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Dissertation
On the analysis of path-dependent functionals of stochastic PDEs
(2023)
Weak approximation methods for stochastic partial differential equations (SPDEs) are concerned with approximating the probability distribution of the solution process rather than the realizations of the solution process itself. In this thesis, we provide new results and methods concerning the weak error analysis of numerical approximations of path-dependent functionals of solution processes of SPDEs. Two separate approaches to analyzing weak approximation errors are considered: the Itô calculus approach and the ...
Dissertation
Functional analyses of Dph1•Dph2 in synthesis of diphthamide, a clinically relevant modification on eEF2
(2024)
Diphthamide is a unique post-translational modification of a conserved histidine on the eukaryotic translation elongation factor 2 (eEF2). During translation elongation, eEF2 induces translocation of codon-anticodon duplexes across the ribosomal decoding center. Diphthamide is involved in fine-tuning of this process by stabilizing the codon-anticodon duplex and maintaining reading frame accuracy. Initially, diphthamide was identified as the target for diphtheria toxin, enabling ADP-ribosylation of eEF2 and resulting ...
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No Chaos in Dixon's System
(2020)
The so-called Dixon system is often cited as an example of a two-dimensional (continuous) dynamical system that exhibits chaotic behaviour, if its two parameters take their value in a certain domain. We provide first a rigorous proof that there is no chaos in Dixon's system. Then we perform a complete bifurcation analysis of the system showing that the parameter space can be decomposed into sixteen different regions in each of which the system exhibits qualitatively the same behaviour. In particular, we prove that ...
Dissertation
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Symmetrien von Differentialgleichungen via Vessiot-Theorie
(2021-04)
Die übliche Definition des Symmetriebegriffs einer Differentialgleichung lautet wie folgt: Symmetrien sind Transformationen, die Lösungen wieder in Lösungen überführen. Modelliert man Differentialgleichungen als Untermannigfaltigkeiten eines Jetbündels, so lassen sich zwei Arten von Symmetrien unterscheiden: innere und äußere. Der erste Fall entspricht einer Transformation, die ausschließlich auf der Differentialgleichung definiert ist. Im zweiten Fall ist die betrachtete Transformation auf dem gesamten umgebenden ...
Dissertation
Chiral recognition in the gas phase using femtosecond to nanosecond photoelectron circular dichroism
(2020-05)
Diese Arbeit konzentriert sich auf die chirale Erkennung in der Gasphase unter Verwendung der resonant verstärkten Multi-Photonen-Ionisation. Gasphasentechniken bieten die Möglichkeit, die Chiralität von Molekülen innerhalb einer nahezu interaktionsfreien Umgebung zu untersuchen. Photoionisation von chiralen Molekülen mit zirkular polarisiertem Licht führt zu einer Asymmetrie in der Photoelektronenemission bezüglich der Ausbreitungsrichtung des ionisierenden Lichts. Diese Asymmetrie ist bekannt als Photoelektronenz ...
Dissertation
Ferrocen-basierte N-heterocyclische Tetrylene
(2020)
Verbindungen des Typs R-E-R‘ (E = C, Si, Ge, Sn, Pb; R = Substituent) werden Tetrylene genannt. Da das jeweilige Tetrelatom E subvalent vorliegt, sind die meisten Vertreter dieser Substanzklasse hoch reaktiv und müssen unter Schutzgasatmosphäre gehandhabt werden. Die AG Siemeling beschäftigt sich bereits seit einigen Jahren vor allem mit Ferrocen-basierten N-heterocyclischen Vertretern der Tetrylene, wobei sich gerade die Synthese eines Silylens (E = Si) als besonders schwierig herausgestellt hat und zuvor nicht ...
Dissertation
Nachweis und Analyse BamA-assoziierter Faltungsintermediate des OmpA durch ortsgerichtete Fluoreszenzspektroskopie
(2020-05)
Die Faltung und Insertion von Außenmembranproteinen (OMPs) in die Außenmembran von Gram negativen Bakterien ist für das Leben der Zellen essentiell und erfordert den konservierten β-barrel assembly machinery (BAM) Komplex. Zahlreiche Studien befassen sich mit der Aufklärung des dahinterstehenden Faltungsmechanismus von OMPs, doch bislang ist nur sehr wenig darüber bekannt. Daher steht der Faltungsmechanismus der spontanen Faltung und Insertion von OMPs wie OmpA und der Einfluss der BAM Hauptkomponente BamA darauf, ...
Dissertation
Optical Amplification in Disordered Waveguiding Systems
(2020)
Bei dem Phänomen der verstärkten Emission in ungeordneten Systemen handelt es sich um ein wiederentdecktes und über die letzten Jahrzehnte stark debattiertes Themengebiet in der Literatur. Diese Dissertation soll hierzu zwei experimentelle Ansätze bieten, wobei beide in der Lage sind, bei optischer Anregung entweder Random Lasing oder Verstärkte Spontane Emission zu zeigen.
In dieser Arbeit wird thermisch induzierte Faltenbildung (Wrinklebildung) als neuer Ansatz zur Herstellung von Streuzentren in wellenleitenden ...
Dissertation
Association of neighboring β-Strands to form the β-barrel structure of the voltage-dependent anion channel, human isoform 1 (hVDAC1) precedes membrane insertion and is largely driven by polar interactions between basic and acidic amino acid side-chains
(2020)
To date, all biophysical folding studies on β-barrel membrane proteins from outer membranes (OMPs) indicated a coupled mechanism of folding and membrane insertion. Most of these studies were performed with smaller OMPs from bacteria. Here we have investigated folding and insertion of a mitochondrial OMP, the voltage-dependent anion-selective channel (VDAC), human isoform 1 (hVDAC1). To examine whether folding and insertion are coupled for hVDAC1, the association of neighboring β-strands of the 19-stranded β-barrel ...
Dissertation
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Algorithmic Reduction of Biochemical Reaction Networks
(2022-02-25)
The dynamics of species concentrations of chemical reaction networks are given by autonomous first-order ordinary differential equations. Singular perturbation methods allow the computation of approximate reduced systems that make explicit several time scales with corresponding invariant manifolds. This thesis presents:
1. An algorithmic approach for the computation of such reductions on solid analytical grounds. Required scalings are derived using tropical geometry. The existence of invariant manifolds is subject ...