Die zwei Nanomotoren der rotierenden ATP-Synthase sind über einen zentralen Rotor und einen peripheren Stiel miteinander gekoppelt. Während der katalytisch aktive F1-Teil in drei 120°-Schritten rotiert, benötigt der ionentranslozierende FO-Teil in Escherichia coli zehn Schritte für eine Rotation um 360°. Angesichts dieses Symmetriemissverhältnisses wurde eine elastische Kopplung der beiden Domänen als Voraussetzung für die katalytische Funktionalität des Enzyms angesehen. Der elastische Bereich des Rotors wurde an den Kontaktflächen der globulären Domänen der gamma- und epsilon-Untereinheit zum c10-Ring lokalisiert und mit einer Torsionsfederkonstanten von 68 pNnm bestimmt. In dieser Arbeit wurde die Torsionsfederkonstante des ab2c10-Komplexes anhand der Beobachtung von bis zu dreizehn Einzelmolekülen mit einer Torsionsfederkonstanten von 1300 pNnm bestimmt. Neben ihrer hervorragenden Eigenschaft zur Formung einer realitätsnahen und natürlichen Umgebung für Membranproteine sind die Eigenschaften von Phospholipidmembranen intrinsisch hinsichtlich ihrer chemischen und mechanischen Stabilität begrenzt. Künstliche Membranen aus ABA-Triblockcopolymer haben sich als vielversprechender, stabiler Lipidersatz erwiesen. Durch Variation der Stöchiometrie der Blöcke können die physikochemischen Eigenschaften des Triblocks verändert werden. Die ATP-Synthase aus E. coli konnte unter Erhalt der Funktionalität in Polymervesikel (Polymerosomen) eingebaut werden. Allerdings war die Aktivität nicht eindeutig der Polymerumgebung zuzuordnen, da die Enzympräparation in Gegenwart von natürlichem Lidid durchgeführt wurde. Der Einbau des Enzyms, das auf drei unterschiedliche Arten lipidfrei präpariert wurde, in Polymerosomen konnte auch unter Verwendung von drei unterschiedlichen Rekonstitutionsmethoden weder durch funktionelle Tests noch immunologisch nachgewiesen werden.

Die vorliegende Arbeit stellt ein mechanistisches, dynamisches Modell zur Beschreibung des Kohlenstoffhaushaltes von homogenen Pflanzenbeständen vor. Das Modell wurde für Bestände von Winterweizen (Triticum aestivum L. cv. Kanzler) parametrisiert. Das Modell differenziert die Pflanzenkompartimente Wurzeln, Blätter, Halme, Ähren und Endosperm. Innerhalb dieser Kompartimente werden die Pools Struktursubstanz, Glucose sowie andere Assimilate in Form von Disacchariden unterschieden. Im Modell wird der Pflanzenbestand eindimensional in bis zu elf Bestandesschichten diskretisiert. An relevanten Prozessen werden Photosynthese, Dunkelrespiration, Translokation von Assimilaten, Allokation sowie Konversion von Glucose in Assimilate berücksichtigt. Die typische zeitliche Auflösung des Modells beträgt 15 Minuten. Das Modell ist als System gekoppelter, zum Teil nichtlinearer gewöhnlicher Differentialgleichungen implementiert. Neuartig gegenüber bestehenden Modellansätzen ist vor allem die konsequente, nach Pflanzenorganen und Kohlenstoffpools funktionsorientiert vorgenommene Kompartimentierung sowie die Abbildung aller relevanten Prozesse einschließlich der Translokation und Allokation. Aus dem Modellkonzept konnten Bedingungen abgeleitet werden, unter denen sich ein Teil der Modellparameter experimentell bestimmen lassen. Hierzu wurden ökophysiologische in-vivo-Messungen an einzelnen Pflanzenorganen von Winterweizen durchgeführt. Die Ergebnisse der Experimente veranlaßten Änderungen der Modellstruktur, sodaß das Modell als quantifizierbare Arbeitshypothese des Zusammenwirkens der beteiligten Modellprozesse diente. Die Modellergebnisse wurden mit unabhängigen Messungen der Phytomassenentwicklung validiert. Für zwei unterschiedliche Vegetationsperioden konnte dabei eine gute Übereinstimmung zwischen Modell und unabhängigen Meßwerten nachgewiesen werden. Durch die hohe zeitliche Auflösung des Modells konnten detaillierte Einblicke in die Kohlenstoffdynamik des Pflanzenbestandes erzielt werden. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse decken sich mit publizierten Experimentergebnissen. Das Modell wurde eingesetzt, um den Einfluß veränderter Klimavariablen auf das Wachstum und den Ertrag von Winterweizen (cv. Kanzler) zu simulieren. Im Vergleich zum Referenzszenario wurde für eine Erhöhung der Lufttemperatur um 2 Grad C zu Ende der Vegetationsperiode eine Reduzierung der Gesamtphytomasse um 5-6% und des Ährenertrages um 8 % berechnet.

