Thèses sur le sujet « Analoga effekter »

Denna undersökning har genomförts genom en kvalitativ metod med det sociokulturella perspektivet som teoretisk ansats. Syftet med studien är att bidra till ökad kunskap om lärares erfarenheter av att arbeta med skrivande, analogt såväl som digitalt, för att utveckla elevers läsning i ämnet svenska i grundskolans årskurs F-3. Resultatet visar att de lärare som deltagit i studien har många olika erfarenheter när det kommer till användandet av analoga och digitala verktyg i läsundervisningen. Majoriteten av de lärare som besvarat enkäten är dock eniga i att det bästa är att kombinera de båda verktygen för att individanpassa undervisningen och ge alla elever bästa förutsättningar att ta sig vidare i sin läsutveckling.

Samhället blir allt mer digitaliserat och skolorna bjuder in allt fler digitala verktyg i undervisningen. Ny forskning om hur och varför skolor använder sig av digitala verktyg i den tidiga läs- och skrivinlärningen växer fram, vilket bidrar till att arbetet med analoga verktyg får allt mindre undervisningstid. I takt med den digitala framväxten, ökar forskares tankar kring ämnet och vad detta kan ge för effekter på elevers läs- och skrivinlärning. Syftet med denna studie är att genom en litteraturöversikt undersöka hur digitala och analoga läs- och skrivverktyg påverkar elevers tidiga läs- och skrivinlärning i svenskämnet och att besvara frågeställningen: Vilka effekter har elevers användande av analoga jämfört med digitala verktyg på deras tidiga läs- och skrivinlärning? För att besvara frågeställningen och uppnå studiens syfte har vetenskapliga studier om elevers läs- och skrivinlärning inom svenskämnet kopplat till användandet av analoga respektive digitala läs- och skrivverktyg, systematiskt tagits fram, analyserats och sammanställts. Resultat visar att det finns både positiva och negativa effekter av användandet av läs- och skrivverktygen. Motivationen löper som en röd tråd och kan därför ses som en av de viktigaste effekterna av digitala verktyg. Dock har analoga verktyg positiva effekter på minne och motorik. Förslag på vidare forskning är att undersöka om digitala verktyg kommer att fortsätta öka elevers motivation i läs- och skrivinlärningen då det slutar vara något nytt och spännande, eller om det kommer krävas något ytterligare.

"Technology has been a key element in the changing creative possibilities available to filmmakers, but deep down the questions of staging, point of view, pace, suspense, time and psychology faced by filmmakers as they walk onto the set in the morning have remained remarkably consistent". Cousins, 2004, s13. Sättet att göra film på har ständigt förändrats och fortsätter att förändras men som citatet syftar till så verkar inställningen till film stå sig lika genom tiderna. I grund och botten handlar det om att berätta en historia som berör publiken. En historia berättad utifrån filmskaparnas olika stilar. Tack vare teknikutvecklingen har många effekter i film, både digitala och fysiska blivit möjliga och vem vet vad den tekniska, och kanske framförallt den digitala utvecklingen, kommer att leda till för effekter i film i framtiden? Vi är trots allt bara i början av den digitala eran. Samtidigt som det nya introduceras kanske de gamla beprövade fysiska effekterna etsar sig fast som klassiska och erkända arbetsmetoder. Vad vi behandlar i den här uppsatsen är hur digitala och fysiska tekniker att skapa effekter används och nyttjas i den svenska filmbranschen. Hur ser beslutsfattare i branschen på effekter som filmskapande och varför ser användandet ut som det gör idag? Vi har också undersökt vad det är som styr användandet av effekter inom filmskapande utifrån ekonomiska, tekniska och konstnärliga överväganden. Vi har samlat in information genom kvalitativa, djupgående intervjuer med tre produktionsbolagsföreträdare och tre finansiärer. Vi har även samlat in information kring begreppen fysiska effekter och digitala effekter bland sex stycken filmarbetare som aktivt arbetar med effektskapande på olika sätt. Det har visat sig att det råder meningsskiljaktigheter när det kommer till definition av begreppen kring digitala effekter och fysiska effekter mellan de bolagsföreträdare och finansiärer vi har intervjuat och de aktiva effektmakare som vi har bett definiera begreppen. För att underlätta framtida kommunikation kommer vi i den här uppsatsen definiera dessa begrepp utifrån våra resultat. Våra resultat tyder på att det finns en vilja inom filmbranschen att arbeta med effekter inom film men att det samtidigt saknas resurser och kompetens idag. Samtidigt tycker vi oss utläsa en okunskap kring effekter vilket ställer till det för dem som vill arbeta med effekter. Exempelvis gällande Guldbaggegalan, där kategorin "Bästa Visuella Effekter" togs bort efter bara några år efter införandet för att det ansågs vara för svårt att utläsa vad som var effekter och inte i en film. Utifrån det vi kan utläsa från våra resultat finner vi det motsägelsefullt att vilja utveckla branschen och arbetet med effekter och samtidigt inte utveckla kunnandet kring det, när man istället för att plocka bort en kategori på grund av okunskap istället borde lära sig mer om det.
"Technology has been a key element in the changing creative possibilities available to filmmakers, but deep down the questions of staging, point of view, pace, suspense, time and psychology faced by filmmakers as they walk onto the set in the morning have remained remarkably consistent." Cousins, 2004, s13. The way of filmmaking has always been changing and it continues to change but as the quote leads up to it seems like the attitude stays the same. It is essentially about telling a story, which affects the audience. To tell a story with the different approaches the creators favors. Thanks to the technical development, many of these effects, both physical and digital have become practicable and who knows what the technique and digital progress will lead to in the future of filmmaking. After all, we are only in the beginning of the digital era. In the same time, the old and proven effect making techniques might inculcate as both classic and recognizable working methods. In this essay, we will talk about how the techniques of digital and practical effects are being used in the Swedish film industry. What does the decision makers in the business think about using effects in filmmaking and why are effects being used the way they are in todays film industry? We also wanted to examine what regulates he use of effects based on economical, technical and artistic considerations. We have collected our data from interviews with three representatives from production companies and three film financiers. We have also collected information considering the definitions of visual effects and special effects from six filmmakers who that works with effect making on a daily basis. It has become apparent that there are some confusion considering the definitions of the concepts of visual effects and special effects between the producers and financiers and the filmmakers. In order to ease future communication, we will in this essay define these concepts out of our results. Our result suggests that there is a will in the Swedish film industry to work with effects in filmmaking but in the same time parts of the industry lacks of resources and capability. Simultaneously, we can note that the ignorance around the concept of effects causes communication problems for digital artists and prop makers. For instance, on the Swedish film gala "Guldbaggegalan" they added a new category only a few years back and this year they took it away because of the problems of recognizing what's visual effects and what's not. It is interesting that there is an interest in developing effects in filmmaking and at the same time takes away the award. Instead of taking it away, they should focus on educating people about effects.

