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SHANK proteins (SHANK1-3) are known as "master"-scaffolding proteins, especially at the postsynaptic density (PSD) of excitatory synapses. The disruption of SHANK-proteins is highly associated with autism spectrum disorder (ASD). ASD represents a neuropsychiatric disease entity that is characterized by a combination of symptoms, including persistent deficits in social communication and interaction, as well as restricted, repetitive patterns of behavior, interests, or activities [DSM-V]. Originating from its major role in mediating social behavior and as a modulator of synaptic transmission it has been hypothesized that oxytocin (OXT) could have beneficial effects on the social deficits seen in ASD. In some animal models of ASD such restoration of social behavior was confirmed, although there is mixed evidence in human studies. More specifically, a recent study showed that OXT restored synaptic plasticity and alleviated behavioral deficits in a SHANK3-deficient rat model for Phelan-McDermid syndrome (PMS) [Harony-Nicolas et al., 2017]. The experiments conducted in this thesis additionally demonstrate that plain OXT-treatment regulates SHANK protein levels in synapses of rat hippocampal neurons. More specifically, OXT-treatment resulted in increased protein levels of all members of the SHANK protein family as reflected by an increased fluorescence intensity of dendritic SHANK-puncta in hippocampal neurons. In addition, a general positive trend concerning the number of synaptic SHANK-clusters was observed after OXT-treatment, which correlates with the increased synaptic protein levels and points towards an increased amount of dendritic SHANK-protein. Since the size of dendritic SHANK1- and SHANK3-clusters were reduced after treatment, OXT might influence the degree of synaptic protein-clustering. The fact that all SHANKs were affected in a similar way suggests a cumulative effect of OXT on general synaptic SHANK-levels by influencing multiple members of this protein family. Confirming the results seen in the immunofluorescent analysis, SHANK1- and SHANK3-levels were also significantly increased in the Western Blot analysis of crude membrane fraction of primary hippocampal neurons, which also contain the PSD. Notably, the analysis of the respective whole-cell homogenate showed a general reversal of these positive trends and even revealed significantly reduced general protein-levels of SHANK3e and SHANK2. Thus, the increased amount of dendritic SHANK-protein seems to rely on a spatial shift of protein pools towards the synaptic compartment, rather than on increased translation. In response to the saturation of dendritic/synaptic protein-levels, general translation could be reduced as a result of a negative feedback loop. Further immunofluorescent analysis did not hint at a spatial shift of protein taking place within the dendritic compartment. Apart from its effects on proteins of excitatory synapses, OXT-treatment resulted in decreased protein levels of Gephyrin at GABAergic postsynapses, as reflected by a decreased fluorescence intensity of dendritic Gephyrin-puncta. These results represent evidence for a direct influence of the OXT-system on the ASD-associated SHANK protein family. OXT-induced effects were pronounced in the analysis of SHANKs. Other excitatory synaptic proteins like VGLUT1 or PSD95 were less affected or not influenced at all. This apparent selectivity needs to be relativized by the fact that only a limited number of proteins was examined in this study (see also 4.5). Gephyrin, which mainly localizes to the postsynapse of inhibitory synapses, was oppositely influenced. This might be an additional mechanism by which OXT affects the excitation/inhibition-balance that has been hypothesized as being crucial in ASD-pathogenesis. As OXT-treatment did not influence presynaptic proteins like VGLUT1 and VGAT to the same degree, postsynaptic scaffolding proteins might be a principal target of OXT-signaling in both excitatory and inhibitory synapses. By affecting proteins like the SHANKs that interact with many other synaptic proteins, OXT could secondarily influence the composition of the PSD at a larger scale or facilitate interaction of certain molecules like AMPAR or NMDAR. The above-mentioned findings justify the assumption that OXT influences protein-levels at excitatory and inhibitory synapses. Accordingly, OXT might have differential effects on social deficits found in patients with ASD, depending on the underlying pathophysiological dysfunction. Since synaptic SHANK3 was increased by OXT-treatment, it might be a suitable candidate for further investigation in patients with PMS (SHANK3-haploinsufficiency syndrome).

