(In English) The reaction of highly reactive oxygen radicals with protein solvent-accessible residues can be utilized to map protein landscape. Fast photochemical oxidation of proteins (FPOP) is an MS- based technique, which utilizes highly reactive radical species to oxidize proteins and map protein surface or its interactions with their interaction partners. In this work, FPOP was employed to study protein-DNA interactions. First, a full-length of FOXO4-DBD was successfully expressed and purified. The ability of the protein to bind its DNA-response element was verified by electrophoretic and MS-based techniques, respectively. Optimal experimental conditions were achieved to oxidize the protein itself and in the presence of DNA, respectively. Oxidized samples were analyzed by bottom-up and top-down approach. In the bottom-up experiment, modification of individual residues was precisely located and quantified. Different extend of modification was observed for protein alone and in complex with DNA. To avoid experimental artifacts analyzing multiply oxidized protein, standard bottom up approach was replaced by a progressive top-down technology. Only a singly oxidized protein ion was isolated, and further fragmented by collision-induced dissociation (CID) and electron-capture dissociation (ECD),...

Hochtemperatur-Konversionsprozesse sind ein wesentlicher Bestandteil von industriellen Produktionsprozessen, die maßgeblich den Prozesswirkungsgrad und die Produktionskosten beeinflussen. Die modellgestützte Optimierung ermöglicht eine gezielte Verbesserung verschiedener Parameter unter Berücksichtigung von prozesstechnischen, ökonomischen und ökologischen Aspekten. Bisher existiert in der Literatur kein Vergleich der Einsatzmöglichkeiten verschiedener Modellierungsmethoden zur modellgestützten, multikriteriellen Optimierung von Hochtemperatur-Konversionsprozessen. Daher werden in dieser Arbeit drei exemplarische Konversionsprozesse mit unterschiedlichen Modellierungsmethoden optimiert und anhand der Ergebnisse die Potenziale und Einsatzgrenzen für die modellgestützte Optimierung bewertet. Die Modellierung eines Wirbelschichtvergasers zeigt, dass detaillierte CFD-Modelle für komplexe mehrphasige Prozesse zu rechenaufwändig sind. Hingegen ist für einfache einphasige Prozesse wie ein Quench-Reaktor die Optimierung mit reduzierten CFD-Modellen realisierbar. Die Integration von Ersatzmodellen beschleunigt das Optimierungskonzept bei gleicher Ergebnisqualität, was die Optimierung von komplexen Prozessen für einfache Optimierungsprobleme ermöglicht. Die Optimierung der Partialoxidation von flüssigen Einsatzstoffen zur Methanolproduktion zeigt, dass sich Fließbildmodelle gut zur Optimierung von vollständigen Produktionsprozessen und komplexen Optimierungsproblemen eignen. Die Ergebnisse dieser Arbeit können als Basis für die Erstellung von Modellierungs- und Optimierungskonzepten für weitere Hochtemperatur-Konversionsprozesse genutzt werden.

