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Dass das klassische "Einschleifen" durch häufiges Wiederholen nicht zu den abwechslungsreichsten Trainingsmethoden gehört, ist hinlänglich bekannt. Doch dass es effektives Lernen teilweise sogar behindert, vielen noch neu. Das differenzielle Lernen bzw. Training verspricht einen deutlich effektivere Wege zur technischen Perfektion, der auf Variation statt Wiederholung beruht. In Untersuchungen schnitt das differenzielle Training seit den 90er Jahren in den verschiedensten Sportarten immer wieder besser ab, als die Wiederholungs-Methode. Das spannende dabei: Auch nachdem das Training längst beendet ist, steigt das Leistungsniveau der Athleten weiter an. In der neusten Episode von Spieleröffnung erklärt Prof. Wolfgang Schöllhorn warum das so ist und wieso Leitbilder oder Idealtechniken in der Realität nicht existieren. Hört rein!

Als Schneider verdient Fred Odur 2,50 Euro pro Tag. Mit seiner Frau und seinen beiden Kindern teilt er sich ein Zimmer am Rande eines Slums in Kenias Hauptstadt Nairobi. Dennoch zählen die Odurs in Kenia schon zur Mittelschicht. In Untersuchungen heißt es, die afrikanische Mittelschicht habe sich in den vergangenen 30 Jahren verdreifacht. Tatsächlich nimmt der Wohlstand vor allem in Hauptstädten zu. Doch kritische Beobachter sehen darin nur eine wachsende Gruppe von Konsumenten, die etwas mehr Geld zur Verfügung haben – ihre wirtschaftliche Lage bleibt ausgesprochen labil. (Produktion 2014)

Epidemiologische Daten und Tiermodelle geben Hinweise auf eine verschlechterte Immunabwehr bei Karzinomen des Kopf- und Halsbereiches, wobei die genauen Wirkmechanismen bisher nicht aufgeschlüsselt werden konnten. In Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass Karzinome im Kopf- und Halsbereich mit erhöhten Konzentrationen an Prostaglandinen im Serum einhergehen, ein anderer Autor wies eine verminderte Expression des Chemokinrezeptors CCR5 auf Monozyten nach Behandlung mit Prostaglandin nach. In der vorliegenden Arbeit konnte erstmalig aufgezeigt werden, dass es im Rahmen einer Karzinomerkrankung im Hals- und Kopfbereich zu strukturellen und funktionellen Defiziten der Monozytenfunktion kommt. Hierbei finden sich erniedrigte Expressionsraten an CCR5, CCR2 und des Adhäsionsmoleküls CD11b des β-Integrins Mac-1 sowie eine verminderte Adhäsionsfähigkeit der Monozyten an das interzelluläre Adhäsionsmolekül ICAM-1. Weiterhin konnte nachgewiesen werden, dass nach Inkubation der Monozyten in Serum gesunder Spender die verminderte Immunfunktion wieder verbessert wird. Parallel dazu zeigte sich, dass die oben beschriebenen Immundefekte auf Monozyten gesunder Spender durch Inkubation in Serum von Tumorpatienten künstlich herbeigeführt werden können. Dies legt den Schluss nahe, dass im Rahmen einer Karzinomerkrankung Metaboliten im Serum gelöst sind, die eine immunologische Tumorabwehr erschweren. Diese Erkenntnisse sind ein weiterer Schritt zum Verständnis der Tumorimmunologie und könnten dazu hilfreich sein, immunologische Therapieverfahren voranzubringen.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem proteolytischen System des Chloroplasten höherer Pflanzen und hier speziell mit dem des Thylakoidsystems. Vorderstes Ziel war die Isolierung und Charakterisierung neuer, bislang unbekannter Komponenten. Zu diesem Zweck wurden zwei unterschiedliche Ansätze erprobt: Einmal der rein biochemische Weg, bei dem der Versuch unternommen wurde, speziell lichtinduzierte proteolytische Aktivitäten des Thylakoidlumens nachzuweisen, anzureichern, und, falls möglich, aufzureinigen. Mit dem zweiten Ansatz wurde zunächst versucht, in Sequenzvergleichen auf molekularbiologischer Ebene homologe Gene zu bekannten bakteriellen und cyanobakteriellen Proteasen im pflanzlichen Genom ausfindig zu machen, und ausgehend von diesen dann die zugehörigen Genprodukte zu isolieren und charakterisieren. 