Mutationen an Mismatch-Reparatur (MMR) Proteinen können ein tumoröses Wachstum bedingen. Insbesondere Tumore mit nachgewiesener MMR-Defizienz sprechen mitunter am besten auf neuartige Tumortherapien mit Immuncheckpoint-Inhibitoren (ICI) an. Daher erscheint der MMR-Status beim kutanem Plattenepithelkarzinom (cSCC) sowie ihren präkanzerösen Vorstufen zusätzlichen Aussagewert für die weitere Prognose und Therapie zu haben. Es wurden 102 Gewebeproben mit cSCC und dessen präkanzerösen Stadien analysiert. Die Mehrzahl (95,1%) wiesen eine hochgradige MMR Proteinexpression auf. Bei 4,9% zeigte sich eine niedrige MMR Proteinexpression. Zusammenfassend zeigte sich, dass eine MMR-Defizienz in dieser Tumorgruppe ein seltenes Ereignis ist, jedoch in wenigen Fällen mit bestätigter MMR-Defizienz von großer Bedeutung sein kann, da dies einen positiven prognostischen Faktor in Bezug auf ICI darstellen könnte.

Die Translokation von Proteinen durch die prokaryotische Zytoplasmamembran und die Membran des eukaryotischen Endoplasmatischen Retikulums (ER) ist ein wichtiger Schritt in der Biosynthese sekretorischer Proteine sowie Membranproteinen und erfolgt über den hoch konservierten Sec-Translokationskanal (Sec61 in Eu-, SecY in Prokaryoten). Die Analyse der Translokation durch das Sec61/SecY-Translokon zeigt, dass 1) die ineffiziente Translokation von intrinsisch unstrukturierten Proteinen durch Sec evolutionär konserviert ist und 2) das SecY Proteine mit intrinsisch unstrukturierten Domänen (IDD) nicht effizient translozieren kann. Weiterhin wurde gezeigt, dass 3) die konservierte alpha-Helix (L3) bakterieller Porine ein Motiv negativ geladener Aminosäuren beinhaltet, das essentiell für eine SecY-Translokation ist, und welches Teil eines neuen Qualitätskontrollmechanismus in der Biosynthese bakterieller Porine zu sein scheint.

Nachweis und Vergleich der BATF3 Proteinexpression in HL, cHL und NHL

Circular dichroism (CD) is a sensitive method for the structural characterisation of proteins that has found diverse applications in pharmaceutical research and industry, biochemistry and structural biology, however, accurate theoretical tools for the prediction of CD are rare. In this thesis we present a new, origin-independent, theory of CD based on a structure-based Frenkel exciton approach. The electronic structure and excited states of the protein are calculated by ab-initio TDDFT methods based on which atomic transition charges (ATCs) are fitted that enable an efficient and accurate calculation of the electrostatic interaction even for large proteins. Inhomogeneous broadening of the CD spectra arising from the dynamics of the protein is derived from molecular dynamics (MD) simulations, revealing a Gaussian distributed fluctuation of the site energies and is taken into account explicitly, from the MD trajectory or via a Monte Carlo approach. Additionally those fluctuations in the site energies are shown to be uncorrelated between different sites and those of the excitonic couplings to be negligible. The agreement between theory and experiment is found to be remarkably good, in both, the explicit structure-based calculation and the fit to the typical spectra of the according secondary structure. An additional study on short alanine-helices reproduces the experimental length-dependence of the spectra very well. Circulardichroismus (CD) ist eine sensitive spektroskopische Methode zur Strukturbestimmung von Proteinen mit diversen Anwendungen in der pharmazeutischen Forschung und Industrie, Biochemie sowie Strukturbiologie. Dennoch gibt es nur wenige präzises Methoden, zur theoretischen Vorhersage von CD Spektren. In dieser Masterarbeit präsentieren wir eine neue, ursprungsunabhängig, Theorie des CD aufbauend auf einem strukturbasierten Frenkel-Exziton Ansatz. Hierbei werden die optisch angeregten Zustände des Proteins ab-initio mit TDDFT berechnet und auf atomare Partialladungen gefittet, um eine effiziente und akkurate Berechnung der elektrostatischen Wechselwirkungen selbst für große Proteine zu gewährleisten. Die inhomogene Verbreiterung der Spektren, verursacht durch die Dynamik des Proteins werden mit Molekulardynamiksimulationen (MD) untersucht und die resultierende gaußverteilte Fluktuation der Anregungsenergien entweder explizit von der MD Trajektorie berechnet oder über einen Monte-Carlo Ansatz modelliert. Des Weiteren wird nachgewiesen, dass diese Fluktuationen gänzlich unkorreliert auftreten und jene der exzitonischen Kopplungen keinen Einfluss auf die resultierenden Spektren haben. Die Übereinstimmung zwischen Theorie und Experiment ist für die gefitteten und die strukturbasierten Spektren ausgezeichnet. Eine weitere Untersuchung an sehr kurzen Helices spiegelt auch die Längenabhängigkeit der Spektren sehr gut wider. eingereicht von Michael Hofer Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers Masterarbeit Universität Linz 2023

