Im Rahmen der vorliegenden Doktorarbeit wurde das Protein AtMSBP1 (Arabidopsis thaliana Monosaccharid Binding Protein 1) aus der Familie der Zuckertransporter auf molekularer und biochemischer Ebene untersucht. Dieses Protein weist sowohl strukturelle, als auch funktionelle Besonderheiten im Vergleich zu anderen bisher untersuchten Zuckertransportern aus Arabidopsis thaliana auf. Die MSBP-Proteine stellen eine eigene Gruppe innerhalb der Monosaccharid-Transporter der Pflanzen dar. Sie haben wie andere Zuckertransporter 12 transmembrane Helices, die zwischen Helix 6 und 7 durch einen großen zentralen Loop miteinander verbunden sind. Dieser hydrophile Loop ist bei den MSBP-Proteinen 4 bis 5 mal so lang wie bei anderen Zuckertransportern und spielt für die Funktion der MSBP-Proteine wahrscheinlich eine wichtige Rolle. Die MSBP-Proteine weisen mehr Ähnlichkeit zu bakteriellen als zu plasmamembranständigen pflanzlichen Monosaccharidtransportern auf. Die Proteine des MSBP-Typs wurden in verschiedenen Spezies der Angiospermen identifiziert. In Arabidopsis thaliana kommen drei Isoformen der MSBP-Proteine vor, die auf mRNA-Ebene in verschieden Geweben nachgewiesen wurden und ein spezifisches Expressionsmuster zeigen. Der AtMSBP1 ist in der äußeren Plastidenmembran lokalisiert, trägt dort aber nicht signifikant zum Glukosetransport bei. Bei der Anzucht von AtMSBP1::T-DNA- und AtMSBP2::T-DNA-"knock out"-Mutanten auf Erde gibt es keine signifikanten phänotypischen Unterschiede im Vergleich zu Wildtyppflanzen. Bei erhöhten Konzentrationen verschiedener Zucker zeigen aber die "knock out"-Mutanten auf morphologischer und molekularer Ebene einen sensitiveren Phänotyp im Vergleich zu Wildtyppflanzen. Die Ergebnisse lassen auf eine Verknüpfung der MSBP-Proteine mit den "Zuckersensing-Wegen" der Pflanzen schließen.

We present new algorithms and provide an overall framework for the interaction of the classically separate steps of logic synthesis and physical layout in the design of VLSI circuits. Due to the continuous development of smaller sized fabrication processes and the subsequent domination of interconnect delays, the traditional separation of logical and physical design results in increasingly inaccurate cost functions and aggravates the design closure problem. Consequently, the interaction of physical and logical domains has become one of the greatest challenges in the design of VLSI circuits. To address this challenge, we propose different solutions for the control and datapath logic of a design, and show how to combine them to reach design closure.

Diese Projektarbeit beschreibt die Anforderungen, den Aufbau und die Implementierung der Anfrageverarbeitung (Query-Engine). Im diesem Kapitel werden die Zielsetzungen des Meta-Akad Projekts und die Realisierungsmöglichkeiten mit dem Java 2 Enterprise Edition Framework erörtert. Ferner wird die Einordnung der Anfrageverarbeitung in das Gesamtsystem gezeigt. Das zweite Kapitel erläutert grob Anforderungen sowie Ablauf der Anfrageverarbeitung und stellt das Implementierungskonzept dar. In den Nachfolgenden Kapitel wird dann näher auf die einzelnen Phasen der Verarbeitung und die auftretenden Probleme eingegangen. Am Ende werden im Kapitel Ausblick Möglichkeiten für Erweiterungen und Verbesserungen der Anfrageverarbeitung des Meta-Akad Suchdienstes dargelegt.

Immer häufiger werden auch im industriellen Umfeld die im Bürobereich gebräuchlichen grafischen, fenster-orientierten Benutzungsoberflächen als Interaktionsschnittstelle eingesetzt. Die Interaktion erfolgt bei solchen fensterorientierten Bediensystemen mittels koordinatengebender Interaktionsgeräte. Im Bürobereich wird dabei als Interaktionsgerät überwiegend eine Computermaus eingesetzt. Mit der Computermaus verbietet sich jedoch ein industrieller Einsatz in rauer Umgebung, sofern sie nicht gegen Verschmutzung abgesichert wird. Weitere Probleme entstehen aus den industriellen Umgebungsbedingungen wie z.B. der häufig nicht vorhandenen Ablagefläche bei Tafelbenutzung und den Maschinenschwingungen bei nicht entkoppelten Bediensystem. Unter anderem wird zwar zur Lösung dieser Probleme eine Vielzahl von alternativen Interaktionsgeräten (wie z.B. Trackballs, Touchscreens, Joysticks, Mousepads, Mousebuttons, etc.) eingesetzt, allerdings ist deren Gebrauchstauglichkeit für die Benutzer nicht geklärt bzw. fragwürdig. In dieser Arbeit wird eine Methode vorgestellt, welche es Entwicklern und Nutzern von Interaktionsgeräten erlaubt, die Gebrauchstauglichkeit von unterschiedlichsten Interaktionstechniken qualitativ und quantitativ bewerten und vergleichen zu können.

