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Die Knüpfung intermolekularer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen (C C Bindungen) und die Spaltung von C C Bindungen haben in vielen Stoffwechselwegen eine wichtige Bedeutung. Die Kohlenstoffkette verlängernde enzymkatalysierte Carboligationsreaktionen finden darüber hinaus in der Biokatalyse breite Anwendung. In der vorliegenden Arbeit wurden durch Aldolasen und durch das Thiamindiphosphat-(ThDP)-abhängige Enzym MenD katalysierte Reaktionen kombiniert, um hochfunktionalisierte Produkte zu erhalten. Im ersten Schritt wurde durch die Aldolasen Eda bzw. DgoA aus 50 mM Pyruvat (7) und 100 mM Glyoxylat (8) 4-Hydroxy-2-oxoglutarat (HOG, 2) gebildet. Beide Enzyme zeigten Umsätze von > 99% (Eda) bzw. von > 90% (DgoA). Die Bildung des Produktes 2 wurde für beide Aldolasen durch LC-MS-Analyse und die Struktur mittels 1H-NMR-Spektroskopie bestätigt. Mit Circulardichroismus wurde gezeigt, dass DgoA zu einem höheren Enantiomerenüberschuss der Produkte führt als Eda. Das enzymatisch gebildete HOG (Eda) (2a) bzw. HOG (DgoA) (2b) wurde zusammen mit verschiedenen Akzeptorsubstraten und MenD inkubiert. Der Umsatz der MenD-Reaktionen wurde als Abnahme des jeweils eingesetzten Akzeptorsubstrates definiert. Für die Ein-Topf-Reaktionen mit 2a bzw. 2b wurden zu dem oben beschriebenen Assay für die Gewinnung von 2a bzw. 2b zusätzlich 20 mM Akzeptorsubstrat und 0.7 mg/mL MenD hinzugefügt. MenD zeigte für die Kontrollreaktion des physiologischen Donors 2 Ketoglutarat (1) an 2,3 CHD (3) eine Abnahme des Akzeptorsubstrates von 90%. Für die 1,4 Addition von 2a an 3 wurde eine Abnahme für 3 von 78% bestimmt, die höher lag als für 2b mit 23%. Sowohl LC-MS-Messungen als auch aufgenommene 1H-NMR-Spektren zeigten, dass das jeweils aus 2a bzw. 2b und 3 gebildete 2-Malyl-5,6-dihydroxycyclohexen-1-carboxylat (MDHCHC) zu Iso MDHCHC isomerisiert, wie es durch Kurutsch et al. (2009) entsprechend für die 1,4-Addition von 1 an 3 zu 2-Succinyl-5,6-dihydroxycyclohexen-1-carboxylat (SDHCHC) bzw. Iso SDHCHC beschrieben wurde. 1H-NMR-Messungen und 1D-Tocsy-Experimente bestätigten die Decarboxylierung von 2a und die anschließende 1,4 Addition an den Cyclohexadienring von 3 unter Ausbildung eines Cyclohexenringes. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass neben 1 sowohl 2a als auch 2b als Donor für die 1,4 Addition mit Acrylsäure (4) als aliphatischem Akzeptor dienen können. Die Abnahmen des Akzeptors waren jeweils > 99% und die Produktbildung wurde mittels LC-MS bestätigt. Die 2-Stufen-Synthese bestehend aus der Bildung von 2a bzw. 2b und deren 1,4-Addition an 3 bzw. 4 konnte auf die 1,2 Addition an den aromatischen Akzeptor Benzaldehyd (5) als auch an den aliphatischen Akzeptor Hexanal (6) übertragen werden. Für die 1,2-Addition an 5 als Akzeptor lag die Substratabnahme für 1, 2a und 2b jeweils > 99% und Produktbildung wurde in allen drei Fällen mit Hilfe von LC-MS und 1H-NMR-Spektroskopie bestätigt. Produktbildung wurde auch für die 1,2-Addition von 1 als Positivkontrolle (Abnahme des Akzeptorsubstrates: 95%) und 2a bzw. 2b an 6 mittels LC-MS bestätigt. Die Abnahme des Akzeptorsubstrates 6 war für 2a mit 87% bzw. für 2b mit 62% niedriger. Das Wildtypenzym MenD ist wie viele ThDP-abhängige Enzyme spezifisch für die (R) Konfiguration der 2-Hydroxyketon-Produkte. Um Produkte mit einer gewünschten Stereokonfiguration zu erhalten, wurde für die 1,2-Addition von 1 an 5 die (S)-selektive MenD-Variante MenD_I474A_F475G (Westphal et al., 2013a) eingesetzt (Abnahme von 5: 86%). Ebenso wurden für 2a bzw. 2b als Donorsubstrate Abnahmen des Akzeptors 5 von 94% (2a) bzw. 89% (2b) gezeigt. Außerdem wurde für diese MenD-Variante gezeigt, dass sie die 1,2 Addition der Donorsubstrate 1 (91%), 2a (63%) bzw. 2b (40%) an 6 katalysiert. Die Produktbildung wurde für alle sechs Produkte mit Hilfe von LC-MS bestätigt. Auf diesen Ergebnissen aufbauend wurde MenD_I474A_F475G in der vorliegenden Arbeit erstmals für 1,4 Additionsreaktionen eingesetzt. Es wurde die Eignung dieser Variante für die 1,4-Addition gezeigt, die Abnahme des Akzeptors betrug für die 1,4-Addition von 1 und 4 > 99%. Darüber hinaus akzeptiert diese MenD-Variante auch 2a und 2b als Substrat für die 1,4 Addition an 4 (Substratabnahme für 2a: 76% bzw. für 2b: 76%). Zudem wurden weitere Akzeptorsubstrate (Salicylaldehyd, 3-Formylchromon und 2 Amino-3 formylchromon) und Monocarbonsäuren (2-Ketobutyrat und 3-Methyl-2-ketobutyrat) als Donoren für MenD eingeführt. Auf Grund der fehlenden Carboxylgruppe ist die Stabilisierung der Monocarbonsäuren schlechter als die des pyhsiologischen Donors 1. In der vorliegenden Arbeit wurden mit Hilfe von Enzymreaktionen funktionalisierte Substrate hergestellt, die als Donoren für MenD dienen. Nachdem 2 als neuer Donor für MenD eingeführt werden konnte, könnte diese 2-Stufen-Synthese in andere Stoffwechselwege von Bakterien integriert werden.