The aim of this study was to determine the physicochemical parameters, i.e. water, protein, fat, ash, sodium and carbohydrate content and energy value, as well as fatty acid composition and pH of snail meat from two species, Cornu aspersum maximum and Cornu aspersum Müller. The snail meat was found to have relatively high protein content (13.12 g/100 g vs. 16.53 g/100 g), low fat content (0.89 g/100 g vs. 1.21 g/100 g), and low energy value (343.8 kJ vs. 379.2 kJ). The pH of snail meat was very high (8.59 vs. 8.19). On average, snail meat has a favourable fatty acid composition as it contains 27.08 wt. % saturated (SFA), 19.00 wt. % monounsaturated, and 53.92 wt. % polyunsaturated fatty acids (PUFA). It has a favourable PUFA/SFA ratio (1.99), but an unfavourable n-6/n-3 ratio (20.33) and a relatively high proportion of trans fatty acids (3.93 wt. %). The fatty acid profile of snail meat is dominated by linoleic acid (20.89 wt. %), arachidonic acid (13.27 wt. %), oleic acid (12.67 wt. %), nonadecanoic acid (10.23 wt. %), and stearic acid (10.08 wt.%). The aim of our study was also to verify the culinary value of snail meat. For this purpose, two snail meat pâtés of acceptable sensory quality were prepared. The panel evaluated the sensory quality of the pâté made from the meat (foot and liver) of the snail Cornu aspersum Müller significantly worse than the pâté made from the meat of the snail Cornu aspersum maximum, mainly due to the unpleasant aroma, in which the soapy, sweet and spicy components predominated, as well as the absence of the snail meat aroma., Cilj ovog rada bio je odrediti fizikalno-kemijske parametre, tj. udio vode, bjelančevina, masti, pepela, natrija i ugljikohidrata te energetsku vrijednost, kao i sastav masnih kiselina i pH mesa puževa dviju vrsta, Cornu aspersum maximum i Cornu aspersum Müller. Utvrđeno je da meso puža ima relativno visok udio proteina (13,12 g/100 g u odnosu na 16,53 g/100 g), nizak udio masti (0,89 g/100 g u odnosu na 1,21 g/100 g) i nisku energetsku vrijednost (343,8 kJ u odnosu na 379,2 kJ). pH mesa puževa bio je vrlo visok (8,59 naspram 8,19). Meso puževa u prosjeku ima povoljan sastav masnih kiselina jer sadrži 27,08 mas. % zasićenih (SFA), 19,00 % mononezasićenih i 53,92 % polinezasićenih masnih kiselina (PUFA). Ima povoljan omjer PUFA/SFA (1,99), ali nepovoljan omjer n-6/n-3 (20,33) i relativno visok udio transmasnih kiselina (3,93 %). Profilom masnih kiselina u mesu puževa dominiraju linolna kiselina (20,89 %), arahidonska kiselina (13,27 %), oleinska kiselina (12,67 %), nonadekanska kiselina (10,23 %) i stearinska kiselina (10,08 %). Cilj našeg istraživanja također je bio provjeriti kulinarsku vrijednost mesa puževa. U tu svrhu pripremljene su dvije paštete od puževog mesa prihvatljive senzorske kvalitete. Panel je značajno lošije ocijenio senzorsku kvalitetu paštete od mesa (stopala i jetra) puža Cornu aspersum Müller od paštete od mesa puža Cornu aspersum maximum, uglavnom zbog neugodne arome, u kojoj se prevladavaju sapunaste, slatke i ljute komponente, kao i odsustvo arome puževog mesa., Ziel dieser Studie war es, die physikalisch-chemischen Parameter, d. h. den Wasser-, Protein-, Fett-, Asche-, Natrium- und Kohlenhydratgehalt und den Energiewert, sowie die Fettsäurezusammensetzung und den pH-Wert von Schneckenfleisch zweier Arten, Cornu aspersum maximum und Cornu aspersum Müller, zu bestimmen. Das Schneckenfleisch wies einen relativ hohen Proteingehalt (13,12 g/100 g gegenüber 16,53 g/100 g), einen niedrigen Fettgehalt (0,89 g/100 g gegenüber 1,21 g/100 g) und einen niedrigen Energiewert (343,8 kJ gegenüber 379,2 kJ) auf. Der pH-Wert von Schneckenfleisch war sehr hoch (8,59 vs. 8,19). Im Durchschnitt hat Schneckenfleisch eine günstige Fettsäurezusammensetzung, da es 27,08 Gew.-% gesättigte (SFA), 19,00 Gew.-% einfach ungesättigte und 53,92 Gew.-% mehrfach ungesättigte Fettsäuren (PUFA) enthält. Es hat ein günstiges PUFA/SFA-Verhältnis (1,99), aber ein ungünstiges n-6/n-3-Verhältnis (20,33) und einen relativ hohen Anteil an trans-Fettsäuren (3,93 Gew.