04 Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik
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Item Open Access How can climate neutrality be achieved for industry? A multi-perspective analysis(Stuttgart : Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, 2023) Buettner, Stefan M.Trotz der vielen akuten Krisen die letzten Jahre, die jeweils die volle Aufmerksamkeit fordern: Die zunehmende Häufigkeit extremer Wetterereignisse - Dürren, Stürme, Überschwemmungen, extreme Hitze und Kälte - macht deutlich, dass die Zeit zur Eindämmung der Klimakrise knapp wird. In dieser Dissertation wird aufgezeigt, weshalb dem Industriesektor eine zentrale Rolle zukommt, wenn es darum geht, seine eigenen Emissionen sowie die anderer Sektoren zu reduzieren und so dem Klimawandel Einhalt zu gebieten. Um dieser Rolle nachkommen zu können, gilt es herauszufinden, wie Klimaneutralität für die Industrie möglich wird, was im Fokus der vorliegenden Arbeit steht. In einem multiperspektivischen Ansatz werden unter Verwendung verschiedener quantitativer und qualitativer Quellen sowohl allgemeine Aspekte als auch die systemische Perspektive betrachtet, um anschließend die Herausforderungen auf Unternehmensebene zu beleuchten und Lösungen dafür zu erarbeiten. Die Dissertation untersucht quantitativ, welche Ziele sich produzierende Unternehmen im Kontext der Klimaneutralität setzen, wo sie auf dem Weg zur Dekarbonisierung stehen und wo sie bei der Bestimmung des eigenen Status quo und der Adressierung der eigenen Potenziale stehen. Was die Unternehmen motiviert und auf Basis welcher Determinanten Entscheidungen getroffen werden, sowie die Ziele unterscheiden sich je nach Unternehmensgröße, Branche und Energieintensität deutlich und zeigen, wie vielfältig der Industriesektor ist und unterstreichen damit, dass one-size-fits-all-Ansätze nicht (effektiv) zum Erfolg führen können. Die abgeleiteten Ergebnisse zeigen, welche Schritte ein Unternehmen ergreifen kann, um klimaneutral zu werden, und was andere Unternehmen in diesem Zusammenhang tun und wo sie dabei stehen. Den Unternehmen, der Öffentlichkeit und den politischen Entscheidungsträgern wird aufgezeigt, wie Unternehmen zur Dekarbonisierung motiviert werden können, aber auch, wo Flaschenhälse beseitigt werden müssen, um das Streben nach klimaneutralem Wirtschaften nicht auszubremsen.Item Open Access Die Rolle des p53-Status für die Sensitivität von Tumoren gegenüber unterschiedlichen p53 Aktivatoren(2017) Weilbacher, AndreaDie tumorsuppressiven Eigenschaften von p53 gelten als zentral bei der Aufrechterhaltung der genomischen Stabilität. Auf Grund dessen spielt p53 eine Schlüsselrolle bei der Reaktion auf genomischen Stress welcher unter anderem durch klassische Chemotherapeutika, wie beispielsweise Cisplatin, induziert wird. In der vorliegenden Studie wurde die Rolle des p53-Status für die Sensitivität gegenüber p53-aktivierenden Substanzen untersucht. Hierfür wurde eine Auswahl von Zelllinien aus verschiedenen Entitäten und mit unterschiedlichen p53-Genotypen sowie Tumor-assoziierte Fibroblasten aus der humanen Lunge und PBMNCs von gesunden Donoren verwendet. Als p53-Aktivatoren wurden neben dem klassischen DNA-modifizierenden Molekül Cisplatin die direkten Aktivatoren von p53, Nutlin-3 und RITA eingesetzt. Die Behandlung mit Nutlin-3 führte selektiv in wtp53-exprimierenden Zellen zu einem G1-Arrest. Dieser trat auch in primären, nichtmalignen Zellen auf. Nutlin-3 agiert somit selektiv in wtp53-exprimierenden Zellen, nicht aber tumorselektiv. Die wtp53-selektive Wirkungsweise konnte weder nach Cisplatin- noch nach RITA-Behandlung nachgewiesen werden. Beide Substanzen induzierten Zelltod auch in mtp53-Systemen oder im Falle von RITA auch in der p53-null-Zelllinie OVCAR5. Der durch Cisplatin und RITA induzierte Zelltod in der wtp53-exprimierenden Zelllinie NTERA-2D1 konnte auf die Aktivierung von wtp53 zurückgeführt werden. Hingegen war der in den mtp53-exprimierenden Zelllinien OVCAR3 und OVCAR4 induzierte Zelltod im Falle einer Behandlung mit Cisplatin oder RITA unabhängig von mtp53. Zudem führte die siRNA-vermittelte Depletion von p63 und p73 zu keiner Verminderung des Zelltods. Cisplatin und RITA können somit unabhängig von der p53-Superfamilie Zelltod in p53-defekten Systemen induzieren. Dieser war für beide Substanzen auf die Aktivierung der mitochondrialen Effektoren BAX und BAK zurückzuführen. Die Induktion von Zelltod nach Cisplatin-Behandlung konnte weiterhin auf die Aktivierung der pro-apoptotischen Bcl-2-Proteine NOXA und PUMA zurückgeführt werden. Die Analyse der konstitutiven Expression der Bcl-2-Proteine in der gesamten Zelllinienauswahl zeigte eine signifikante Korrelation