Das Internet ist kein statisches Objekt, das keinen Veränderungen ausgesetzt ist. Ständig werden neue Informationsmaterialien hinzugefügt, bestehende Inhalte verändert oder ganz entfernt. Das Verändern und Entfernen von Materialien ist ein Problem, das von META-AKAD nicht außer Acht gelassen werden darf. Es ist notwendig die erschlossenen Lehr- und Lernmaterialien ständig auf Veränderung und auf ihre Verfügbarkeit hin zu prüfen. Im Rahmen dieser Projektarbeit soll eine Aktualisierungskomponente entwickelt werden, die es ermöglicht die gesammelten und bereits erschlossenen Lehr- und Lernmaterialien in festgelegten Zyklen automatisch auf ihre Aktualität und Verfügbarkeit hin zu überprüfen. Dies erleichtert es, die gesammelten Materialien zu kontrollieren und zu verwalten. Weiterhin soll die Aktualisierungskomponente dabei helfen nicht mehr verfügbare oder veraltete Dokumente aus der Menge der erfassten Materialien ausfindig zu machen, um diese eventuell entfernen zu können.

Ziel dieser Arbeit war es, die Rolle der PDE1C-Isoform in ZNS-Zellen zu untersuchen. Es sollte vor allem die Bedeutung der PDE1C als mögliches Target für die anti-neoplastische Therapie von ZNS-Tumoren näher beleuchtet werden. Die humanen Glioblastomzellinien SNB75, SF295, SF539 und SF268 wurden bezüglich ihrer PDE1- und PDE4-Isoenzymausstattung näher charakterisiert. Es zeigte sich, daß die Zellinien SNB75 und SF295 in ihrem PDE-Expressionsmuster sehr unterschiedlich sind: In der Zellinie SNB75 liegt die cAMP-hydrolytische Aktivität deutlich über jener in SF295-Zellen. Darüber hinaus weisen die SNB75-Zellen einen hohen Anteil Ca2+/CaM-stimulierbarer PDE1-Aktivität bei niedriger PDE4-Aktivität auf. Im Gegensatz dazu zeigt die Zellinie SF295, welche keine Ca2+/CaM-stimulierbare PDE-Aktivität besitzt, einen hohen prozentualen Anteil an Rolipram-hemmbarer PDE4-Aktivität. Darüber hinaus verhalten sich die beiden Zellinien auch bezüglich ihrer Gehalte an den „second messengern“ cAMP und cGMP komplementär. In den SNB75-Zellen ist der cAMP-Spiegel etwa um 2/3 niedriger als in den SF295-Zellen; der cGMP-Spiegel ist etwa doppelt so hoch wie der cAMP-Gehalt. In SF295-Zellen hingegen liegt der Gehalt an cGMP um etwa die Hälfte niedriger als der cAMP-Spiegel und ist somit vergleichbar mit dem cGMP-Gehalt der SNB75-Zellen. Auch die intrazelluläre Konzentration von Ca2+ ist in der Zellinie SNB75 höher als in SF295-Zellen. Die Untersuchung ausgelöster Ca2+-Transienten – mit besonderem Augenmerk auf den capacitativen Ca2+-Einstrom (CCE) – ergab, daß in SNB75-Zellen die Kapazität der intrazellulären Ca2+-Speicher und die Geschwindigkeit der Speicherentleerung größer sind als in SF295-Zellen. Auch der CCE ist in SNB75-Zellen größer als in der Zellinie SF295. An den beiden humanen Glioblastomzellinien SNB75 und SF295 wurden mittels Cytotoxizitätstests verschiedene PDE-Hemmstoffe auf ihr wachstumshemmendes Potential untersucht. Für den PDE4-Inhibitor DC-TA-46 konnte ein IC50-Bereich von 3-4.5 µM für die Hemmung des Zellwachstums ermittelt werden. Der als PDE1-Hemmstoff eingesetzte CaM-Antagonist Calmidazoliumchlorid wies einen IC50-Wert für die Wachstumshemmung von 2-3 µM auf. Ein Zusammenhang zwischen PDE1 bzw. PDE4-Expression der Zellinien und dem wachstumshemmenden Potential der eingesetzten Substanzen war nicht erkennbar. Zur weiteren Charakterisierung der Zellinie SNB75 wurden der Karyotyp und die Verdopplungszeit der Zellinie bestimmt. Weiterhin wurde die cDNA der PDE1C aus der humanen Biopsieprobe TB1365 (anaplastisches Astrocytom) kloniert und das rekombinante Protein transient überexprimiert. An der rekombinanten PDE1C wurden – neben der Stimulierbarkeit des Proteins durch Ca2+/CaM (+ 130 %) – die beiden PDE-Hemmstoffe DC-TA-46 und Vinpocetin getestet. Diese beiden Substanzen hemmten die Aktivität der rekombinanten PDE1C um durchschnittlich 42 % (DC-TA-46) bzw. 28 % (Vinpocetin). Ein in vitro-Tiermodell zur näheren Untersuchung der PDE-Ausstattung und cAMP-Homöostase von nicht-malignen ZNS-Zellen und Glioblastomzellen sollte aus subkultivierten Ratten-Astrocyten und der Ratten-Glioblastomzellinie C6 entwickelt werden. Die Untersuchungen der vorliegenden Arbeit zeigen, entgegen Daten für Keratinocyten (Marko et al., 1998), daß die PDE-Aktivität in nicht-malignen Ratten-Astrocyten deutlich höher liegt als in der Glioblastomzellinie C6. Die Ratten-Astrocyten zeigen eine höhere Ca2+/CaM-stimulierbare PDE1-Aktivität. In der Zellinie C6 hingegen ist der PDE4-Anteil im Vergleich zu Ratten-Astrocyten höher. Diese Ergebnisse werden durch RT-PCR-Versuche gestützt. Die Gehalte der „second messenger“ cAMP, cGMP und Ca2+ sind in nicht-malignen Ratten-Astrocyten und malignen C6-Zellen vergleichbar. Allerdings weisen die C6-Zellen einen größeren CCE auf. Der Einsatz von DC-TA-46 in Cytotoxizitätstests weist sowohl in Ratten-Astrocyten als auch in C6-Tumorzellen vergleichbare Hemmwirkungen (IC50-Wert ~ 1.5 µM) auf. Der CaM-Antagonist Calmidazoliumchlorid wirkt in subkultivierten Ratten-Astrocyten bereits in geringsten Konzentrationen wachstumshemmend; der IC50-Wert der Wachstumshemmung von C6-Zellen liegt bei 2.3 µM. Ergebnisse dieser Arbeit zeigen allerdings, daß das untersuchte Ratten-Zellmodell – auch aufgrund der unterschiedlichen Kulturbedingungen, welche die PDE-Expression beeinflussen – nur mit Einschränkungen einsetzbar ist. Aufgrund der aktuellen Daten scheint die PDE1C als Target für eine anti-neoplastischen Therapie von ZNS-Tumoren kaum geeignet. Der Vergleich von nicht-malignen und malignen ZNS-Zellen deutet eher auf eine „down“-Regulation der PDE1C und eine „up“-Regulation der PDE4 hin. Dies konnte sowohl in humanen als auch in Rattenzellen gezeigt werden und müßte in weiteren Untersuchungen vertiefend untersucht werden.