1. Nachweis, Charakterisierung und Aufreinigung lichtstreßinduzierter Proteasen des Thylakoidlumens: Die zu diesem Ansatz durchgeführten Experimente konnten im Thylakoidlumen von Erbsenchloroplasten durch den Einsatz von Aktivitätstests auf substrathaltigen Polyacrylamidgelen mindestens fünf distinkte proteolytische Aktivitäten sichtbar machen. Diese Aktivitäten erwiesen sich als eindeutig induzierbar durch Hochlicht. Sie wurden jedoch sämtlich durch in äußerst geringer Menge vorliegende Komponenten des Lumens hervorgerufen. An der dadurch, sowie zusätzlich durch einen Lichtadaptationseffekt des Pflanzenmaterials, bedingten schlechten Reproduzierbarkeit der Aktivitäten scheiterten schließlich sowohl die Charakterisierung der unbekannten Proteasen als auch deren weitere Aufreinigung. Die Arbeiten sind dennoch dazu angetan, eine Vorstellung von der Größe und Komplexität des proteolytischen Systems alleine des Thylakoidlumens zu vermitteln. 2. Klonierung der Gene neuer plastidärer Proteasen und Charakterisierung der zugehörigen Genprodukte: Im Rahmen der Arbeit wurden die Gene zweier zuvor nicht beschriebener mutmaßlicher Proteasen aus Arabidopsis thaliana L. isoliert, beides Homologe zu bekannten Proteasen aus E. coli. hhoA: Das Produkt dieses Gens stellt ein Mitglied der ubiquitär verbreiteten HtrA-Familie von Serinproteasen dar, deren Zahl sich in Arabidopsis auf mittlerweile vierzehn beläuft. Es besitzt die typische katalytische Triade der Familie, läßt jedoch die zumindest für die meisten charakterisierten Homologe typische sogenannte PDZ-Domäne im N-terminalen Bereich vermissen. In den Experimenten zur Kartierung des Gens konnte gezeigt werden, daß dieses in singulärer Kopienzahl auf Chromosom IV lokalisiert ist. Anschließende Untersuchungen zur Expression konnten in Pflanzen jedoch weder unter normalen Anzuchtsbedingungen, noch nach Streßexperimenten mit Hochlicht und Hitzestreß ein spezifisches Transkript nachweisen. In vitro-Experimente belegten die Transkribier- und Translatierbarkeit des Gens; dessen Produkt im in organello-Importexperiment als lösliche Komponente im Thylakoidlumen akkumulierte. Weitere Untersuchungen an Chloroplastenfraktionen aus Spinat und Arabidopsis unter Zuhilfenahme eines gegen das heterolog exprimierte gereifte Genprodukt produzierten polyklonalen Antikörpers bewiesen, daß hhoA auch in vivo synthetisiert wird und wie im Importexperiment im Thylakoidlumen lokalisiert ist. Verschiedene Versuche zur Funktion des Proteins brachten kein eindeutiges Ergebnis. Die Transformation von Arabidopsis mit Sinnund Gegensinnkonstrukten des Gens war zwar erfolgreich, erzeugte jedoch Pflanzen ohne erkennbar vom Wildtyp abweichenden Phänotyp. sppA: Das Homolog zu der Signalpeptid-prozessierenden Protease aus E. coli, Protease IV, stellt das bislang einzige beschriebene in höheren Pflanzen dar. Das Gen ist, wie in Experimenten zu seiner Kartierung gezeigt wurde, in singulärer Kopienzahl im Genom vorhanden, lokalisiert auf Chromosom I. In Untersuchungen zur Expression konnte das Transkript unter normalen Anzuchtsbedingungen nicht nachgewiesen werden. Bei Behandeln der Pflanzen mit Lichtstreß über längere Zeit wurde jedoch ein nach mehrstündiger Latenzzeit einsetzendes Ansteigen der Transkriptrate beobachtet. Das Genprodukt wurde nach in vitro-Transkription und -Translation im in organello-Importexperiment als peripher mit der stromalen Oberfläche der Thylakoidmembran assoziiert charakterisiert. Untersuchungen an Chloroplastenfraktionen mittels Antikörpern, die gegen den C-Terminus des heterolog exprimierten SppA-Proteins produziert worden waren, bestätigten neben dem Nachweis des Vorhandenseins auch unter Normalbedingungen diese Lokalisation auch in vivo. Bei weiterer Subfraktionierung der Thylakoide fand sich das Protein vornehmlich assoziiert mit Stromathylakoiden. Die bei Bestrahlung der Pflanzen mit hohen Lichtintensitäten steigende Expressionsrate deutet auf eine funktionelle Neudefinierung von SppA in photosynthesetreibenden Organismen im Vergleich zu E. coli und auf eine Rolle innerhalb der langfristigen Adaptationsmechanismen der Pflanze gegen Lichtstreß hin. Weitere Untersuchungen konnten jedoch keine eindeutigen Hinweise bezüglich der spezifischen Funktion des Proteins liefern.