-%). Das Fettsäureprofil von Schneckenfleisch wird dominiert von Linolsäure (20,89 Gew.-%), Arachidonsäure (13,27 Gew.-%), Ölsäure (12,67 Gew.-%), Nonadecansäure (10,23 Gew.-%) und Stearinsäure (10,08 Gew.-%). Das Ziel unserer Studie war es auch, den kulinarischen Wert von Schneckenfleisch zu überprüfen. Zu diesem Zweck wurden zwei Schneckenfleischpasteten von akzeptabler sensorischer Qualität zubereitet. Die Jury bewertete die sensorische Qualität der Pastete aus dem Fleisch (Fuß und Leber) der Schnecke Cornu aspersum Müller deutlich schlechter als die Pastete aus dem Fleisch der Schnecke Cornu aspersum maximum, was vor allem auf das unangenehme Aroma zurückzuführen war, bei dem die seifigen, süßen und würzigen Komponenten überwogen, sowie auf das Fehlen des Schneckenfleischaromas., El objetivo de este trabajo fue determinar los parámetros físico-químicos, es decir, la proporción de agua, proteínas, grasas, cenizas, sodio y carbohidratos, así como el valor energético, la composición de ácidos grasos y el pH de la carne de caracoles de dos especies, Cornu aspersum maximum y Cornu aspersum Müller. Se encontró que la carne de caracol tiene un contenido de proteína relativamente alto (13,12 g/100 g frente a 16,53g / 100g), bajo contenido de grasa (0,89g / 100g frente a 1,21g /100g) y bajo valor energético (343,8g / 100g kJ frente a 379,2 kJ). El pH de la carne de caracol era muy alto (8,59 frente a 8,19). En promedio, la carne de caracol tiene una composición de ácidos grasos favorable, ya que contiene 27,08% en peso de saturados (SFA), 19,00% monoinsaturados y 53,92% de ácidos grasos poliinsaturados (PUFA). Tiene una relación PUFA/SFA favorable (1,99), pero una relación n-6/n-3 desfavorable (20,33) y una proporción relativamente alta de ácidos grasos trans (3,93% en peso). El perfil de ácidos grasos en la carne de caracol está dominado por ácido linoleico (20,89 %), ácido araquidónico (13,27 %), ácido oleico (12,67 %), ácido nonadecanoico (10,23 %) y ácido esteárico (10,08 %). El objetivo de nuestra investigación también fue comprobar el valor culinario de la carne de caracol. Para ello fueron preparados dos patés de carne de caracol de aceptable calidad sensorial. El panel calificó la calidad sensorial del paté de carne de caracol Cornu aspersum Müller (patas e hígado) significativamente peor que la carne de paté Cornu aspersum maximum, principalmente debido al aroma desagradable, en el que predominan los componentes jabonosos, dulces y picantes, así como la ausencia de aroma a carne de caracol., Questo studio aveva lo scopo di determinare i parametri fisico-chimici, cioè il contenuto di acqua, proteine, grassi, ceneri, sodio e carboidrati, nonché il valore energetico, la composizione degli acidi grassi e il pH della carne di chiocciola (impropriamente chiamata lumaca di terra) di due specie, Cornu aspersum maximum e Cornu aspersum Müller. È stato riscontrato che la carne di chiocciola ha un contenuto proteico relativamente elevato (13,12 g/100 g contro 16,53 g/100 g), un basso contenuto di grassi (0,89 g/100 g contro 1,21 g/100 g) e un basso valore energetico (343,8 kJ rispetto a 379,2 kJ). Il pH della carne di chiocciola è risultato molto alto (8,59 contro 8,19). In media, la carne di chiocciola ha una composizione favorevole di acidi grassi, poiché contiene il 27,08 % di acidi grassi saturi (SFA), il 19,00 % di acidi grassi monoinsaturi e il 53,92 % di acidi grassi polinsaturi (PUFA). Ha un rapporto PUFA/SFA favorevole (1,99), ma un rapporto n-6/n-3 sfavorevole (20,33) e una percentuale relativamente alta di acidi grassi trans (3,93%). Il profilo degli acidi grassi nella carne di chiocciola è dominato dall’acido linoleico (20,89%), seguito dall’acido arachidonico (13,27%), dall’acido oleico (12,67%), dall’acido nonadecilico o nonadecanoico (10,23%) e dall’acido stearico (10,08%). L’obiettivo della nostra ricerca era anche quello di verificare il valore culinario della carne di chiocciola. A tale scopo sono stati preparati due pâté di carne di chiocciola di qualità sensoriale accettabile. Il panel ha valutato la qualità sensoriale del pâté di carne di chiocciola Cornu aspersum Müller (zampe e fegato) significativamente peggiore rispetto al pâté di carne Cornu aspersum maximum, principalmente a causa dell’aroma sgradevole, in cui predominano le componenti saponose, dolci e piccanti, nonché per l’assenza dell’aroma della carne di chiocciola.