Die cytogenetische Manifestation von Genamplifikation in humanen Zellen wurde in einem Fall von akuter myeloischer Leukämie (AML) sowie an der humanen Cervixcarcinomzelllinie HeLa S3 untersucht. In dem AML-Fall ergab die Karyotypisierung der Leukämiezellen neben dem Verlust eines X-Chromosoms das Vorliegen einer extrachromosomalen Genamplifikation in Form von Double Minutes. Mit Hilfe der Comparativen Genomischen Hybridisierung (CGH) und der Fluoreszenz-in situ-Hybridisierung (FISH) wurde die Herkunft der amplifizierten Sequenz aus der chromosomalen Region 8q24 ermittelt und eine Amplifikation des Protoonkogens MYC in den Double Minutes nachgewiesen. Die FISH-Analyse zeigte zudem den Verlust von einem der beiden chromosomalen MYC-Loci an, der auf einen Deletionsmechanismus der Genamplifikationsentwicklung schliessen ließ. Die Induktion der Amplifikation des Dihydrofolat-Reduktase-Gens (DHFR) durch Selektion mit Methotrexat (MTX) diente als Modellsystem zur Analyse der frühen Stadien der Genamplifikationsentwicklung. Durch mehrmonatige Mehrschrittselektionen von zwei HeLa-Zellpopulationen wurden unabhängig voneinander zwei HeLa-Sublinien mit jeweils extrachromosomaler DHFR-Amplifikation in Form von Double Minutes erzeugt. Die Veränderungen der 5q-Trägerchromosomen und der intrachromosomalen DHFR-Kopienanzahl, die im Verlauf der MTX-Selektionen in den HeLa-Zellen auftraten, wiesen auf das Zusammenwirken unterschiedlicher Mechanismen zur DHFR-Amplifikation hin. Niedrige MTX-Konzentrationen wirkten in Richtung einer Anreicherung von intrachromosomalen DHFR-Kopien, die hauptsächlich auf den Zugewinn eines Chromosoms 5 zurückzuführen waren. Daneben wies das Auftreten von neuen derivativen DHFR-haltigen Chromosomen auf Bruchereignisse in Chromosom 5 hin. Das Erscheinen eines derivativen Chromosoms mit zwei invertiert angeordneten 5q und drei DHFR-Kopien ließ auf das Ablaufen von Breakage-Fusion-Bridge (BFB)-Zyklen schliessen. Bei höheren MTX-Konzentrationen (ab 0.25 µM) trat dagegen eine Anreicherung von extrachromosomalen DHFR-Kopien in Double Minutes bei gleichzeitigem Rückgang der derivativen DHFR-haltigen Chromosomen in den Vordergrund. Die Sublinien aus Selektion 1 waren in diesem Stadium durch den Verlust eines Chromosoms 5 gekennzeichnet, der auf eine Generierung von extrachromosomalen DHFR-Kopien aus 5q-Bruchstücken hinwies. Im Gegensatz dazu trat bei den Sublinien von Selektion 2 in diesem Stadium zunächst noch eine Zunahme von intrachromosomalen DHFR-Kopien auf, die nachfolgend durch eine sprunghafte Erhöhung von extrachromosomalen DHFR-Kopien in Double Minutes in der Zellpopulation abgelöst wurde. In den Sublinien von Selektion 2 kann daher eine Generierung von extrachromosomalen DHFR-Kopien durch Bruchereignisse an einem zuvor hinzugewonnenen Chromosom 5 angenommen werden. Die letzten Sublinien aus beiden Selektionen wiesen wieder den 5q-Trägerchromosomen- und intrachromosomalen DHFR-Status der Parentallinie auf, der offenbar in den HeLa-Zellen eine besondere Stabilität besitzt. Die unterschiedlichen Veränderungen im 5q- und DHFR-Status in den untersuchten HeLa-Sublinien zeigen, dass eine DHFR-Amplifikation in HeLa-Zellen unter MTX-Selektionsdruck auf verschiedenen Wegen erfolgen kann. In mehrmonatiger Kultivierung ohne Selektionsdruck entwickelte die verwendete HeLa-Zelllinie unter den vorliegenden Kultivierungsbedingungen keine der in den MTX-selektionierten Sublinien beobachteten Veränderungen, so dass diese als selektionsspezifische Prozesse angesehen werden können.

