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Quellen, Aufnahmewege und physiologische Nutzung von mycosporin-ähnlichen Aminosäuren (MAAs) aus phototrophen Organismen in marinen Evertebraten der Polarmeere

Das Projekt untersucht die physiologische Funktion UV-absorbierender Mycosporin-ähnlicher Aminosäuren (MAAs) als Sekundärmetabolite in marinen Evertebraten. Die Tiere nehmen diese Verbindungen mit ihrer pflanzlichen Nahrung auf und lagern sie offenbar gezielt in UV-gefährdete Gewebe und in die Gonaden ein. Das Projekt gliedert sich in 2 Phasen: 1.) Im ersten Jahr soll das natürliche Vorkommen von MAAs in ausgewählten Gruppen mariner Evertebraten erstmalig aus der Arktis (Spitzbergen) als auch aus der Antarktis (Süd Shetland Inseln) quantitativ und qualitativ erfaßt werden. Die Beziehung zwischen MAA-Akkumulation einerseits und der UV-Exposition sowie der Nahrungsspezifikation der Tiere andererseits soll zeigen, ob MAAs von heterotrophen Organismen gezielt resorbiert und als UV-Schutz angereichert werden können. 2.) Im zweiten, experimentellen Teil sollen die physiologischen Funktionen der MAAs in tierischen Geweben untersucht werden. Dazu werden in Bestrahlungsexperimenten die UV-Schutzfunktionen in 'MAA-aufgeladenen' Geweben mit optischen Mikrosensoren untersucht. Die Bildung von reaktiven Sauerstoffkomponenten (ROS) in tierischen Geweben als Folge von UV-Strahlung soll in Abhängigkeit von UV-Dosis mit Fluoreszenztechniken (u.a. konfokale Lasermikroskopie) gemessen werden. Eine mögliche antioxidative Schutzwirkung der MAAs wird vergleichend mit den bekannten Antioxidantien (Vitamine c, e, Urat, Glutathion etc.) untersucht.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Die Dynamik von Vitaminen und Spurenmetallen im Südpolarmeer: Bildungs- und Abbauprozesse von B-Vitaminen, Eisen, Zink und Kobalt mit Hilfe eines neuen Massenbilanz Verfahrens

Weite Regionen der Ozeane werden als sogenannte high nutrient low chlorophyll-Gebiete (HNLC) bezeichnet. Sie sind charakterisiert durch relativ niedrige Chlorophyllwerte trotz ausreichend hoher Nährstoffdichte. In diesen Regionen werden das Algenwachstum und dessen Zusammensetzung statt durch Makronährstoffe (etwa Nitrat), von Mikronährstoffen wie Spurenelementen und Vitaminen gesteuert. Die Eintragswege von Spurenelementen und deren Aufnahme durch Plankton und Schwebepartikel in der Wassersäule wurden in den letzten drei Jahrzehnten intensiv untersucht. Im Gegensatz dazu ist weiterhin relativ wenig bekannt über die Prozesse, welche das Vorkommen von bioverfügbaren Spurenelementen in situ wieder auffüllen, beispielsweise durch Remineralisation oder grazing durch Zooplankton. Die Bedeutung von Vitaminen für das Wachstum von Phytoplanktonblüten im Südpolarmeer wurde erst in jüngster Zeit erkannt. Jedoch existieren bislang keinerlei Daten über den Verbrauch und die Konzentrationen des Vitamingehaltes durch Plankton. Darüberhinaus sind Vitaminproduktionsraten für das marine System noch niemals bestimmt worden. In welchem Verhältnis stehen die Produktions- und Recyclingraten von Spurenstoffen und Vitaminen zu deren Entsorgungsraten? Welche Rolle spielt das grazing durch Zooplankton? Werden durch den Klimawandel und den als Folge saurer werdenden Ozean Recyclingprozesse begünstigt als Konsequenz einer veränderten Spurenstoffchemie und sich ändernder biologischer Wechselwirkungen? Um diese Fragen zu beantworten, wird ein neuer Ansatz zur Massenbilanzierung angewendet, um in situ Recyclingraten von drei ökologisch relevanten Spurenstoffen (Eisen, Zink und Kobalt) zu bestimmen. Außerdem werden die Produktions- und Recyclingrate von Vitaminen bestimmt. Eine umfassende Bestimmung der Planktongesellschaft mit unterschiedlichen Methoden wird die Schlüsselarten fuer die verschiedenen Prozesse identifizieren. Der Einfluss des grazing von Piko-und Nanoplankton durch höhere trophische Level auf diese Produktions- und Recyclingraten wird im Rahmen von Feld- und Laborexperimenten untersucht, ebenso wie der Einfluss von erhöhtem pCO2. Dieser umfassende Datensatz wird eine große Lücke in den Studien zur Bedeutung von Spurenstoffen und Vitaminen schließen. Er liefert zudem Informationen für globale Ozeanmodelle zum Kreislauf von Vitaminen, Eisen und weiteren ökologisch relevanten Spurenstoffen im marinen System und deren Veränderung unter sich wandelnden klimatischen Bedingungen.