Ferredoxins are the major distributors for electrons to the various acceptor systems in plastids. In green tissues, ferredoxins are reduced by photosynthetic electron flow in the light. In this work Ds-T-DNA-insertion line of Arabidopsis thaliana for the coding region of the major leaf ferredoxin (Fd2, At1g60950) is used to create a situation of high electron pressure in the thylakoids. The highly reduced photosynthetic electron transport chain causes an extreme form of acclimation to high light, while the oxidized stroma leads to a re-adjustment of the chloroplast metabolism helping the plants to survive under these light-stress conditions. Redox homeostasis is achieved by regulation at both, the post-transcriptional and the transcriptional level. Alterations in gene expression due to acclimation via retrograte signalling are caused by a signal originating from the reduced photosynthetic electron flow. Using additionally Ds-T-DNA-insertion lines of A. thaliana for the coding region of Fd1 and transgenic approaches for gene silencing of Fd1, different functions of the two photosynthetic isoforms in A. thaliana are observed. Thereby Fd1 plays a significant role in Fd-dependent cyclic electron flow, and Fd2 predominantly drives the linear elelctron flow to generate NADPH. However, these specific functions are partly redundant. Using these transgenic lines of A. thaliana the essential function of ferredoxin-dependent cyclic electron flow in C3-plants became clear. In addition to the known ferredoxin isoforms in A. thaliana, the genome contains sequences coding for novel, unstudied ferredoxin-like proteins (FdC1 and FdC2) with extended C-termini, for which there are homologues in other photosynthetic organisms. In the Ds-T-DNA-insertion line of A. thaliana for the coding region of Fd2, the transcript level of FdC1 is increased. This implies an important role for FdC1 under conditions of high-electron pressure in the photosynthetic electron transport chain.

In dieser Arbeit wurde untersucht, ob Kalium-Limitation die Zusammensetzung der Phospholipide der Membran in Escherichia coli beeinflusst. Dabei standen mögliche Auswirkungen auf die Expression des kdpFABC-Operons im Vordergrund. Die Regulation der Expression dieses Operons erfolgt durch die Sensorkinase KdpD und den Antwortregulator KdpE. Während die Signalkaskade aufgeklärt ist, wird der Stimulus, den KdpD wahrnimmt, nach wie vor kontrovers diskutiert.