Das Merkelzellkarzinom (MCC) ist ein hoch aggressiver Tumor, dessen Behandlung sich vor allem im fortgeschrittenen Stadium höchst problematisch gestaltet. Es konnte gezeigt werden, dass es signifikant häufiger linksseitig lokalisiert ist. Das Ziel war deshalb die Expression der TGF-\(\beta\) assoziierten Proteine Lefty und Nodal im MCC zu bestimmen und mit klinischen Parametern zu korrelieren. 29 Patienten wurden immunhistochemisch auf die Expression der Proteine Lefty und Nodal untersucht. Durch Anwendung des H-Scores wurde die Expression quantifiziert. Im Rahmen dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass niedrige Expressions-Level von Lefty im primären MCC einen starken Prädiktor für MCC-spezifische Todesfälle darstellen. Die Eignung von Lefty und Nodal als diagnostisch oder sogar therapeutisch bedeutsame Marker für die Behandlung des MCC sollte daher in weiterführenden Studien untersucht werden.

La bio-modélisation numérique est un domaine hautement multidisciplinaire à la frontière entre la biologie, la physique, les mathématiques et l'informatique. Il s'agit d'un domaine en pleine effervescence grâce à une habile exploitation des avancées informatiques et algorithmiques. Parmi ses sujets d'étude, on retrouve les protéines, des molécules de grand intérêt. En effet, elles sont des nanomachines jouant des fonctions primordiales pour la survie de tout organisme. En plus de leurs fonctions naturelles, certaines protéines sont associées au développement de diverses maladies ou pourraient servir de molécules thérapeutiques. La vision traditionnelle de la biologie moléculaire stipule que les fonctions des protéines sont étroitement liées à leur structure tri-dimensionnelle elle-même déterminée par les propriétés physico-chimiques de la séquence en acides aminés. Ainsi, l'étude de la structure est indispensable. Les méthodes de la bio-modélisation numérique, en partenariat avec l'expérience, sont particulièrement appropriées pour l'étude des protéines. Cette thèse s'articulera donc autour de trois classes de méthodes qui permettent d'étudier divers aspects des protéines. Le premier chapitre présentera les améliorations apportées à PEP-FOLD, une méthode simplifiée pour la prédiction structurelle \emph{de novo} des petits peptides. Deux des trois éléments-clés de PEP-FOLD ont été peaufinés, l'alphabet structurel et le potentiel gros-grain sOPEP, avec comme résultat une amélioration de la qualité des prédictions. Cette nouvelle version est comparée aux méthodes de prédictions utilisant les plus récents développements de l'apprentissage machine. Le second chapitre présentera les résultats de simulations numériques sut deux petites molécules thérapeutiques contre la COVID-19, grâce à des méthodes basées sur la physique. En collaboration avec les résultats expérimentaux, nos simulations montrent que nos deux molécules pourraient prévenir des interactions cruciales pour l'émergence de la maladie. Finalement, le dernier chapitre présentera quelques résultats préliminaires au développement du potentiel simplifié aaOPEP, qui permettra d'étudier les processus d'agrégation et de fibrillation de la protéine $\beta$-amyloïde, associés à l'apparition de la maladie d'Alzheimer. Ce processus étant fondamentalement multi-échelle, au niveau spatial et temporel, le développement de méthodes simplifiées est essentiel pour obtenir le portrait global du phénomène., Molecular modeling is a multidisciplinary enterprise combining the fields of biology, physics, mathematics and informatics. By utilizing improvements in both computer hardware and algorithms, the field is experiencing a spectacular growth in the past two decades. Proteins are nanomachines and play multiple essential functions in the life of every organisms. Additionally, proteins are also associated with the emergence of many diseases and could also be used as therapeutic molecules. In the classical view of molecular biology, protein's functions are closely related to its tri-dimensional structure, which is encoded by the chemical properties of the amino acid sequence. Therefore, the study of protein's structure is of fundamental importance. Tools from molecular modeling are, in partnership with experimental techniques, very well suited to study