft nicht allein über die Schwere der zugrundeliegenden Hauterkrankung erklären lässt (Verhoeven et al., 2008). Das biopsychosoziale Modell des Pruritus berücksichtigt neben biologischen Faktoren deswegen auch psychologische und soziale Faktoren, die zur Juckreizintensität beitragen (Verhoeven et al., 2008).
Es existieren unterschiedliche Methoden, um Pruritus standardisiert im Labor zu induzieren (Hawro et al., 2019). Die am häufigsten genutzte Substanz ist Histamin (Andersen et al., 2015; LaMotte et al., 2014). Die Applikation pruritogener Substanzen auf unterschiedlichen Wegen macht eine direkte Hautmanipulation notwendig, was Unwohlsein auslösen kann. Da negative Emotionen wie Angst als Triggerfaktor von Pruritus betrachtet werden (Sanders & Akiyama, 2018), sollten diese möglichst während der Induktion von Pruritus vermieden werden. Zudem ist die Induktion von Pruritus mittels Pruritogenen nicht mit dem vergleichbar, was bei Patienten mit Hauterkrankungen im Alltag Pruritus auslöst. Die Studien dieser Habilitationsschrift hatten daher das Ziel, eine pruritogen-freie Methode der Pruritusinduktion zu validieren und psychologische Faktoren als Moderatoren für pruritogen-frei induzierten Pruritus zu identifizieren. In der ersten Studie (Marzell et al., 2020) zeigte sich, dass bei hautgesunden Personen durch audio-visuelle Stimuli induzierter Pruritus bezüglich seiner maximalen Intensität vergleichbar mit Histamin-induziertem Pruritus ist. Dies war allerdings nur dann der Fall, wenn zuvor eine attentionale Fokussierung auf die Haut stattfand. Auch ergaben sich Unterschiede in der Qualität und Lokalisation des Pruritus: Histamin-induzierter Pruritus war stärker oberflächlich lokalisiert, auf die Stelle der Induktion begrenzt und wurde als beißender, brennender, schmerzhafter und stechender beschrieben als audio-visuell induzierter Pruritus. In der zweiten Studie (Schut et al., 2017) zur neuronalen Grundlage von visuell induziertem Pruritus bei ND-Patienten zeigte sich, dass visuell induzierter Pruritus zu einer Aktivität in Gehirnarealen führt, die auch bei der Verarbeitung von pruritogen-induziertem Pruritus aktiviert sind. Es kam zu einerAktivierung in Teilen des fronto-striatalen Netzwerks: im SMA, rechten OFC und linken ventralen Striatum. Zudem war die Intensität des induzierten Pruritus positiv mit der Aktivität im Präcuneus, temporalen Kortex und pOPC assoziiert. Die Ergebnisse der ersten beiden Studien (Marzell et al., 2020; Schut et al., 2017) legen somit nahe, dass es sich bei der Präsentation von audio-visuellen Pruritusstimuli um eine gute Alternative zu pruritogenen Substanzen handelt. In drei weiteren Studien (Schut et al., 2014; Schut et al., 2018; Schut et al., 2015b) wurde bei Patienten mit dermatologischen Hauterkrankungen, nicht aber bei hautgesunden Kontrollen, der Persönlichkeitsfaktor Verträglichkeit als robuster Moderator von audio-visuell induziertem Kratzverhalten identifiziert. Es ergaben sich signifikante, negative moderate bis große Zusammenhänge zwischen der Anzahl der induzierten Kratzbewegungen und der Ausprägung dieses Persönlichkeitsfaktors. Selbstaufmerksamkeit und Depression zeigten sich vereinzelt, nicht aber über alle Studien hinweg, signifikant positiv mit induziertem Pruritus oder Kratzverhalten assoziiert. Die vierte Studie (Schut et al., 2016) untersuchte, inwiefern Vorinformationen zu im Nachhinein präsentierten Pruritusstimuli den induzierten Pruritus und das induzierte Kratzverhalten verändern. Es zeigten sich Effekte abermals nur in der Gruppe der ND-Patienten: Patienten, die eine realistische Information bezüglich der Pruritusstimuli erhalten hatten, zeigten während der Pruritusinduktion signifikant weniger Kratzbewegungen und eine kürzere Kratzdauer als Personen, die vorab keine Informationen zu den Pruritusstimuli erhalten hatten. Somit hatte das Weglassen von Informationen negative Effekte auf Kratzverhalten. Diese Ergebnisse sind klinisch relevant, da sie Informationen dazu liefern, wie wichtig es ist, Patienten realistisch über die Symptome ihrer Krankheit aufzuklären und welche Interventionen ihnen helfen können, funktionaler mit Pruritus umzugehen.
Data for "Insight into the Li/LiPON Interface at the Molecular Level: Interfacial Decomposition and Reconfiguration"
(2024-05) Wang, Kangli; Mollenhauer, Doreen
This dataset contains the calculated structures involving the surface and interface for the publication: Kangli Wang, Jürgen Janek, Doreen Mollenhauer. "Insight into the Li/LiPON Interface at the Molecular Level: Interfacial Decomposition and Reconfiguration".
Further information relevant to the reuse of the dataset can be found in the included readme file.