Diese Arbeit ist ein Bestandteil des Projekts META-AKAD. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer Softwarekomponente, die in der Lage ist, automatisiert Klassifikationen nach der Regensburger Verbundklassifikation (RVK) und Schlagworte aus der deutschen Schlagwortnormdatei (SWD) für Dokumente, die als Lehr- oder Lernmaterial eingestuft wurden, zu vergeben. Die automatische Indexierung wird auf Basis einer Support-Vektor-Maschine durchgeführt. Die Implementierung erfolgte in der Programmiersprache Java.

The goal of this thesis is a physically motivated and thermodynamically consistent formulation of higher gradient inelastic material behavior. Thereby, the influence of the material microstructure is incorporated. Next to theoretical aspects, the thesis is complemented with the algorithmic treatment and numerical implementation of the derived model. Hereby, two major inelastic effects will be addressed: on the one hand elasto-plastic processes and on the other hand damage mechanisms, which will both be modeled within a continuum mechanics framework.

In this paper, we present a novel multicriteria decision support system (MCDSS), called knowCube, consisting of components for knowledge organization, generation, and navigation. Knowledge organization rests upon a database for managing qualitative and quantitative criteria, together with add-on information. Knowledge generation serves filling the database via e.g. identification, optimization, classification or simulation. For “finding needles in haycocks”, the knowledge navigation component supports graphical database retrieval and interactive, goal-oriented problem solving. Navigation “helpers” are, for instance, cascading criteria aggregations, modifiable metrics, ergonomic interfaces, and customizable visualizations. Examples from real-life projects, e.g. in industrial engineering and in the life sciences, illustrate the application of our MCDSS.

On a Multigrid Adaptive Refinement Solver for Saturated Non-Newtonian Flow in Porous Media A multigrid adaptive refinement algorithm for non-Newtonian flow in porous media is presented. The saturated flow of a non-Newtonian fluid is described by the continuity equation and the generalized Darcy law. The resulting second order nonlinear elliptic equation is discretized by a finite volume method on a cell-centered grid. A nonlinear full-multigrid, full-approximation-storage algorithm is implemented. As a smoother, a single grid solver based on Picard linearization and Gauss-Seidel relaxation is used. Further, a local refinement multigrid algorithm on a composite grid is developed. A residual based error indicator is used in the adaptive refinement criterion. A special implementation approach is used, which allows us to perform unstructured local refinement in conjunction with the finite volume discretization. Several results from numerical experiments are presented in order to examine the performance of the solver.

A non-linear multigrid solver for incompressible Navier-Stokes equations, exploiting finite volume discretization of the equations, is extended by adaptive local refinement. The multigrid is the outer iterative cycle, while the SIMPLE algorithm is used as a smoothing procedure. Error indicators are used to define the refinement subdomain. A special implementation approach is used, which allows to perform unstructured local refinement in conjunction with the finite volume discretization. The multigrid - adaptive local refinement algorithm is tested on 2D Poisson equation and further is applied to a lid-driven flows in a cavity (2D and 3D case), comparing the results with bench-mark data. The software design principles of the solver are also discussed.

One of the main goals of an organization developing software is to increase the quality of the software while at the same time to decrease the costs and the duration of the development process. To achieve this, various decisions e.ecting this goal before and during the development process have to be made by the managers. One appropriate tool for decision support are simulation models of the software life cycle, which also help to understand the dynamics of the software development process. Building up a simulation model requires a mathematical description of the interactions between di.erent objects involved in the development process. Based on experimental data, techniques from the .eld of knowledge discovery can be used to quantify these interactions and to generate new process knowledge based on the analysis of the determined relationships. In this paper blocked neuronal networks and related relevance measures will be presented as an appropriate tool for quanti.cation and validation of qualitatively known dependencies in the software development process.

Der Bericht beinhaltet schwerpunktmäßig die Punkte "Informationstechnik und digitale Bibliotheksdienste", "Informationsportal Internet", Online-Fachdatenbanken", "Elektronische Hochschulschriften, Lernmaterialien und Zeitschriften", "Literatur- und Sachmittel", "Literaturerwerbung, Bestand, Bestanderschließung", "Benutzung", "Öffentlichkeitsarbeit/Ausstellungen" und "Personelle Änderungen" innerhalb der Universitätsbibliothek Kaiserslautern für die Jahre 2001 und 2002.

In this paper we focus on the strategic design of supply chain networks. We propose a mathematical modeling framework that captures many practical aspects of network design problems simultaneously but which have not received adequate attention in the literature. The aspects considered include: dynamic planning horizon, generic supply chain network structure, external supply of materials, inventory opportunities for goods, distribution of commodities, facility configuration, availability of capital for investments, and storage limitations. Moreover, network configuration decisions concerning the gradual relocation of facilities over the planning horizon are considered. To cope with fluctuating demands, capacity expansion and reduction scenarios are also analyzed as well as modular capacity shifts. The relation of the proposed modeling framework with existing models is discussed. For problems of reasonable size we report on our computational experience with standard mathematical programming software. In particular, useful insights on the impact of various factors on network design decisions are provided.

The Folgar-Tucker equation is used in flow simulations of fiber suspensions to predict fiber orientation depending on the local flow. In this paper, a complete, frame-invariant description of the phase space of this differential equation is presented for the first time.

