Klaus Gersonde

Assignment of proximal histidyl imidazole exchangeable proton NMR resonances to individual subunits in hemoglobins A, Boston, Iwate and Milwaukee☆

Abstract The proton nmr spectra of the synthetic valency hybrids, α 2 (β + CN) 2 , (α + CN) 2 β 2 of hemoglobin A and the natural valency hybrids of the mutant hemoglobins Boston, Iwate and Milwaukee have led to the unambiguous assignment of the two proximal histidyl imidazole exchangeable proton signals at 64 and 76 ppm to individual α and β subunits, respectively. New single non-exchangeable proton resonances detected in the extreme downfield region of the spectra of Hbs Boston and Iwate are tentatively assigned to the coordinated tyrosine of the mutated α chains.

A nuclear Overhauser study of heme orientational isomerism in monomeric Chironomus hemoglobins

The nuclear Overhauser effect (NOE) was used to investigate heme orientation and to obtain assignments for all resolved resonances in the 1H-NMR spectrum of met-cyano Chironomus thummi thummi monomeric hemoglobins III and IV (Hb III and Hb IV). The only non-heme resolved resonance was found to be from Phe-38 (CD1), and NOE dipolar connectivity between this resonance and the heme 5- and 8-methyls was used to establish the absolute orientation of the heme for each heme-insertion isomer present. The assignments of resonances and heme disorder permitted structural comparisons between the various components, including those due to a point mutation in Hb III. Finally, the characteristic differences of NOE patterns to amino-acid protons from substituents on heme pyrroles I and II formed the basis for assigning resonances and heme orientation relative to native Hb IV for deuterohemin-reconstituted Hb IV, for which there are no X-ray data available.

Fehleranalyse, biologische Einflußfaktoren und Varianz der periungualen Videokapillarmikroskopie - Error Analysis, Biological Influencing Factors, and Variance of Periungual Video Capillary Microscopy

Schlüsselwörter: Fehleranalyse, Erythrozytengeschwindigkeit, Mikrozirkulation, Videokapillarmikroskopie Bei der Fehleranalyse bzw. der Beurteilung der Genauigkeit mikroskopischer Messungen bei Patienten muß zwischen dem technischen Fehler des Erfassungssystems und der biologischen Variabilität differenziert werden. Der technische Fehler des Gesamterfassungssystems ist bei der Erythrozytengeschwindigkeitsmessung um l bis 2 Größenordnungen kleiner als die zu messenden Längen, so daß die Erythrozytensäulenlängen richtig, reproduzierbar und im gesamten Meßbereich linear quantifiziert werden können. Die biologischen Einflußfaktoren lassen sich durch eine geeignete Standardisierung des Meßablaufes weitgehend ausschalten bzw. berücksichtigen. Trotz deutlicher individueller Schwankung der Geschwindigkeit besteht im Mittel keine signifikante Abhängigkeit der Meßgröße im Tagesprofil bzw. von Tag zu Tag. Unterschiede in der Kapillarperfusion bei Krankheitsbildern mit Mikrozirkulationsstörungen bzw. therapeutische Beeinflussungen der Erythrozytengeschwindigkeit lassen sich somit sicher nachweisen.

Resonance Raman evidence for an unusually strong exogenous ligand—metal bond in a monomeric nitrosyl manganese hemoglobin

Resonance Raman spectroscopy has been employed to determine the vibrational modes of monomeric nitrosyl manganese Chironomus thummi thummi hemoglobin (CTT IV). This insect hemoglobin has no distal histidine. By applying various isotope‐labeled nitric oxides (14N16O, 15N16O, 14N18O), we have identified the Mn II‐NO stretching mode at 628 cm−1, the MnII‐N‐O bending mode at 574 cm−1 and the N‐O stretching mode at 1735 cm−1. The results suggest a strong MnII◀NO bond and a weak N◀O bond. The vinyl group substitution does not influence the ν(MnII‐NO), δ(MnII‐N‐O) and ν(N◀O) vibrations. The MnII‐NO stretching frequency is insensitive to distal histidine interactions with NO, whereas the N◀O stretching frequency is sensitive. Nitric oxide also binds to Met manganese CTT IV to form an MnIII·NO complex which undergoes a slow but complete autoreduction resulting in the MnII·NO species. In manganese meso‐IX CTT IV, the MnIII·NO MnII·NO conversion alters the intensities of the porphyrin ring modes at 342, 360, 1587 and 1598 cm−1, but shifts the frequencies at 1504 and 1633 cm−1 (in MnIII·NO) to 1497 and 1630 cm−1 (in MnII·NO), respectively. The unshifted marker line at 1378 cm−1 reflects the fact that the π* electron densities of the porphyrin ring are the same in the two complexes.

Mikroelektromechanische Systeme in der Biomedizintechnik

Mikroelektromechanische Systeme (MEMS) werden in den Bereichen der Biomedizintechnik zunehmend Bedeutung gewinnen, in denen die Miniaturisierung die Invasivität reduzieren kann (minimal invasive Verfahren) oder eine Verbesserung der Leistungsfähigkeit von Meßund Analysesystemen liefert. MEMS bestehen aus starren und bewegbaren Strukturen in der Größenordnung von 0.5 500 /im, die mit Elementen der Mikroelektronik integriert werden können. Basismaterial der MEMS sind zumeist Siliziumstrukturen, die mit Methoden der Halbleitertechnologie unter Verwendung von lithographischen Prozessen, anisotropen Tiefenätzverfahren, Dickschichtund Dünnfilmtechniken hergestellt werden. Tabelle l faßt die herausragenden mechanischen Eigenschaften von Silizium zusammen.

3D Projection Reconstruction: Implementation and Application to NMR Imaging

Currently the visualization of cartilage and joints in NMR imaging is not possible because of their short T2 relaxation processes. Furthermore 3D images are required to provide visualization of the non-planar morphology of joints. Comparing the two principal 3D-MR imaging methods, Projection Reconstruction (3D-PR) and Fourier Imaging (3D-FT), the latter is superior regarding two aspects: (i) sensitivity to measurement and image artefacts and (ii) reconstruction time. But Fourier Imaging can’t cope with the problem of short T2 relaxation processes due to the intrinsic magnetic field gradient switching times. Projection reconstruction image acquisition does not depend on this switching times and thus allows the visualization of cartilage and joints. However, the drawback of 3D-PR is the enormous computing effort needed for reconstruction.