Einfluss von Herbiziden auf wertgebende Inhaltsstoffe einiger Gemuesearten

Es wird untersucht, inwieweit die fuer einzelne Gemuesekulturen zugelassenen Herbizide einen Einfluss auf die Bildung ausgewaehlter Inhaltsstoffe (Carotin bei Moehren, Vitamin C bei Salat) ausueben. Die Ermittlung der kritischen Wirkstoffmengen im laufe der einzelnen Entwicklungsstadien steht mit im Vordergrund der Untersuchungen. Die optimale Dosis (bezogen auf die Unkrautwirkung) wird mit darueber und darunter liegenden Aufwandmengen verglichen.

Grundlegende Untersuchungen ueber die Wechselwirkung zwischen Inhaltsstoffen von Verpackungsmaterialien und Lebensmitteln mittels neu entwickelter Methoden

Die Entwicklung auf dem Gebiet der Polymeren zum Verpacken von Lebensmitteln geht derzeit verstaerkt in Richtung einer Erhoehung der Schutzwirkung gegen negative Umwelteinfluesse und der Lagerzeiten. Eine erhebliche gesundheitliche Bedeutung kommt hierbei der Kontamination von Lebensmitteln durch die technisch notwendigen und unvermeidlichen Kunststoffinhaltsstoffe zu, die durch Migration in Lebensmittel gelangen und u.a. unguenstige chemische Reaktionen eingehen koennen. Die bisherigen Methoden lassen nur begrenzte oder ungenuegende Aussagen ueber das Migrationsproblem und die entsprechenden stofflichen Wechselwirkungen zu. Es wird daher versucht, neue Messmethoden zu entwickeln, die es gestatten, in Kombination mit Analysegeraeten der modernen instrumentellen Analytik auch kleinste Mengen an fluechtigem und nicht fluechtigem Migrat bzw. dessen Umsetzungsprodukten im komplexen Naturstoffgemischen schnell und quantitativ nachzuweisen. Das Forschungsvorhaben wird im wesentlichen unter folgenden zwei Aspekten durchgefuehrt: 1. Durch Aehnlichkeitsbetrachtungen und Modelluntersuchungen unter Einbeziehung 'echter' Kunststoffadditive und Lebensmittel soll das Ausmass der Migration innerhalb kurzer Zeit abschaetzbar gemacht werden. 2. Es werden vertieft die physikalischen und chemischen Wechselwirkungen zwischen Kunststoffinhaltsstoffen und Lebensmittelbestandteilen untersucht. Dabei wird insbesondere die Wechselwirkung mit essentiellen und nur in geringer Konzentration vorliegenden Lebensmittelbestandteilen wie Vitamine, Spurenelemente, Aromakomponenten u.a. beruecksichtigt.

Wirkungsweise von Vitaminen

Gehalte an Nitrat, Nitrit, Bakterien und der Vitamine A und C bei frischem und unterschiedlich gelagertem Blattgemuese unter Beruecksichtigung von Duengungsvarianten

Die Bedeutung des Calciumcalmodulin-Systems für die Aktivierung des antioxidativen Systems zum Schutz vor radikalinduziertem Streß am Beispiel von unterschiedlich ozontoleranten Erdbeersorten

Pflanzen können sich durch eine Vielzahl von Mechanismen vor radikalinduziertem Stress schützen. Ziel dieses Projektes ist es, die Bedeutung des Calciumcalmodulin-Systems für die Aktivierung antioxidativ wirkender Enzyme wie der Superoxiddismutase, Katalase und Ascorbatperoxidase sowie die Konzentrationen der Radikalfänger Vitamin C, Vitamin E, Glutathon und Carotinoiden herauszustellen. Als Modellsystem wird die Empfindlichkeit von Erdbeerblättern gegenüber radikalinduziertem Stress durch Ozon untersucht

Fruchtkoerperbildung bei Basidiomyceten

Bedingungen der Fruchtkoerperbildung bei Basidiomyceten; physikalische Parameter und Ernaehrungsprobleme; Vitamine und Hormone. Ziel: industrielle Nutzung fuer Speisezwecke.

In vitro-Untersuchungen zum Mechanismus und zur Regulation intestinaler Transportprozesse (a); In vitro-Simulation des mikrobiellen Dickdarmstoffwechsels (b)

zu a) Ein Ziel der Untersuchungen ist die Charakterisierung der intestinalen Calcium- und Phosphatabsorption bei Wiederkaeuern und Schweinen sowie deren hormonelle Regulation. In einem weiteren Versuchsansatz wird der Einfluss von Futterzusatzstoffen auf den Elektrolyttransportuntersucht. Die Messungen werden unter in vitro- Bedingungen in Kurzschlussstromkammern bzw. an isolierten Membranvesikeln der Buerstensaummembran durchgefuehrt. zu b) Mittels einer semi-kontinuierlichen Inkubationstechnik werden mikrobielle Stoffwechselprozesse im Dickdarm monogastrischer Tiere simuliert. Untersuchungsgegnstand sind dabei sowohl grundlegende physiologische Mechanismen des mikrobiellen Stoffwechsels als auch pathophysiologische Prozesse.

Nachhaltig erzeugtes, veganes Vitamin D3 und Cholesterol aus Nierembergia repensl, Teilvorhaben A

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