Radiation therapy planning is always a tight rope walk between dangerous insufficient dose in the target volume and life threatening overdosing of organs at risk. Finding ideal balances between these inherently contradictory goals challenges dosimetrists and physicians in their daily practice. Today’s planning systems are typically based on a single evaluation function that measures the quality of a radiation treatment plan. Unfortunately, such a one dimensional approach cannot satisfactorily map the different backgrounds of physicians and the patient dependent necessities. So, too often a time consuming iteration process between evaluation of dose distribution and redefinition of the evaluation function is needed. In this paper we propose a generic multi-criteria approach based on Pareto’s solution concept. For each entity of interest - target volume or organ at risk a structure dependent evaluation function is defined measuring deviations from ideal doses that are calculated from statistical functions. A reasonable bunch of clinically meaningful Pareto optimal solutions are stored in a data base, which can be interactively searched by physicians. The system guarantees dynamical planning as well as the discussion of tradeoffs between different entities. Mathematically, we model the upcoming inverse problem as a multi-criteria linear programming problem. Because of the large scale nature of the problem it is not possible to solve the problem in a 3D-setting without adaptive reduction by appropriate approximation schemes. Our approach is twofold: First, the discretization of the continuous problem is based on an adaptive hierarchical clustering process which is used for a local refinement of constraints during the optimization procedure. Second, the set of Pareto optimal solutions is approximated by an adaptive grid of representatives that are found by a hybrid process of calculating extreme compromises and interpolation methods.

Asymptotic homogenisation technique and two-scale convergence is used for analysis of macro-strength and fatigue durability of composites with a periodic structure under cyclic loading. The linear damage accumulation rule is employed in the phenomenological micro-durability conditions (for each component of the composite) under varying cyclic loading. Both local and non-local strength and durability conditions are analysed. The strong convergence of the strength and fatigue damage measure as the structure period tends to zero is proved and their limiting values are estimated.

The Discrete Ordered Median Problem (DOMP) generalizes classical discrete location problems, such as the N-median, N-center and Uncapacitated Facility Location problems. It was introduced by Nickel [16], who formulated it as both a nonlinear and a linear integer program. We propose an alternative integer linear programming formulation for the DOMP, discuss relationships between both integer linear programming formulations, and show how properties of optimal solutions can be used to strengthen these formulations. Moreover, we present a specific branch and bound procedure to solve the DOMP more efficiently. We test the integer linear programming formulations and this branch and bound method computationally on randomly generated test problems.

Die Tyrosinphosphorylierung von Proteinen ist ein wichtiges Schlüsselelement bei der Regulation zellulärer Signalwege und wird durch antagonistisch wirkende Proteintyrosin-kinasen und Proteintyrosinphosphatasen in einem dynamischen Gleichgewicht gehalten. Trotz der Erkenntnis, dass Phosphatasen an der Regulation essentieller zellulärer Vorgänge beteiligt sind, ist über die Funktion und Regulation individueller Phosphatasen nur wenig bekannt. In der vorliegenden Arbeit sollte die physiologische Rolle der Proteintyrosinphosphatase BDP1 untersucht werden. Einen Schwerpunkt bildete hierbei die Negativregulation der Rezeptortyrosinkinase HER2 sowie der HER2-vermittelten Signaltransduktion durch BDP1. Es konnte gezeigt werden, dass die Überexpression von BDP1 die Liganden-induzierte Tyrosinphosphorylierung von HER2 und des Adaptorproteins Gab1 inhibierte und die Aktivierung von MAP-Kinasen reduzierte. Dagegen erhöhte die Unterdrückung der endogenen BDP1-Expression den Phosphorylierungsstatus von HER2. Die Koexpression von BDP1 und HER2 in Brustkrebszelllinien sowie die Assoziation von HER2 mit einer Substrat-bindenden Mutante von BDP1 deuten zusätzlich darauf hin, dass BDP1 ein Regulator der Aktivität von HER2 ist und damit die erste Phosphatase, die mit der Kontrolle des HER-Signals in Verbindung gebracht wird. Weiterhin wurde die BDP1-Expression während der schwangerschaftsinduzierten Differenzierung der murinen Brustdrüse analysiert. Die Untersuchungen zeigten, dass BDP1 in duktalen und alveolaren Brustepithelzellen exprimiert wird. Die Expression der Phosphatase konnte während der Differenzierung der Brustepithelzelllinie HC11 durch Prolaktin und Dexamethason induziert werden. Zusammen mit der Existenz von Stat5- und Glukokortikoidrezeptor-Bindestellen in der Promotorregion von bdp1 sowie der verminderten Expression der Phosphatase im Brustgewebe Stat5-defizienter Mäuse weist dies auf eine Expressionskontrolle des BDP1-Gens durch Schwangerschaftshormone hin und suggeriert eine Rolle der Phosphatase im Differenzierungsprozess der Brustdrüse. Im letzten Teil der Arbeit wurde die Bindung von BDP1 an das Adaptorprotein Grb2 untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass die Interaktion zur Hyperphosphorylierung der Phosphatase führte. Dies konnte zumindest teilweise auf eine Grb2-vermittelte Wechselwirkung von BDP1 mit der Tyrosinkinase c-Abl zurückgeführt werden. Zusammengenommen liefern die vorgestellten Ergebnisse neue Daten zur Funktion, Expression und Regulation von BDP1 und tragen entscheidend zur Charakterisierung der biologischen Funktion dieser Phosphatase bei.