proteins. The following thesis will be divided into three main classes of techniques, each able to study a wide range of protein's characteristics. The first chapter present improvements made to PEP-FOLD, a simplified, freely-available online and successful technique for \textit{de novo} peptide-structure prediction. Two of the three key components of PEP-FOLD were revisited in this work; the structural alphabet and the coarse-grained potential sOPEP. These modifications lead to an important increase in the quality of PEP-FOLD's predictions. A thorough comparison with state-of-the-art machine learning techniques is made and we highlight key successes and possible future improvements. The second chapter present the study of potential therapeutic molecules against COVID-19 using physics-based techniques. These results, combined with experimental data from immunobinding assay and SPR microscopy, showed that our two small molecules could prevent key interactions between the wild-type/mutant SARS-CoV-2 and the cells of the host and therefore could potentially be potent therapeutic molecules against COVID-19. Finally, the last chapter present preliminary results about the development of the new aaOPEP forcefield designed to study the multi-scale process of amyloid-$\beta$ aggregation and fibrillation, associated with the Alzheimer disease. This new potential will take the core ideas of the coarse-grained potential OPEP into the all-atom regime and will allow to study bigger systems over longer time-scale.

Deep eutectic solvents (DESs) are a mixture of hydrogen bond donor (HBD) and hydrogen bond acceptor (HBA) molecules that can consist, respectively, of natural plant metabolites such as sugars, carboxylic acids, amino acids, and ionic molecules, which are for the vast majority ammonium salts. Media such as DESs are modular tools of sustainability that can be pointed toward the extraction of bioactive molecules due to their excellent physicochemical properties, their relatively low price, and accessibility. The present review focuses on the application of DESs for protein extraction and purification. The in-depth effects and principles that apply to DES-mediated extraction using various renewable biomasses will be discussed as well. One of the most important observations being made is that DESs have a clear ability to maintain the biological and/or functional activity of the extracted proteins, as well as increase their stability compared to traditional solvents. They demonstrate true potential for a reproducible but more importantly, scalable protein extraction and purification compared to traditional methods while enabling waste valorization in some particular cases.

In dieser Arbeit wurde ein Verfahren zur rückführbaren Proteinquantifizierung unter Verwendung von Schwefelisotopenverdünnung mit induktiv gekoppelter Plasmamassenspektrometrie (ID-ICP-MS) entwickelt. Die Methode dient zur zuverlässigen Quantifizierung laborinterner Proteinstandards. Sie eignet sich nur zur Analyse reiner Proteine, deren Stöchiometrie bekannt ist, da die Proteinkonzentration aus dem Schwefelgehalt bestimmt wird. Nicht proteingebundener Schwefel wird durch Membranfiltration von der Proteinfraktion abgetrennt und mit ID-ICP-MS quantifiziert. Der Gesamtschwefelgehalt in der Probe wird ebenfalls mittels ID-ICP-MS quantifiziert und um die Menge an ungebundenem Schwefel korrigiert. Die Optimierung der Probenvorbereitung zeigte, dass ein Aufschluss die Unsicherheit des Ergebnisses verbessert. Für die Methodenentwicklung wurden ein zertifiziertes Rinderserumalbumin-Referenzmaterial (BSA), sowie ein kommerzielles Avidin verwendet. Die Bestimmung der Proteinmassenfraktionen und Unsicherheitsbudgets erfolgte nach Korrektur für den ungebundenen Schwefel (0,4 % für BSA, 30 % für Avidin). Die Methode wurde auf das Tau-Protein angewendet, das ein Biomarker für die sogenannten „Tauopathien“ ist – eine Gruppe neurodegenerativer Krankheiten, die die Alzheimer-Krankheit und die frontotemporale Demenz einschließen. Durch Verwendung eines isotopenangereicherten Spikes, der an das SI-System angebunden ist, wurde die metrologische Rückführbarkeit für den Massenanteil des Tau-Proteins erreicht. Dieser Tau-Standard wurde zur absoluten