Plasminogen wird durch verschiedene Proteasen proteolytisch gespalten. Zu den Enzymen, von denen bekannt ist, daß sie Plasminogen an definierten Peptidbindungen prozessieren können, gehören Elastase aus polymorphnukleären Neutrophilen (PMN) und Metallo-Elastase aus Makrophagen. Ein Spaltprodukt ist Miniplasminogen, das die proteolytische Domäne und den Kringel 5 umfaßt. Die Spaltstelle bei Val441 ist charakterisiert und ein Sandwich-ELISA gegen die Neodeterminante ist etabliert. Das dabei entstehende Counterpart besteht aus den Kringeln1-4. Es wird Angiostatin genannt, weil es hemmend auf die Neubildung von Gefäßen wirkt. Im Rahmen dieser Arbeit sollte untersucht werden, ob Miniplasminogen unter pathologischen Bedingungen wie Sepsis, Peritonitis und Tumorerkrankungen auftritt, um daraus einerseits den Einfluß der Elastase abzuleiten und Einblicke in die pathophysiologischen Abläufe bei Entzündung und Tu-morgeschehen unter Betrachtung der Plasminogenspaltprodukte in Korre-lation zu anderen Parametern zu gewinnen. In Vorversuchen konnte gezeigt werden, daß unter dem Einfluß von aktivierten polymorph-nukleären Neutrophilen Miniplasminogen aus Plas-minogen generiert wird. Von den potentiell an der Proteolyse beteiligten En-zymen konnte in vitro nur bei dem Einsatz von PMN-Elastase Mini-plasminogen nachgewiesen werden, nicht jedoch von MMP-2, -8 und -9. In Untersuchungen zur Stabilität von Miniplasminogen unter verschiedenen Blutabnahmebedingungen waren Citrat-Proben den anderen Systemen (EDTAPlasma, Serum) überlegen. In Proben von gesunden Probanden konnte in keinem Fall Miniplasminogen über der Nachweisgrenze des ELISAs gemessen werden.Es wurden Proben aus klinischen Studien zu Sepsis, Peritonitis und Mammakarzinom ausgewählt, die auf Grund einer hohen PMN-Elastase-Konzentration ein Entstehen von Miniplasminogen erwarten lassen konnten. Ein Ausscheiden von Miniplasminogen über die Niere konnte durch Messungen im Urin ausgeschlossen werden. In Citratplasma-Proben von Peritonitispatienten war kein Miniplasminogen nachweisbar, in Peritonitisexsudaten desselben Patientenkollektivs waren Miniplasminogenwerte bis 90 ng/ml meßbar. Es zeigte sich allerdings keine Korrelation zu anderen Parametern (Elastase-Konzentration, Plasminogenkonzentration). Signifikante Unterschiede der Miniplasminogenkonzentrationen konnten zwischen den Mittelwerten der Proben der Patientengruppe, bei der therapeutisch Fresh-Frozen-Plasma intraabdominell appliziert wurde, und der Kontrollgruppe, sowie zwischen den Gruppen mit und ohne Tumorerkrankung nachgewiesen werden. Bei der Evaluierung von Serumproben aus einem Mammakarzinom-Kollektiv wurden Werte bis 52 ng/ml gemessen. Eine Korrelation mit anderen Parametern oder signifikante Unterschiede in den verschiedenen Subgruppen konnten auch hier nicht gezeigt werden. Ein Zusammenhang zwischen der proteolytischen Kapazität in den Exsudaten und der MPlg-Entstehung ließ sich nicht zweifelsfrei beweisen. MPlg ist daher – im Gegensatz zu dem Elastase-spezifischen Spaltprodukt des Fibrinogens (FEP) (Gippner-Steppert, 1991) - als ein spezifisches Spaltprodukt des Plg nicht für den indirekten Nachweis der proteolytischen Aktivität der PMNElastase geeignet. Erfolgversprechend könnten ggf. immunhistochemische Untersuchungen von Tumormaterial in Hinblick auf das lokale Entstehen von Miniplasminogen sein.