Infections with SARS-CoV-2 can result in severe clinical manifestations. As such patients present with systemic inflammation, we studied the prevalence and predictive value of anemia of inflammation (AI) or functional iron deficiency (FID), originating from immune-mediated alterations of iron homeostasis. Within this retrospective analysis of 259 hospitalized patients with COVID-19, we found that, upon admission, 24.7% were anemic, with the majority suffering from AI (68.8%). Anemia was associated with a significantly higher in-hospital mortality (OR 3.729 (95%CI 1.739&ndash, 7.995), p = 0.001) but not an increased frequency of intensive care unit (ICU) admission or need for mechanical ventilation. FID was present in 80.0% of patients upon admission, linked to more advanced inflammation and associated with significantly longer hospital stay. Notably, a ferritin/transferrin ratio &gt, 10 predicted a five-fold higher risk of ICU admission and an eight-fold higher risk of the need for mechanical ventilation. Anemia and alterations of iron homeostasis are highly prevalent in hospitalized COVID-19 patients. Iron metabolism biomarkers and hemoglobin can contribute to risk stratification of patients, as initial anemia is associated with increased mortality, whereas alterations of iron homeostasis with a higher ferritin/transferrin ratio reflect more advanced inflammation and predicts subsequent insufficient pulmonary oxygenation with the need for ICU admission and mechanical ventilation.