Synapsiden erscheinen erstmals im Fossilbericht im Oberkarbon (späten Pennsylvanium) und dominierten terrestrische Ökosysteme bis zum Ende des Paläozoikums. Diese Arbeit ist die erste detaillierte Betrachtung der frühen Evolution der Synapsiden. Modifizierte Versionen zuvor publizierter Vollständigkeitsmaße werden benutzt, um die Vollständigkeit von Pelycosaurier Fossilien einzuschätzen. Zudem wird eine Reihe unterschiedlicher Methoden genutzt, um die Übereinstimmung von Fossilbericht und Phylogenese zu messen. Die Vollständigkeitsanalyse der Pelycosaurier zeigt eine negative Korrelation zwischen Diversität und dem Maß der Merkmalsvollständigkeit, was darauf hindeutet, dass viele Spezies auf unvollständig erhaltenem Material basieren. Die fehlende Korrelation zwischen dem Maß zur Merkmalsvollständigkeit (basierend auf Abschätzung der Proportion phylogenetisch erfassbarer Merkmale) und der Diversität wird auf die Entdeckungsgeschichte der Gruppe zurück geführt: Die Mehrheit der Pelycosaurier-Arten wurden zwischen den 1930er und 1960er Jahren benannt, als taxonomische Zuordnungen häufig auf Körpergrösse, Fundort und Stratigraphie anstatt auf morphologischen Merkmalen basierten. Welche Schätzungen der Artenzahl über die Erdgeschichte beinflussen, produzieren die unterschiedlichen Methoden zur Diversitätsrekonstruktion sehr ähnliche Ergebnisse. Der initialen Diversifikation der Synapsiden im Oberkarbon und Unterperm (frühes Cisuralium) folgte ein Aussterbeereignis während des Sakmariums. Ein zweites Aussterben ereignete sich an der Grenze vom Kungurium zum Roadium. Die phylogenetisch Topologie-Analyse keine signifikanten Steigerungen der Diversitätsrate der Pelycosaurier relativ zu zeitgleich lebenden Taxa. Eine breiter angelegte Auswertung der Diversitätsentwicklung paläozoischer und triassischer Amnioten liefert ein mögliches Erklärungsmodell; Veränderungen der Diversitätsraten früher Amnioten tendieren dazu, zu Zeiten erhöhter Aussterberaten aufzutreten. / Synapsids first appear in the fossil record during the late Pennsylvanian, and dominated the terrestrial realm until the end of the Palaeozoic. This thesis provides the first detailed examination of the earliest evolution of synapsids. Modifications of previously published metrics are used to assess the completeness of their specimens, and a variety of methods are employed to measure the fit of the fossil record to the phylogeny. The analysis into the completeness of pelycosaurian-grade specimens reveals a negative correlation between diversity and the Skeletal Completeness Metric, assessing the bulk of material preserved, suggesting a tendency to name many species based on poor material. The lack of correlation between the Character Completeness Metric (assessing the proportion of phylogenetic characters that can be scored) and diversity is attributed to the history of discovery in the group: the majority of pelycosaurian-grade species were named between the 1930s and 1960s, when assignments were often based on size, location and stratigraphy rather than morphological characters. The different methods of assessing diversity provide very similar results. The initial diversification of synapsids in the Late Pennsylvanian and early Cisuralian was followed by an extinction event during the Sakmarian. A second extinction event occurred across the Kungurian/Roadian boundary. The tree topology analysis found no significant increases in diversification rate occurring in pelycosaurian-grade taxa relative to their contemporaries. A broader examination of diversification patterns in Palaeozoic and Triassic amniotes reveals a possible explanation; diversification rate shifts within early amniotes tend to occur during periods of elevated extinction.