Bei der Behandlung organische Abfälle werden zunehmend Feststoff-Vergärungsverfahren mit Perkolation eingesetzt. Sie werden bevorzugt, wenn eine Vorab-Zerstörung der Feststoffstruktur nachteilig für die Gärrest-Verwendung oder sich daraus keine ökonomischen Vorteile ergeben. Das trifft auch bei strohartiger Biomasse zu. Zur satzweisen Vergärung wurden zahlreiche Erkenntnisse publiziert. Zeitgleich wurde das Sauter-Verfahren für den kontinuierlichen Betrieb zur Anwendungsreife entwickelt sowie am Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V. (ATB) Forschungen einer zweistufigen Variante publiziert. Erstmalig erfolgt unter Verwendung von Silagen ein Vergleich der Varianten. Einflüsse der Perkolationsintensität auf Zusammensetzung und Eigenschaften der Feststoffe und der Prozessflüssigkeit sowie auf die Kinetik der Gasbildung werden untersucht. Die Perkolatzusammensetzung variiert variantenabhängig. OTS-Belastungs-Grenzen lassen sich in erster Näherung bestimmen. Geeignete Vergleichsparameter werden dargestellt. Betreiberbefragungen und messtechnische Begleitung einer Sauter-Anlage ergänzen die Arbeit. Eine differenzierte Beurteilung der Perkolationsverfahren ist nun möglich. Betrachtet werden die Feststoffdichte im Fermenter, die TS-Gehalte im Gärstock sowie der Schwimmschicht. Die Verweilzeit der partikulären Biomasse im Fermenter ist erheblich kürzer als bisher angenommen. Das beeinflusst direkt die Hydrolyserate und mittelbar die Mikroflora im Fermenter. Nähere Untersuchungen sind erforderlich. Auch bei Perkolationsverfahren beeinflusse Substratzusammensetzung und Mahlgrad die Kinetik der Gasbildung. Die Methanausbeuten unterscheiden sich nur unwesentlich von Rührkessel-Systemen. Die Erweiterung der perkolierten Vergärung durch eine Perkolat-Methanisierungsstufe sind höhere Raum-Zeit-Ausbeuten möglich. Das erlaubt eine zeitlich gesteuerte Methanerzeugung, wobei Ausmaß und Leistungsgradient weiterer Forschung bedürfen. / Numerous research findings and experience on the batchwise fermentation of stacked biomass are available. At the same time, the percolated and continuously operated Sauter-process was developed to market maturity. Research on a two-stage variant has been carried out and published by the Leibnitz Institute for Agricultural Engineering and Bioeconomics e.V. (ATB). This paper provides for the first time a direct comparison of the above-mentioned percolated process variants using maize and sedge silages. The effects of percolation intensity on composition and properties of the solids and the process fluid as well as on the gas formation kinetics are investigated in particular. Furthermore, suitable benchmarks of the variants are identified and evaluated. The link to practice is a operators questioning and a one year lasting monitoring of a Sauter plant. The findings allow a differentiated assessment of percolation processes. Findings on solid matter density as well as on dry matter content in the fermenting stock or floating layer are presented in detail. During continuous operation, particulate biomass retention time is considerably shorter than would result from usual calculation of hydraulic retention time. It is indicated that the microflora in the fermenter is also indirectly affected. This requires further research work. It is shown that in percolation processes substrate composition and extent of grinding also dominate the gas formation kinetics, albeit to different extents. Methane yields differ under comparable load and operating parameters only marginally from yields of stirred tank systems. Composition of percolate also varies variant-specific. Findings can be used to define in a first approximation limits of volatile solid load. It has been proven that percolated solid-state fermentation with an additional percolate methanization stage allows higher space-time yields. This extra stage suits also for controlled flexible methane production.

Die Dissertation setzt sich mit den fotografischen Repräsentationen der Atombombenabwürfe auf Hiroshima und Nagasaki sowie der Havarie des Kernkraftwerks Tschernobyl auseinander. Dabei werden künstlerische, dokumentarische und touristische Bilder analysiert, die sich der jeweiligen Strahlenkatastrophe oftmals erst Jahre nach dem Ereignis annehmen und ikonografische oder medial-materielle Bezüge zu ihr aufweisen. Es zeigen sich zentrale Strategien, atomare Katastrophen, seien sie militärischer oder ziviler Natur, in fotografische Bilder überzuführen. Gerade das eigentliche Unvermögen, die visuell nicht sichtbaren Strahlenemissionen oder die Komplexität der Vorgänge auf atomarer Ebene zu visualisieren, hat sich als prägend erwiesen und bestimmt als Paradigma der Unsichtbarkeit die kulturelle Rezeption der Ereignisse. Es ist dieser Umgang mit den Abstraktionspotentialen der nuklearen Technologie, die im aktuellen Spannungsfeld ökologischer, sozialer und energietechnologischer Bildpolitik ihre Relevanz stets von neuem unter Beweis stellt. / The dissertation project seeks to analyse the photographic positions that deal with the atomic bomb attacks on Hiroshima and Nagasaki and the accident of the nuclear power plant in Chernobyl. This focus includes press photographs of the events as well as artistic, documentary and touristic images that take an approach towards the disasters often years after and hereby form iconographic or material references to the events. The study reveals central strategies for photographic images of atomic catastrophes, be they of military or civil nature. It is the inability to visualize non-visible nuclear rays or the complexity of processes on an atomic level that has turned out to be crucial. This incapacity of making images, a paradigm of invisibility, substantially coins the cultural role of the events. The question of how a society deals with these abstract potentials of nuclear technology has turned out to be always anew of high relevance in regard to ecological, social and technological policies of images.