des Verhältnisses aus pro- und anti-apoptotischen Bcl-2-Proteinen gegenüber der Cisplatin-Sensitivität. NOXA und Bcl-w wurden in diesem Ansatz als prädiktive Marker der Cisplatin-Sensitivität innerhalb der Zellauswahl identifiziert. Die Kombinationsbehandlung von Cisplatin mit dem BH3-mimetic ABT-737 führte zu einer Sensitivierung von Cisplatin-insensitiven Zellen. Im Falle der Behandlung mit RITA konnte keine Korrelation zwischen dem Verhältnis aus pro- und anti-apoptotischen Bcl-2-Proteinen und dem durch RITA induzierten Zelltod festgestellt werden. Jedoch erwies sich die Herunterregulation von anti-apoptotischen Bcl-2-Proteinen nach RITA-Behandlung als wichtig für die Induktion von Apoptose. Infolgedessen führte die Kombinationsbehandlung von RITA mit ABT-737 zu einer Verstärkung des RITA-induzierten Zelltods in RITA-sensitiven Zellen. RITA-insensitive Zellen blieben dabei unbeeinflusst. Weiterhin konnte der durch RITA vermittelte Zelltod in p53-defekten Systemen auf die Aktivierung des JNK- und p38-Signaltransduktionsweges zurückgeführt werden. Insbesondere JNK1 erwies sich als entscheidend für die Induktion von Apoptose nach RITA-Behandlung. Im Vergleich der drei Substanzen zeigte sich überraschenderweise eine größere Ähnlichkeit von RITA zu Cisplatin als zu Nutlin-3. Cisplatin, als klassischer über DNA-Schädigung wirkender p53-Aktivator, führte zur Induktion von Zelltod in Zelllinien welche nahezu alle auch sensitiv gegenüber der Behandlung mit RITA waren. Potentiell könnte somit auch RITA über DNA-Schädigungen Zelltod induzieren. Intrazellulär führen jedoch beide Substanzen zu unterschiedlichen Effekten. Während Cisplatin zu einer Hochregulation von pro-apoptotischen BH3-only-Proteinen führt, induziert die Behandlung mit RITA eine Reduktion anti-apoptotischer Bcl-2-Proteine. Im Falle von Cisplatin konnte die Proteinkonzentration von NOXA und Bcl-w als Marker für die Sensitivität innerhalb der Zellauswahl identifiziert werden. RITA hingegen induzierte Zelltod nur in einer bestimmten Gruppe von Zellen, weshalb der Transport von RITA ein potentieller Marker für die RITA-Sensitivität darstellen könnte. Zusammenfassend konnte in der verwendeten Zellauswahl sowohl nach Nutlin-3-, als auch nach Cisplatin- oder RITA-Behandlung ein Einfluss von wtp53 für die Sensitivität nachgewiesen werden. Allerdings konnten durch Cisplatin und RITA auch Effekte unabhängig von p53 vermittelt werden. Interessanterweise führte die Behandlung mit RITA zu einer von der p53-Superfamilie und von der Aktivierung des JNK-Signaltransduktionsweges unabhängigen Regulation von p53-Zielgenen. Dementsprechend können im p53-defekten System p53-Zielgene sowie typische p53-Funktionen durch die Aktivierung p53-unabhängiger Signalwege vermittelt werden.Item Open Access Regelmäßige Katalysatorformkörper für technische Synthesen(1993) Eigenberger, Gerhart; Kottke, Volker; Daszkowski, Thomas; Gaiser, Gerd; Kern, Hans-JoachimRegelmäßige Katalysatarformkörper in der Form von sogenannten Monolithkatalysatoren mit geraden, parallelen Kanälen haben bei der Abgasreinigung und der Entstickung von Kraftwerksabgasen die bisher üblichen Katalysatorschüttungen weitgehend verdrängt. Ihr wesentlicher Vorteil ist der niedrige Druckverlust bei großer äußerer Katalysatoroberfläche und - im Vergleich zu Zufallsschüttungen - sehr gute Reproduzierbarkeit in der Formgebung und dem Betriebsverhalten. Diese Vorteile machen regelmäßige Katalysatorfarmkörper auch für chemische Synthesen außerordentlich interessant. Solche Monolithkatalysatoren mit geraden, parallelen Kanälen eignen sich allerdings wegen ihres ungenügenden radialen Misch- und Ausgleichsverhalten nur für adiabaten Betrieb. - In einer eingehenden Analyse werden deswegen Monolithe mit geraden, quadratischen und rechteckigen Kanälen, gewellte Strukturen in gekreuzter Anordnung, Flügelstrukturen für runde Rohre sowie Schüttungen aus Kugeln, Strängen und Zylindern untersucht. Ziel der Arbeiten ist es, die verfahrenstechnischen Parameter verschiedener technischer Katalysatoren zu analysieren, um daraus Maßnahmen für eine gezielte Verbesserung der Formgebung abzuleiten. Die Sichtbarmachung und Bestimmung der örtlichen Stoff- und Wärmeübertragung in der Struktur und an den wärmeübertragenden Wänden liefert in Verbindung mit dem örtlichen Mischverhalten einen direkten Vergleich über die Effektivität der Strukturen. Über die mathematische Modellbildung mit und ohne chemische Reaktion lassen sich sowohl für die adiabate als auch die isotherme Reaktionsführung die wesentlichen Informationen gewinnen, wie sie für eine optimale Auslegung von Katalysatorformkörpern in der chemischen Synthese und in der Umwelttechnik notwendig sind.