Der Transfer von Chromosom 17 in die menschliche Mammakarzinomzellinie CAL 51 hatte zu einer Reversion des malignen Phänotyps geführt. Aufbauend auf diese Versuche wurde die Genexpression von CAL 51 Zellen versus CAL 17/5 Revertantenzellen mit der "differential display" Methode ana lysiert. Mit dem "differential display" Verfahren konnten 177 differentielle RT-PCR Produkte identifiziert, ausgeschnitten, eluiert und reamplifiziert werden. Ein Vergleich der Sequenzen mit den internationalen Datenbanken ergab: 46% der untersuchten PCR Produkte wiesen keine Homologie zu bekannten Genen auf, 16% zeigten eine hohe Homologie zu EST Sequenzen und cDNA Klonen (unbekannter Gene), 19% eine hohe Homologie zu mitochondrialer DNA und 19% wiesen eine hohe Homologie zu bekannten Genen auf. Die Northern Analyse von 40 ausgewählten Reamplifikaten bestätigte die differentielle Expression in etwa 1/3 der Fälle. Die homologen Gene sind auf unterschiedlichen Chromosomen lokalisiert. Für einige konnte aufgrund ihrer bekannten biologischen Funktionen eine Assoziation mit der Reversion von CAL 51 Zellen vermutet werden. Dazu gehörten u.a. Apolipoprotein J, Sp17 und Profilin. Das Profilingen zeigte eine deutlich erhöhte mRNA- und Proteinexpression in den Revertantenzellen und ist auf Chromosom 17 in der transfizierten Region p13.3 lokalisiert. Profilin ist ein ubiquitäres Protein, das Bindungsstellen für G-Aktin, PIP2 und poly L-Proline besitzt. Die Transfektion von CAL 51 Zellen mit klonierter Profilin cDNA führte bei drei ausgewählten Transfektanten zu einer Suppression des neoplastischen Phänotyps. Die Profilin cDNA Transfektanten zeigten gegenüber den parentalen CAL 51 Zellen und einer Vektortransfektante (ohne Profilin cDNA Insert) ein verlangsamtes Wachstum, eine geringere Koloniebildung in Weichagar, eine differenzierte Strukturbil dung in Matrigel und eine reduzierte Tumorigenität in "nude" Mäusen. Die beobachteten Veränderungen korrelierten zumeist mit der Profilinexpression in den Transfektanten. Eine SSCP- und Sequenzanalyse des Profilingens in CAL 51 Zellen ergab drei Sequenzunterschiede gegenüber der "wildtyp" DNA: Ein homozygoter Basenaustausch in der Promoterregion (A-773G), ein homozygoter Basenaustausch in Exon 3 (C334T) (ohne Aminosäureaustausch) sowie eine heterozygote Deletion in der untranslatierten 3' Region (645delT). Die Bedeutung dieser Sequenzunterschiede ist noch unklar. Mit ersten Northern Analysen von Tumor- und Normalgeweben sowie mehreren Brustkrebszellinien wurde begonnen. Die kleine Anzahl der untersuchten Proben erlaubt noch keine Interpretation der Ergebnisse.

N"alpha"-Acetylierung, eine der häufigsten eukaryontischen Proteinmodifikationen, wird von N-terminalen Acetyltransferasen (NATs) katalysiert. NatA, die bedeutendste NAT in Saccharomyces cerevisiae, besteht aus den Untereinheiten Nat1, Ard1 und Nat5, und ist am silencing, d.h. am Aufbau repressiver Chromatinstrukturen an Telomeren und den Paarungstyp-Loci HML und HMR beteiligt. Die vorliegende Arbeit demonstriert eine Rolle von NatA auch beim rDNA-silencing, und zeigt erstmals, dass die silencing-Faktoren Orc1 und Sir3 funktionell von der N"alpha"-Acetylierung durch NatA abhängen. Orc1, die größte Untereinheit des origin recognition complex (ORC), wurde in vivo durch NatA N"alpha"-acetyliert. Mutationen, die dies verhinderten, bewirkten eine starke telomerische Derepression. NatA wirkte genetisch über die ORC Bindungsstelle des HMR-E-silencers. Die artifizielle Bindung von Orc1 an HMR-E machte HMR-silencing NatA-unabhängig. Auch die synthetische Letalität von nat1"DELTA" orc2-1 Doppelmutanten