Background After the 2002/2003 SARS outbreak, 30% of survivors exhibited persisting structural pulmonary abnormalities. The long-term pulmonary sequelae of coronavirus disease 2019 (COVID-19) are yet unknown, and comprehensive clinical follow-up data are lacking. Methods In this prospective, multicentre, observational study, we systematically evaluated the cardiopulmonary damage in subjects recovering from COVID-19 at 60 and 100 days after confirmed diagnosis. We conducted a detailed questionnaire, clinical examination, laboratory testing, lung function analysis, echocardiography, and thoracic low-dose computed tomography (CT). Results Data from 145 COVID-19 patients were evaluated, and 41% of all subjects exhibited persistent symptoms 100 days after COVID-19 onset, with dyspnea being most frequent (36%). Accordingly, patients still displayed an impaired lung function, with a reduced diffusing capacity in 21% of the cohort being the most prominent finding. Cardiac impairment, including a reduced left ventricular function or signs of pulmonary hypertension, was only present in a minority of subjects. CT scans unveiled persisting lung pathologies in 63% of patients, mainly consisting of bilateral ground-glass opacities and/or reticulation in the lower lung lobes, without radiological signs of pulmonary fibrosis. Sequential follow-up evaluations at 60 and 100 days after COVID-19 onset demonstrated a vast improvement of both, symptoms and CT abnormalities over time. Conclusion A relevant percentage of post-COVID-19 patients presented with persisting symptoms and lung function impairment along with pulmonary abnormalities more than 100 days after the diagnosis of COVID-19. However, our results indicate a significant improvement in symptoms and cardiopulmonary status over time., 100 days after COVID-19 onset, a high portion of patients exhibit persisting symptoms and cardiopulmonary impairment. Still, a marked improvement of symptoms, pulmonary function, and CT pathologies was found at follow-up.

International audience

Carboligations catalyzed by aldolases or thiamine diphosphate (ThDP)-dependent enzymes are well-known in biocatalysis to deliver enantioselective chain elongation reactions. A pyruvate-dependent aldolase (2-oxo-3-deoxy-6-phosphogluconate aldolase [EDA]) introduces a chiral center when reacting with the electrophile, glyoxylic acid, delivering the (S)-enantiomer of (4S)-4-hydroxy-2-oxoglutarate [(S)-HOG]. The ThDP-dependent enzyme MenD (2-succinyl-5-enol-pyruvyl-6-hydroxy-3-cyclohexene-1-carboxylate synthase (SEPHCHC synthase)) enables access to highly functionalized substances by forming intermolecular C?C bonds with Michael acceptor compounds by a Stetter-like 1,4- or a benzoin-condensation 1,2-addition of activated succinyl semialdehyde (ThDP adduct formed by decarboxylation of 2-oxoglutarate). MenD-catalyzed reactions are characterized by high chemo- and regioselectivity. Here, we report (S)-HOG, in situ formed by EDA, to serve as new donor substrate for MenD in 1,4-addition reactions with 2,3-trans-CHD (2,3-trans-dihydroxy-cyclohexadiene carboxylate) and acrylic acid. Likewise, (S)-HOG serves as donor in 1,2-additions with aromatic (benzaldehyde) and aliphatic (hexanal) aldehydes. This enzyme cascade of two subsequent C?C bond formations (EDA aldolase and a ThDP-dependent carboligase, MenD) generates two new stereocenters. Fil: Schapfl, Matthias. Universität Stuttgart; Alemania Fil: Baier, Shiromi. Universität Stuttgart; Alemania Fil: Fries, Alexander Erich. Albert Ludwigs University of Freiburg; Alemania. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina Fil: Ferlaino, Sascha. Albert Ludwigs University of Freiburg; Alemania Fil: Waltzer, Simon. Albert Ludwigs University of Freiburg; Alemania Fil: Müller, Michael. Albert Ludwigs University of Freiburg; Alemania Fil: Sprenger, Georg A.. Universität Stuttgart; Alemania

The production of hydrolases from cereals has been examined in order to investigate food-derived enzymes as an alternative source to microbial enzymes for the use in food processes. For that, the influence of temperature on the pretreatment, imbibition and germination of barley and wheat grains was determined by measuring the β-glucosidase, β-galactosidase and lipase activities using a design of experiments. The evaluation of the statistical model showed an increase of the β-glucosidase activity with low imbibition and low germination temperature for barley grains and low imbibition and high germination temperature for wheat grains. The maximum β-glucosidase activity in wheat extracts was (585±151) nkat per g of dry mass (dm), while in barley extracts it was (109±15) nkat per g of dm. The maximum β-galactosidase activities in barley and wheat extracts were (34±12) and (63±23) nkat per g of dm, respectively. The maximum lipase activities of (6.7±0.1) and (4.6±4.4) nkat per g of dm in barley and wheat extracts, respectively, were rather low compared to the glycosidase activities. The extracts were also tested for other hydrolase activities (e.g. peptidase and α-amylase activities). The insights obtained enable the basis for the potential use of cereal hydrolases in food processing, which might be attractive to consumers.