Quantifizierung toxischer transgener Tau-Spezies in der löslichen Hirnfraktion transgener Mäuse verwendet. Die entwickelte Methode ist für die rückführbare Quantifizierung von Proteinen zur Verwendung als Standards in der biologischen und medizinischen Forschung anwendbar. Sie zeigte eine ähnliche Präzision wie etablierte Verfahren, erforderte jedoch weniger Probenvorbereitung und keine spezies-spezifischen Standards., In this work, a method for traceable protein quantification using sulphur isotope dilution inductively coupled plasma mass spectrometry (ID-ICP-MS) was developed. The method is intended for the reliable quantification of in-house protein standards. It is only suited for pure protein formulations for proteins of known stoichiometry because the protein concentration is determined from the sulphur content. Non-protein bound sulphur is separated from the protein fraction by membrane filtration and is quantified by ID-ICP-MS. The total sulphur content in the sample is as well quantified by ID-ICP-MS and corrected for the amount of non-protein bound sulphur. Optimisation of the sample preparation showed that digestion improves the uncertainty of the result. For method development, a certified reference material bovine serum albumin (BSA) and a commercial avidin were used. The protein mass fractions with full uncertainty budgets were determined after correction for unbound sulphur. The developed procedure was applied to the tau protein, which is a biomarker fort he so-called „tauopathies“ – a group of neurodegenerative diseases including Alzheimer’s disease and Frontotemporal dementia. By employing an isotopically enriched spike, which is linked to the SI system, full metrological traceability was achieved for the tau mass fraction. The mass fraction of (0.328 ± 0.036) g kg-1 for tau was determined by ID-ICP-MS and confirmed by amino acid analysis. This tau standard was used for the absolute quantification of toxic transgenic tau species in the soluble brain fraction of transgenic mice. The developed method is applicable for the traceable quantification of proteins for use as standards in biological and medical research. The precision of the method was similar to established absolute protein quantification procedures while requiring less sample preparation and no species-specific standards.

Für den Zeitraum der OIS 3 sind im nördlichen Europa (>43°bis 52° nördlicher Breite) viele Fundplätze nachgewiesen, die von Neandertalern und modernen Menschen besiedelt waren. Dabei stellt sich die Frage, auf welcher Nahrungsgrundlage die Hominiden ihr Leben dort gestaltet haben. Waren sie von ständigem Hunger bedroht oder konnten sie ein Leben in Gesundheit mit optimalen Bedingungen für die Fortpflanzung führen? Es wurden die tierischen Ressourcen der OIS 3 für 80 Fundplätze in der o.g. Region und nach folgenden Merkmalen aufgenommen: dominante Tierart, monospezifische Jagd, Vorkommen kleiner Tiere, Skelettteilrepräsentanz, Jagdsaison und anthropogene Spuren. Eine statistische Auswertung ergab, dass die Unterschiede zwischen dem Mittelpaläolithikum und dem Aurignacien kleiner waren, als zwischen dem Aurignacien und dem Gravettien, was bedeutet, dass sich Neandertaler in Bezug auf die tierischen Ressourcen ähnlich verhalten haben wie der AMH des Aurignacien. Die tierischen Ressourcen bildeten die Grundlage zur Berechnung der Bedarfsdeckung an Energie, Makro- und Mikronährstoffen. Darauf aufbauend konnte berechnet werden, welche Mengen an Makro- und Mikronährstoffen, die sich als Defizite (Kohlenhydrate, Calcium, Vitamin D, C, Folsäure) aus einer ausschließlichen Ernährung aus tierischen Ressourcen ergeben, noch durch Pflanzen gedeckt werden mussten. Die Pflanzen der OIS 3 wurden aus der Biomisation, die das Stage 3 Projekt (Davis und van Andel, 2003) zur Verfügung stellte, mit Wildpflanzennährwerten verknüpft. Auf dieser Basis war es möglich, die noch fehlenden Makro- und Mikronährstoffe zu berechnen. Bei erfolgreicher Jagd und Kenntnis der Pflanzenstandorte war es möglich, ausreichend Energie sowie fast alle Makro- und Mikronährstoffe zu konsumieren. Die Auswirkungen der mit dieser auf Proteinen und Fetten beruhenden, veränderten Stoffwechsellage, sowie die Folgen defizitärer Nährstoffe bleiben ungeklärt.