wies auf eine funktionelle Verbindung zwischen NatA und ORC hin. Als weiteres NatA-Substrat wurde Sir3 identifiziert, dessen zelluläre Lokalisierung von NAT1 abhing. Die schwächeren silencing-Defekte der unacetylierten orc1 sir3 Doppelmutante im Vergleich zu nat1"DELTA" implizierten allerdings, dass noch weitere silencing-Proteine die N"alpha"-Acetylierung für ihre Funktion bedürfen. Weitere Ergebnisse dieser Arbeit belegen eine Funktion N-terminalen 100 Aminosäuren von Orc1 im silencing. Deletionen innerhalb dieses Bereichs erzeugten silencing-Defekte. Das Fehlen von 51 Aminosäuren vom N-Terminus von Orc1 unterbrach die Interaktion mit Sir1, verstärkte aber auch den silencing-Defekt von sir1"DELTA". Dies ergibt ein Model, in dem Orc1 neben Sir1 ein weiteres silencing-Protein rekrutiert, das zu seiner Bindung einen intakten, acetylierten N-Terminus von Orc1 benötigt. Zusammenfassend sprechen die Ergebnisse für eine Rolle der N"alpha"-Acetylierung durch NatA bei der Modellierung der Chromatinstruktur. / N"alpha"-acetylation, one of the most abundant eukaryotic protein modifications, is catalyzed by N-terminal acetyltransferases (NATs). NatA, the major NAT in Saccharomyces cerevisiae, consists of the subunits Nat1, Ard1 and Nat5 and is necessary for the assembly of repressive chromatin structures at the silent mating type loci and telomeres. This thesis shows that NatA also acts in rDNA repression and it provides the first direct evidence for the functional regulation of the silencing factors Orc1 and Sir3 by NatA-dependent N"alpha"-acetylation.Orc1, the large subunit of the origin recognition complex (ORC), was N"alpha"-acetylated in vivo by NatA. Mutations that abrogated this acetylation caused strong telomeric derepression. NatA functioned genetically through the ORC binding site of the HMR-E silencer. Direct tethering of Orc1 to HMR-E circumvented the requirement for NatA in silencing. The synthetic lethality of nat1"DELTA" orc2-1 double mutants further supported a functional link between NatA and ORC.Sir3 was also indentified as a NatA substrate. Its localization to perinuclear foci was NAT1 dependent. Unacetylated sir3 orc1 double mutants did not resemble the nat1"DELTA" silencing phenotype. Thus, we suggest that further silencing components require NatA-dependent N"alpha"-acetylation for their function. We further identified the N-terminal 100 amino acids of Orc1 to be important for silencing, since truncations within this region impaired silencing. The deletion of 51 amino acids from the Orc1 N-terminus interrupted the interaction with Sir1 and also reduced silencing in sir1"DELTA" strains. We thus propose that the silencing function of Orc1 is not restricted to Sir1 recruitment, but also comprises the interaction with another protein. The silencing function of this hypothesized interaction partner may depend on the N"alpha"-acetylation and integrity of the N-terminus of Orc1.In summary, we propose that N"alpha"-acetylation by NatA represents a protein modification that modulates chromatin structure in yeast.

Ein wirksames Immunsystem erfordert das Zusammenspiel von zellulären und humoralen Komponenten, die sich in den frühen Lebensphasen der Organismen entwickeln. Die meisten Zellen, die in die Immunantwort involviert sind, leiten sich aus Stammzellen des Knochenmarks ab. Deshalb wurde bei Organismen ohne Endoskelett - den Invertebraten - keinerlei Fähigkeiten zu Immunreaktionen angenommen. Der Evolutionserfolg der Invertebraten zeigt jedoch, daß sie in der Lage sind, sich pathogenen Keimen und Parasiten erfolgreich zu widersetzen. Markant für viele