The production of hydrolases from cereals has been examined in order to investigate food-derived enzymes as an alternative source to microbial enzymes for the use in food processes. For that, the influence of temperature on the pretreatment, imbibition and germination of barley and wheat grains was determined by measuring the β-glucosidase, β-galactosidase and lipase activities using a design of experiments. The evaluation of the statistical model showed an increase of the β-glucosidase activity with low imbibition and low germination temperature for barley grains and low imbibition and high germination temperature for wheat grains. The maximum β-glucosidase activity in wheat extracts was (585±151) nkat per g of dry mass (dm), while in barley extracts it was (109±15) nkat per g of dm. The maximum β-galactosidase activities in barley and wheat extracts were (34±12) and (63±23) nkat per g of dm, respectively. The maximum lipase activities of (6.7±0.1) and (4.6±4.4) nkat per g of dm in barley and wheat extracts, respectively, were rather low compared to the glycosidase activities. The extracts were also tested for other hydrolase activities (e.g. peptidase and α-amylase activities). The insights obtained enable the basis for the potential use of cereal hydrolases in food processing, which might be attractive to consumers., U radu je ispitana proizvodnja hidrolaza iz žitarica te mogućnost njihove primjene umjesto mikrobnih enzima u proizvodnji hrane. Istražen je utjecaj temperature na predobradu, namakanje te klijanje zrna ječma i pšenice radi praćenja aktivnosti β-glukozidaze, β-galaktozidaze i lipaze. Statistički je model pokazao da je aktivnost β-glukozidaze porasla pri niskim temperaturama namakanja i klijanja zrna ječma, te pri niskoj temperaturi namakanja i visokoj klijanja zrna pšenice. Maksimalna je aktivnost β-glukozidaze u ekstraktima pšenice bila (585±151) nkat/g, a u ekstraktima ječma (109±15) nkat/g suhe tvari, dok je najveća aktivnost β-galaktozidaze u ječmu bila (34±12) nkat/g, a u pšenici (63±23) nkat/g. U usporedbi s glikozidazom, maksimalna je aktivnost lipaze bila bitno manja i iznosila je (6,7±0,14) nkat/g suhe tvari ječma, i (4,6±4,4) nkat/g suhe tvari pšenice. Ispitane su i aktivnosti ostalih hidrolaza u ekstraktima, kao što su npr. peptidaza i α-amilaza. Rezultati ovog istraživanja čine osnovu moguće primjene hidrolaza iz žitarica u preradi hrane, što bi moglo privući pažnju kupaca.

Zeitschrift für Pädagogik 42 (1996) 6, S. 831-851, Auf der Basis von narrativen, biographisch angelegten Interviews wird den berufsorientierten Deutungsmustern, Handlungsplänen und dem fachlichen Wissen von sozialpädagogischen Akteuren nachgespürt, die in Handlungsfeldern der außerschulischen Kinder- und Jugendarbeit tätig sind. Der Ertrag einer qualitativ orientierten empirischen Analyse der beruflichen Habitualisierung von Pädagoginnen und Pädagogen mit den unterschiedlichsten Profilen wird exemplarisch über eine Fallrekonstruktion verdeutlicht. Als ein Ergebnis wird festgehalten, daß die in der außerschulischen Kinder- und Jugendarbeit Tätigen in der Regel bei der Herstellung einer "professionellen Praxis" ihren biographischen Ressourcen mehr vertrauen als der Ausbuchstabierung einer wissenschaftlich abgestützten Fachlichkeit. (DIPF/Text übernommen), On the basis of narrative, biographical interviews, the authors analyze the job-oriented interpretative patterns, plans of action, and professional knowledge of socio-pedagogical actors working with children and adolescents out of school. The results of the qualitatively oriented empirical analysis of the professional habitualization of pedagogues with diverse profiles are exemplified by means of a case reconstruction. The authors come to the conclusion that, in the construction of a "professional practice", those working with children and adolescents out of school usually rely more on their own biographical ressources than on academic professional knowledge. (DIPF/Orig.)