Unter Ambient Intelligence (AmI) wird die Integration verschiedener Technologien zu einer den Menschen umgebenden, (nahezu) unsichtbaren Gesamtheit verstanden. Diese Intelligente Umgebung wird möglich durch die Miniaturisierung hochintegrierter Bauteile (Sensoren, Aktuatoren und Rechnern), deren zunehmende Intelligenz und vor allem deren lokale und globale zunehmend drahtlose Vernetzung. Unter dem Titel Man-u-Faktur 2012 (man and factoring in 2012) wurde an der Technischen Universität Kaiserslautern im Rahmen des Forschungsschwerpunkts Ambient Intelligence ein Szenario entwickelt, das ein beeindruckendes Gesamtbild einer Technik, die den Menschen in den Mittelpunkt rückt, beschreibt. Man-u-Faktur 2012 steht dabei für ein Weiterdrehen des Rads der Industrialisierung von der heute üblichen variantenreichen, technologiezentrierten Massenfertigung hin zu einer kundenindividuellen, mitarbeiterzentrierten Maßfertigung. Im Speziellen wird hierunter der Aufbau massiv verteiler kunden- aber auch mitarbeiterfreundlicher Produktionsanlagen verstanden, die sich im hochdynamischen Umfeld entsprechend der jeweiligen Gegebenheiten anzupassen wissen. Der Mensch ist überall dort präsent, wo flexibles Arbeiten oder flexible Entscheidungen im Vordergrund stehen. In diesem Bericht wird der Einfluss von Ambient Intelligence beispielhaft auf die Vision einer Fahrradproduktion in der Man-u-Faktur 2012 angewandt. Aus diesem Szenario werden anschließend sowohl die zu entwickelnden Schlüsseltechnologien als auch die Einflüsse auf Wirtschaft und Gesellschaft abgeleitet.

In Anbetracht der ständig steigenden Nachfrage nach Mobilkommunikation einerseits und der nur begrenzt zur Verfügung stehenden Ressource Frequenzspektrum andererseits müssen Mobilfunksysteme der dritten Generation (3G) eine hohe Frequenzökonomie haben. Dies trifft insbesondere auf die Abwärtsstrecken dieser Systeme zu, in denen auch paketorientierte Dienste mit hohen Datenraten angeboten werden sollen. Seitens der Basisstationen kann die spektrale Effizienz der Abwärtsstrecke durch das Verwenden mehrelementiger adaptiver Sendeantennen erhöht werden. Hierzu sind leistungsfähige Signalverarbeitungskonzepte erforderlich, die die effektive Kombination der adaptiven Antennen mit der eingesetzten Sendeleistungsregelung ermöglichen. Die wichtigsten Aspekte beim Entwerfen von Signalverarbeitungskonzepten für adaptive Sendeantennen sind das Gewährleisten mobilstationsspezifischer Mindestdatenraten sowie das Reduzieren der aufzuwendenden Sendeleistungen. Die vorliegende Arbeit trägt dazu bei, den Einsatz mehrantennenelementiger adaptiver Sendeantennen in Mobilfunksystemen der dritten Generation voranzutreiben. Existierende Konzepte werden dargestellt, vereinheitlicht, analysiert und durch eigene Ansätze des Autors erweitert. Signalverarbeitungskonzepte für adaptive Antennen benötigen als Wissensbasis zumindest einen gewissen Grad an Kenntnis über die Mobilfunkkanäle der Abwärtsstrecke. Beim für den FDD-Modus angedachten 3G-Teilstandard WCDMA ergibt sich das Problem, daß wegen des Frequenzversatzes zwischen der Auf- und der Abwärtsstrecke die Ergebnisse der Kanalschätzung in der Aufwärtsstrecke nicht direkt zum Einstellen der adaptiven Sendeantennen verwendet werden können. Eine Möglichkeit, in FDD-Systemen an den Basisstationen ein gewisses Maß an Kenntnis über die räumlichen Eigenschaften der Mobilfunkkanäle der Abwärtsstrecke verfügbar zu machen, besteht im Ausnutzen der an den Basisstationen ermittelbaren räumlichen Korrelationsmatrizen der Mobilfunkkanäle der Aufwärtsstrecke. Diese Vorgehensweise ist nur dann sinnvoll, wenn die relevanten Einfallsrichtungen der Aufwärtsstrecke mit den relevanten Abstrahlungsrichtungen der Abwärtsstrecke übereinstimmen. Für diesen Fall wird in der vorliegenden Arbeit ein aufwandsgünstiges Verfahren zum Anpassen der adaptiven Sendeantennen erarbeitet, das nicht auf komplexen Richtungsschätzalgorithmen beruht. Eine verläßlichere Methode, an den Basisstationen ein gewisses Maß an Kenntnis über die räumlichen Eigenschaften der Mobilfunkkanäle der Abwärtsstrecke verfügbar zu machen, ist das Signalisieren von Kanalzustandsinformation, die an den Mobilstationen gewonnen wird, über einen Rückkanal an die versorgende Basisstation. Da dieses Rücksignalisieren zeitkritisch ist und die Übertragungskapazität des Rückkanals begrenzt ist, wird in der vorliegenden Arbeit ein aufwandsgünstiges Verfahren zum Vorverarbeiten und Rücksignalisieren von Kanalzustandsinformation erarbeitet.