immunologische Prozesse in Invertebraten ist die äußerst starke Erstreaktion (Humphreys und Reinherz, 1994). Die vorgelegten Untersuchung wurde an einer nicht induzierbaren, sondern natürlichen vorkommenden Erstreaktion (lytischen Aktivität) durchgeführt. Die Analyse des lytischen Prozesses schloß neben der Isolierung und Charakterisierung eines Hämolysins (Eiseniapore) aus Eisenia fetida fetida und eines Eiseniapore-regulierenden Faktors (ERF) - einem hier erstmals nachgewiesenen Hämolysin- Regulator bei Invertebraten - die Aufklärung der Eiseniapore -Membran- Wechselwirkung an Lipidmembranen ein. Hierbei bildeten Leakage-messungen an Liposomen mit unterschiedliche r Lipidzusammensetzung einen experimentellen Schwerpunkt. Diese Messungen ermöglichten zum einen die Identifizierung des Lipidrezeptors Sphingomyelin, der die Bindung Eiseniapores an der Targetmembran vermittelt, und zum anderen geben sie einen Hinweis auf eine spezielle Wechselwirkung von Sphingomyelin mit Cholesterol. Die Einteilung tierischer Toxine erfolgt nach Bernheimer (1996) in einer ersten Grobansprache in Sphingomyelin-inhibierbare und in Thiol-aktivierbare Proteine. Eiseniapore ist das erste beschriebene Toxin, daß sich in diese dichotome Ordnung nicht einteilen läßt, da es durch Thiolgruppen aktiv iert werden kann und außerdem durch Sphingomyelin inhibierbar ist. Trotz der Fähigkeit der unmittelbaren Erkennung ohne vorherigen Kontakt gelten die Immunantworten der meisten Invertebraten als sogenannte 'langsame Immunreaktionen' (Humphreys und Reinherz, 1994). Mit den in dieser Arbeit vorgestellten Leakagemessungen werden zum ersten Mal sehr schnelle Reaktionen bei Anneliden beschrieben. Die Kinetik des Leakagevorgangs folgt einer Reaktion 2. Ordnung, woraus geschlossen werden kann, daß Eis eniapore an einem Punkt des Leakageprozesses als Dime agier t. Die Sekundärstruktur Eiseniapores erfährt während der Membranbindung keine signifikante Änderung: 37% b-sheet, 28% a-helix, 17% b-turn und 18% Zufallsknäuel. Somit gehört Eiseniapore zu den wenigen membranaktiven Toxinen mit einem hohen Anteil an b-sheet Strukturen, einer Gruppe von Proteinen, über die im Gegensatz zu den a-helikalen Proteinen nur sehr wenig Informationen vorliegen (van der Goot et al., 1997). Durch Elektronenmikroskopie und Elektrophorese wurde die eigentliche lytische Struktur an der Targetmembran identifiziert. Es ist eine Proteinpore, bestehend aus sechs Eiseniapore-Monomeren, die einen Tunnel in der Membran bilden, der anderen Porenformern (Komplement) gleicht. Da lytische Proteine für viele Organismen beschrieb en werden konnten, wurde für die Klassifikation der gewonnen en Details untersucht, ob die membrandestabilisieren den Vorgänge jeweils analog oder homolog zu denen anderer lytischer Proteine sind. Für die lytische Aktivität in E. fetida ssp. wurde bisher eine Analogie (funktionsgleiche Struktur) zu lytischen Proteinen des Komplementsystems verneint (Roch et al., 1995). Die vorgelegten Ergebnisse zeigen jedoch, daß es für die Annahme einer Analogie von Eiseniapore mit dem lytischen Komplex des Komplements zahlreiche Anhaltspunkte gibt. Ein Indiz für die immunologis che Verwandtschaft von Eiseniapore mit der Komplementkomponente C9 und des ERF mit dem Komplementregulator Vitronectin ist neben der gezeigten Kreuzreaktionen der Nachweis, daß der ERF neben der Eiseniapore- auch die Komplement-vermittelte Hämolyse inhibiert, wie auch Vitronectin die Eiseniapore- und die Komplement-induzierte Hämolyse unterdrückt. Dies demonstriert erstmals die Funktionsähnlichkeit lytischer Proteine aus den Stämmen Oligochaeta und Mammalia.

Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit den Problemen der Taxonomie und Phylogenie sowie der Identifizierung der Familie Arhrodermataceae (Dematophyten). Da die konventionelle Identifizierungsmethode der Dermatophyten bis heute ein Problem darstellt, wurde hier zur Lösung der Fragestellungen die Geasamt-ITS Region (Internal Transcribed Spacer) und das PCR-Fingerprinting verwendet. Zur Analyse der Taxonomie und Phylogenie wurde die Gesamt-ITS-Region von 72 Arthrodermataceae-Isolaten mittels PCR amplifiziert und sequenziert. Ausgehend von den Sequenzdaten wurden phylogentische Stammbäume mittels Parsimonie- und Neigbour-Joining-Analysen generiert. In den beiden Analysen bildeten die Dermatophyten eine monomorphe Gruppe mit Arachniotus ruber und Chysosporium keratinophilum als Außengruppen. Dabei war die Gattung Trichophyton polyphyletisch und die Gattung Microsporum paraphyletisch. Die Vertreter der Gattung Epidermophyton wurden in weit entfernten Gruppen gefunden. Die 6 T. mentagrophytes Varianten bildeten in der Analyse 3 Komplexe, die eine enge Verwandtschaft zu anderen Spezies der Familie Arthrodermataceae zeigten. T. rubrum seine Variante granulare, T. fischeri, T. kanei, T. megninii, T. soudanense und T. violaceum sind so eng miteinander verwandt, daß in der vorliegenden Arbeit vorgeschlagen wurde, sie als Varianten von T. rubrum einzuordnen. Das Gleiche gilt auch für den M. canis-Komplex (M. canis Variante distortum, M. audouinii und seine Varianten, M. equinum, M. ferrugineum und Arthroderma otae). Diese Schlußfolgerungen beruhen auf den Ergebnissen des PCR-Fingerprinting, den Vergleichen der ITS-Sequenzen (Variationsindex) und auf die Ähnlichkeiten der morphologischen bzw. biochemischen Merkmalen der jeweiligen Spezies. Mit PCR-Fingerprinting war es möglich, die Dermatophytenspezies anhand ihrer charakteristischen PCR-Fingerprintingmuster zu identifizieren. Schwierig war die Differenzierung zwischen den Subspezies bzw. zwischen den Anamorphen und ihren Teleomorphen. Diese Methode wurde dann zur Identifizierung von klinischen T. tonsurans in einer Epidemiestudie bei Ringern verwendet. Aus dem variablen Teil der ITS 2-Sequenz wurde eine Sonde (TR20S-Sonde) entwickelt, die für T. rubrum spezifisch war. Die Spezifität der Sonde konnte anhand der Hybridisierung mit der Gesamt-ITS-Region von 50 verschiedenen klinischen T. rubrum-Isolaten, 57 verschiedenen Spezies der Familie Arthrodermataceae und 10 anderen dermatologischen Infektionserregern nachgewiesen werden. / The present work deals with problems of taxonomy and phylogeny as well as with the identification of the family Arhrodermataceae (Dermatophyten). Since conventional methods for the detection of dermatophytes are often difficult, we analysed sequences of the ribosomal internal transcribed spacer (ITS) and data obtained by a PCR fingerprinting method to solve phylogenetic and identification questions. The whole ITS region of 72 Arthrodermataceae isolates was amplified and sequenced. Phylogenetic relationships among these dermatophytes were reconstructed using parsimony and neighbour joining methods which lead both to a highly similar topology for the family Arthrodermataceae. In both phylogenetic pedigrees the species of the family Arthrodermataceae formed a monophyletic group with Arachiotus ruber and Chrysosporum keratinophilum as outgroups. Within the family Arthrodermataceae the genus Trichophyton is polyphyletic and the genus Microsporum paraphyletic. The genus Epidermophyton does not represent a monophyletic group as could be expected from the conventional systematics Based on the comparisons of the ITS sequences(variation index), on the results of PCR fingerprinting, and on similarities of the morphological and biochemical features of the respective species the following conclusions can be drawn: Trichophyton mentagrophytes and its 6 various variants belonged to 3 different complexes. Complex I was closely related to T. tonsurans, complex II to T. schönleinii and complex III to T concentricum and T. verrucosum. rubrum , T. rubrum var. granulare, T. fischeri, T. kanei, T. megninii, T. soudanense and T. violaceum formed a monophyletic group. According to our results these species should be considered as variants of T. rubrum. It has been also suggested that the members of the M. canis complex, M. canis variant distortum, M. audouinii and its variants, M. equinum, M. ferrugineumand Arthroderma otae seem to be rather variants of M. canis than different species. Various dermatophyte species could be identified based on their PCR fingerprinting profiles. In an epidemic study among wrestlers this technique has been successfully employed to identify clinical isolates of T. tonsurans. However, the differentiation between subspecies and between anamorphs and its teleomorphs was not always possible. From the variable part of the ITS2 sequence a probe specific for T. rubrum (TR20S) was developed. The specificity of the probe was proved by the hybridization of this probe to the amplified ITS region of 50 different clinical T. rubrum isolates, 57 strains of different species of the family Arthrodermataceae and 10 other dermatological agents.