ELIXIR-IIB ha partecipato allaFiera Didacta Italia, che ha avutoluogo dal 20 al 22 maggio 2022 a Firenze (Fortezza da Basso) con un seminario interamente dedicato alla bioinformatica, non come disciplina a sé, ma come strumento innovativo per l’apprendimento della biologia. Il seminario, dal titolo “La bioinformatica per apprendere la biologia: uno strumento didattico innovativo”, è statoerogato mediante tecniche di apprendimento attivo, interattivo e collaborativo, venerdì 20 maggio dalle 16:30 alle 18 nella Palazzina Lorenese (sala S6). Attraverso un approccio pratico ed efficace, proposto dalla piattaforma del training di ELIXIR-IIB, si è mostratoai docenti della scuola superiore come utilizzare risorse della bioinformatica per studiare alcuni selezionati argomenti di biologia, come la struttura del DNA e delle proteine o le funzioni e l’evoluzione del genoma. In questo modo è stato possibile comprendere come la bioinformatica possa essere un valido strumento di supporto didattico per esplorare e comprendere la biologia. In altre parole, non si tratterebbe di inserire la bioinformatica nel curriculum come disciplina a sé stante, ma di utilizzarne le risorse e gli strumenti per imparare la biologia in modo efficace e innovativo. Nella prima parte del seminario, si sono propostealcune risorse bioinformatiche da utilizzare per lo studio di selezionati argomenti di biologia molecolare e cellulare. La restante parte del seminario, è stata dedicata a discutere con i docenti presenti le sfide e difficoltà dell’approccio proposto. ELIXIR-IIB offre inoltre ai docenti interessati, un successivo percorso formativo per l’apprendimento di risorse e strumenti bioinformatici utili a insegnare la biologia in modo efficace e innovativo. Allegra Via (Cnr-Ibpm)allegra.via@cnr.it Francesca De Leo (Cnr-Ibiom)francesca.deleo@cnr.it Luana Licata (Università di Roma "Tor Vergata" e Fondazione Human Technopole, Milano)luana.licata@uniroma2.it Anna Marabotti (Dipartimento di Chimica e Biologia “A. Zambelli”, Università di Salerno)amarabotti@unisa.it

Preventing lipid oxidation, especially with the polyunsaturated fat-based products, is a major concern in sectors as agri-food and cosmetic. Even though the efficiency of synthetic antioxidants has been recognized, both consumers and manufacturers are looking for more innovative, healthy and quality products while rejecting synthetic additives due to their concern about safety, along with their environmental impact issues. In this context, plant biomass, which have shown to be rich in compounds, have raised interest for the isolation of novel naturally occurring antioxidants. Among their myriad of molecules, bioactive peptides, which are biologically active sequence of amino acid residues of proteins, seem to be of a great interest. Therefore, the number of identified amino acids sequences of bioactive peptides from plant biomass with potential antioxidant action is progressively increasing. Thus, this review provides a description of 129 works that have been made to produce bioactive peptides (hydrolysate, fraction and/or isolate peptide) from 55 plant biomass, along with the procedure to examine their antioxidant capacity (until 2019 included). The protein name, the process, and the method to concentrate or isolate antioxidant bioactive peptides, along with their identification and/or specificity were described. Considering the complex, dynamic and multifactorial physico-chemical mechanisms of the lipid oxidation, an appropriate in-vitro methodology should be better performed to efficiently probe the antioxidant potential of bioactive peptides. Therefore, the results were discussed, and perspective for antioxidant applications of bioactive peptides from plant biomass was argued., Graphical abstract Image 1, Highlights • Exhaustive description of 129 works made to produce bioactive peptides from 55 plant biomass. • Controlled proteolysis can be used as a sustainable strategy to produce peptides. • Presentation of the important points to consider when estimating the antioxidant capacity of peptides. • Methodology should be improved to better probe the antioxidant potential of peptides.

The objective of this study was to characterise the nutritional potential of leaves and identify a diversity centre with low cyanide and high nutrient content among 178 Latin American cassava genotypes. This field‐based collection, represents the seven diversity centres, held at The International Center for Tropical Agriculture (CIAT Palmira, Colombia) by the Cassava Program. The cyanide, all‐trans‐β‐carotene and lutein concentrations in cassava leaves ranged from 346 ‐ 7484 ppm dry basis (db), from 174‐547 μg.g‐1 db and 15 ‐ 181 μg · g‐1 db respectively. Cassava leaves also showed significant levels of essential amino acids leucine, lysine, phenylalanine, valine and threonine, and average total protein content of 26.24 g · 100g‐1 db. Among seven diversity centres, South American rainforest group showed low cyanide and high carotene content in leaves. In addition, VEN77 and PAN51 genotypes stood out for having low cyanide in leaves and roots and high carotene in leaves. This genetic diversity can be used to select high potential progenitors for breeding purposes.