Ausgehend von den Batterien nach dem Stand der Technik werden die Einflüsse auf diese untersucht. Es stellt sich heraus, dass vor allem Batterien für den Einsatz in der Traktion und in stationären Anlagen nur mit nicht zu vernachlässigenden Toleranzen gefertigt werden können. Dazu kommt der Einfluss durch den Betrieb, der in Verbindung mit der Fertigungstoleranz und der Lagerbeanspruchung eine Überwachung der Batterie mit einem elektronischen Überwachungs- und Steuergerät, einem sogenannten Batteriemanagementsystem, zwingend notwendig macht. Nur damit kann die aktuelle Qualität einer Batterie erhalten oder verbessert werden. Es folgt eine Klassifizierung von Batteriemanagementsystemen, die ihrerseits in elektrisches Batteriemanagement, thermisches Batteriemanagement und Ladeausgleich aufgeteilt werden. Für diese drei Teileinheiten werden jeweils eine Reihe von Topologien definiert. Das Batteriemanagementsystem mit verteilten Datenerfassungseinheiten und Energiezuführung für den Ladeausgleich wird als Beispiel für eine Geräteentwicklung detailliert beschrieben. Grundlegend für Batteriemanagementsysteme sind deren Algorithmen. Nach der Definition der elektrischen und thermischen Betriebsbereiche verschiedener Batterien werden typische Algorithmen für den Lade- und Entladebetrieb vorgestellt. Weiter werden Verfahren zur Bestimmung des aktuellen Ladezustandes einer Batterie diskutiert. Im Falle eines Betriebes in einem Inselnetz geht in die aktuelle Qualität einer Batterie auch der Isolationswiderstand mit ein. Näher beschrieben wird ein Gerät zur Messung des Isolationswiderstandes. Das Batteriemanagement fordert eine hohe Genauigkeit bei der Datenerfassung. Es werden typische Datenerfassungseinheiten und Sensoren auf ihre Fehlerquellen und die daraus resultierenden Toleranzen untersucht. Weiter werden Kalibrierungsmöglichkeiten diskutiert. Ein weiterer Punkt ist der Test von Batteriemanagementsystemen. Ein Test mit einer realen Batterie nimmt eine längere Zeit in Anspruch. Außerdem besteht dabei die Gefahr einer Schädigung der Batterie. Es wird ein rechnergestütztes System zum Test des elektrischen Batteriemanagements vorgestellt. Abschließend werden integrierte Batteriemanagementsysteme, die im Gerätebereich Anwendung finden, klassifiziert. Es wird gezeigt, dass diese integrierten Lösungen als Ersatz für Datenerfassungseinheiten bei Batterien im Traktions- und Stationärbetrieb eingesetzt werden können. Insgesamt wird nachgewiesen, dass elektronische Überwachungs- und Steuergeräte unabhängig vom Batterietyp und der Einsatzart zum Erhalt oder zur Verbesserung der aktuellen Qualität von Batterien nicht nur sinnvoll sondern für neuere Batterietechnologien unbedingt notwendig sind.

Clusters bridge the gap between single atoms or molecules and the condensed phase and it is the challenge of cluster science to obtain a deeper understanding of the molecular foundation of the observed cluster specific properties/reactivities and their dependence on size. The electronic structure of hydrated magnesium monocations [Mg,nH2O]+, n<20, exhibits a strong cluster size dependency. With increasing number of H2O ligands the SOMO evolves from a quasi-valence state (n=3-5), in which the singly occupied molecular orbital (SOMO) is not yet detached from the metal atom and has distinct sp-hybrid character, to a contact ion pair state. For larger clusters (n=17,19) these ion pair states are best described as solvent separated ion pair states, which are formed by a hydrated dication and a hydrated electron. With growing cluster size the SOMO moves away from the magnesium ion to the cluster surface, where it is localized through mutual attractive interactions between the electron density and dangling H-atoms of H2O ligands forming "molecular tweezers" HO-H (e-) H-OH. In case of the hydrated aluminum monocations [Al,nH2O]+,n=20, different isomers of the formal stoichiometry [Al,20H2O]+ were investigated by using gradient-corrected DFT (BLYP) and three different basic structures for [Al,20H2O]+ were identified: (a) [AlI(H2O)20]+ with a threefold coordinated AlI; (b) [HAlIII(OH)(H2O)19]+ with a fourfold coordinated AlIII; (c) [HAlIII(OH)(H2O)19]+ with a fivefold coordinated AlIII. In ground state [AlI(H2O)20]+ (a) which contains aluminum in oxidation state +1 the 3s2 valence electrons remain located at the aluminium monocation. Different than for open shell magnesium monocations no electron transfer into the hydration shell is observed for closed shell AlI. However, clusters of type (a) are high energy isomers (DE»+190 kJ mol-1) and the activation barrier for reaction into cluster type (b) or (c) is only approximately 14 kJ mol-1. The performed ab initio calculations reveal that unlike in [Mg,nH2O]+, n=7-17, for which H atom eliminiation is found to be the result of an intracluster redoxreaction, in [Al,nH2O]+,n=20, H2 is formed in an intracluster acid-base reaction. In [Mg,nH2O]+, n>17, the magnesium dication was found to coexist with a hydrated electron in larger cluster sizes. This proves that intermolecular electron delocalization - previously almost exclusively studied in (H2O)n- and (NH3)n- clusters - can also be an important issue for water clusters doped with an open shell metal cation or a metal anion. Structures and stabilities of hydrated magnesium water cluster anions with the formal stoichiometry [Mg,nH2O]-, n=1-11, were investigated by application of various correlated ab initio methods (MP2, CCSD, CCSD(T)). Metal cations surely have high relevance in numerous biological processes, and as most biological processes take place in aqueous solution hydrated metal ions will be involved. However, in biological systems solvent molecules (i.e. water) compete with different solvated chelate ligands for coordination sites at the metal ion and the solvent and chelate ligands are in mutual interactions with each other and the metal ion. These interactions were investigated for the hydration of ZnII/carnosine complexes by application of FT-ICR-MS, gas-phase H/D exchange experiments and supporting ab initio calculations. In the last chapter of this work the Free Electron Laser IR Multi Photon Dissocition (FEL-IR-MPD) spectra of mass selected cationic niobium acetonitrile complexes with the formal stoichiometry [Nb,nCH3CN]+, n=4-5, in the spectral range 780 – 2500 cm-1 are reported. In case of n=4 the recorded vibrational bands are close to those of the free CH3CN molecule and the experimental spectra do not contain any evident indication of a potential reaction beyond complex formation. By comparison with B3LYP calculated IR absorption spectra the recorded spectra are assigned to high spin (quintet, S=2), planar [NbI(NCCH3)4]+. In [Nb,nCH3CN]+, n=5, new vibrational bands shifted away from those of the acetonitrile monomer are observed between 1300 – 1550 cm-1. These bands are evidence of a chemical modification due to an intramolecular reaction. Screening on the basis of B3LYP calculated IR absorption spectra allow for an assignment of the recorded spectra to the metallacyclic species [NbIII(NCCH3)3(N=C(CH3)C(CH3)=N)]+ (triplet, S=1), which has formed in a internal reductive nitrile coupling reaction from [NbI(NCCH3)5]+. Calculated reaction coordinates explain the experimentally observed differences in reactivity between ground state [NbI(NCCH3)4]+ and [NbI(NCCH3)5]+. The reductive nitrile coupling reaction is exothermic and accessible (Ea=49 kJ mol-1) only in [NbI(NCCH3)5]+, whereas in [NbI(NCCH3)4]+ the reaction is found to be endothermic and retarded by significantly higher activation barriers (Ea>116 kJ mol-1).