Mit der vorliegenden Arbeit ist es gelungen, einen weiteren Schritt zur Aufklärung der visuellen Kaskade beizutragen. Erstmals konnten die Enthalpieänderungen für den G-Protein-Zyklus und dessen Teilreaktionen im Titrationskalorimeter am rekonstituierten System bestimmt werden. Der G-Protein-Zyklus Der Photorezeptor Rhodopsin katalysiert in seinem lichtaktivierten Zustand (R*) die Aktivierung des G-Proteins Transducin (Gt) durch Austausch von GDP gegen GTP in der Nukleotidbindungstasche von Transducin. Durch die intrinsische GTPase des G-Proteins, wird GTP hydrolysiert und Gt kehrt in den inaktiven Zustand zurück. Die Titration von GTP zum Komplex aus lichtaktiviertem Rhodopsin und Transducin (R*G-Komplex) ergab für den gesamten G-Protein-Zyklus eine Reaktionsenthalpie von - 4.6 ± 0.8 kcal pro Mol GTP. Dieses Ergebnis steht im Einklang mit den in der Literatur aufgeführten Werten für die Reaktionsenthalpie der Hydrolyse von ATP zu ADP (- 4.9 kcal/Mol; Gajewski et al., 1986 [22 ]). Die Teilreaktionen des G-Protein-Zyklus Die Teilreaktionen des G-Protein-Zyklus waren nicht direkt durch Titrationsexperimente zugänglich. Durch Variation der Konzentrationen der einzelnen Reaktionspartner konnten jedoch die unterschiedlichen Phasen des Wärmesignals zu Teilschritten des Zyklus zugeordnet und deren Reaktionsenthalpien bestimmt werden. Die R*G-Komplexbildung Der Bindung von R* an GGDP sind mehrere Reaktionen untrennbar überlagert. Die gemessene Enthalpieänderung von + 2.0 kcal/Mol ist die Summe der Wärmeänderungen durch Abgabe des an G[alpha] gebundenen GDP, Bindung von R* an Transducin und die Verschiebung des Gleichgewichtes zwischen den Rhodopsin Intermediaten MI- und MII-Rhodopsin bei dieser Bindung.Die Komplexdissoziation Unter Verwendung von GTP[gamma]S wurde für die Komplexdissoziation eine Enthalpieänderung von - 4.4 kcal/Mol ermittelt. Es ist zu beachten, daß dieser Teilschritt sich aus mehreren Reaktionen zusammensetzt. Dies sind die Bindung des zugegebenen GTPgS an den R*G-Komplex, die Dissoziation von R* und Transducin, die Trennung der Untereinheiten des G-Proteins und die Einstellung des MI-MII-Gleichgewichtes nach Freiwerden des Rhodopsins. Da die Wärmeänderung der genannten Reaktionen nicht separat bestimmt werden konnte, entspricht die im Kalorimeter gemessene Wärme der Summe der Enthalpieänderungen dieser Reaktionen.Die Hydrolysereaktion von GGTP zu GGDP Die Enthalpieänderung durch Hydrolyse des an Transducin gebundenen GTP zu GDP wurde aus der Gesamtwärme des Zyklus zu - 2.2 kcal/Mol errechnet. Die Reaktionsenthalpie des gesamten Zyklus wird nur von der Energieabgabe des GTP bestimmt, dabei wird die Energie des GTP jedoch nicht vollständig bei der Hydrolyse des Transducin-gebundenen GTP zu GDP frei. Die Differenz zwischen der Gesamtenthalpieänderung und der Wärme, die bei Hydrolyse von Gt-gebundenem GTP frei wird, liegt in einer höheren inneren Energie von Transducin in der GTP-bindenden Konformation als im GDP-bindenden Zustand.