Mit dem sterisch anspruchsvollen Di-tert-butyl-Indenylliganden kann alternativ zu den bisher verwendeten alkyl-und silylsubstituierten Cyclopentadienylen der komplette Syntheseweg für die P4-Butterflykomplexe vom Typ [{CpR(OC)2Fe}2(µ-eta1:1-P4)] (2) durchgeführt werden. Die Langzeitthermolyse von [{In''(OC)2Fe}2(µ-eta1:1-P4)] (2b) liefert neben den seit langem bekannten Decarbonylierungsprodukten [{In''Fe}2(µ-eta4:4-P4)] (10b) und [In''Fe(eta5-P5)] (1b) auch den erst seit kurzem bekannten tetrahedranähnlichen Komplex 9b als äußerst instabile Verbindung. Die photolytisch induzierte Decarbonylierung von 9a führt zu einer strukturell außergewöhnlichen Verbindung mit zwei gewinkelten µ-P-Liganden im nahezu planaren Fe2P2-Vierring und einem Signal für beide Phosphoratome im extremen Tieffeld bei delta = 1406.9 ppm. Thermische Umsetzungen des Tetraphosphabicyclobutan-Komplexes 2b mit einem vierfachen Überschuß an Alkin oder Phosphaalkin liefern in Abhängigkeit vom Substituentenmuster interessante Polyphospholyl-Verbindungen. Symmetrisch substituierte Alkine führen nahezu ausschließlich zur Bildung der Sandwichkomplexe [In''Fe(eta5-{P3(CR)2})] (14b,15b) mit einem eta5-koordinierten 1,2,3-Triphospholylliganden in sehr guten Ausbeuten. Bei unsymmetrisch substituierten Alkinen tritt im Fall von elektronenziehenden Substituenten am Kohlenstoff-Atom die Synthese von Sandwichkomplexen mit einem Monophospholylliganden 17 dazu in Konkurrenz. Desweiteren entsteht das phosphorfreie, verzerrte Tetrahedran [{In''Fe}2(µ-CO)(µ-C2PhH)] (19). Donor-Substituenten am Kohlenstoff-Atom wie tert-Butyl- oder Trimethylsilylgruppen dagegen verhindern die Bildung der Monophosphaferrocene 17 vollständig. Die Reaktion von 2b mit einem Phosphaalkin beruht auf dem gleichen Prinzip und führt ebenfalls zu Sandwichkomplexen mit einem Polyphospholylliganden. Neben dem 1,2,4-Triphospha- 28 und dem 1,2,3,4-Tetraphosphaferrocen 29 wird die Bildung des Komplexes 27 mit einem 1,3-Diphosphet als eta^4-koordiniertem Ligand beobachtet. Dieser ist auf die Cycloaddition zweier Phosphaalkin-Einheiten zurückzuführen, während [In''Fe(eta5-{P3(C2{(C6H10)CH3}2)})] (28) und [In''Fe(eta5-{P4(C{C6H10}CH3)})] (29) durch den Einbau von P=C-R in das Tetraphosphabicyclobutan-Gerüst entstehen. Die Komplexierung eines oder mehrerer Phosphoratome im Mono- oder 1,2,3-Triphosphaferrocen mit ÜM-Fragmenten vom Typ {M(CO)5} (M = W, Cr) gelingt problemlos bei Raumtemperatur. Versuche zur Oxidation von 14b oder 17b mit Schwefel und Reduktion mit Kalium führten ausnahmslos zur unspezifischen Zersetzung des Eduktes. Das Aufstockungsverfahren nach Rybinskaya zur Bildung von 30 VE-Tripeldeckerkomplexen hat Hilt schon 1999 am 1,2,3-Triphosphaferrocen erfolgreich durchgeführt. Diese Reaktion konnte ebenso auf den Monophospholyl-Eisen(II)-Komplex 17b übertragen werden.