Många mjukvarutillverkare gör idag digitala produkter menade att emulera analog hårdvara för musiker och ljudingenjörer. Denna undersökning utgick ifrån frågan om hur lyssnare upplever emulering av analoga ljudegenskaper, i form av rullband, jämfört med digitalt ljud fritt från detta. Ett kortare utdrag från ett musikstycke inom genren metal användes för att undersöka detta. En digital mjukvaruplugin avsedd för emulering av analogt rullband växlade på och av under styckets gång för att möjliggöra en jämförelse mellan det analoga och det digitala ljudet. Stycket spelades upp tillsammans med en video, och denna visade en bokstav som växlade mellan A och B samtidigt som rullbandsemuleringen slogs av och på. Ett antal testpersoner fick vid enskilda testtillfällen lyssna på stycket och sedan i en semistrukturerad intervju diskutera de skillnader de kunde höra, om några alls. Resultatet visade att upplevelsen inte påverkades nog för att ge ett klart svar. Detta då de hörbara skillnaderna var mycket små.

Analog- och digitalbaserade skrivverktyg kan ge både främjande och icke främjande effekter på elevers skrivinlärning. I denna litteraturöversikt diskuterar vi vad forskning belyser vara främjande och icke främjande gällande digital och analog skrivinlärning i skolan. Syftet med litteraturöversikten är att ta reda på vad forskning säger om effekter av digitala och analoga skrivverktyg för elevers skrivinlärning i ämnet svenska. Mer precist har vi besvarat frågeställningen: Vilka främjande och icke främjande effekter har digital- och analogbaserade skrivverktyg för elevers skrivinlärning i årskurs 1–3? För att kunna besvara frågeställningen och uppnå litteraturöversiktens syfte har vi systematiskt tagit fram, analyserat och sammanställt vetenskapliga studier inom digital- och analogbaserad skrivning inom ämnet svenska. Vårt resultat visar en stor spridning gällande digitalt och analogt skrivandes inverkan på skrivinlärning. Digitalbaserade skrivverktyg visar främjande och icke främjande effekter på elevers skrivinlärning och likaså analogbaserade skrivverktyg. I utvecklingsarbete är vi intresserade att studera hur digital- och analogbaserade skrivverktyg används kombinerat. För forskningsfältet kan vidare forskning innebära om mönster kan upptäckas på lång sikt mellan tidig skrivinlärning och senare skrivutveckling beroende på om eleverna skriver analogt eller digitalt.

Syftet med denna uppsats är undersöka vilka effekter digitala verktyg kan ha på elevernas skrivande, detta berör både hur eleverna påverkas kognitivt men också om hur textproduktionen kan påverkas. Utvecklingen rör sig mot hur man på olika sätt kan integrera digitala verktyg i undervisningen alltmer. Lärare och elever ställer sig positiva till att använda tekniken och kravet på att skolor ska erhålla en rik uppsättning av teknik som lärplattor ökar. Skrivundervisningen rör sig mot att ge mer utrymme för att skriva och bearbeta texter digitalt, samtidigt som det analoga skrivandet har fått ta ett steg åt sidan. Syftet med studien är att undersöka effekterna utav detta genom frågeställningen: Hur visar tidigare forskning effekterna av skrivprocesser med analoga respektive digitala verktyg? Hur visar forskning att elever påverkas kognitivt av digitala lärprocesser? Undersökningsmaterialet är internationella artiklar som har samlats in genom databassökningar  Resultatet visade att elever ställer sig mycket positiva till att arbeta med digitala verktyg i skrivandet. Detta på grund av att redigeringsmöjligheterna upplevdes lättare och att eleverna känner att det blir mer estetiskt tilltalande. Det vi fann som kritiskt med att skriva med digitala verktyg är att det krävde tangentbordfärdigheter vilket kunde leda till att den kognitiva belastningen vid skrivandet påfrestas. Forskningsresultat påvisade differerade svar angående längd och textkvalité i jämförelsen med analogt- samt digitalt skrivande.

Syftet var att undersöka om kinesiotejpning kunde påverka aktivitetsförmåga och smärta hos gravida kvinnor med pelvic girdle pain. Studien var en single subjekt experimentell AB-design. Fyra kvinnor inkluderades i pilotstudien för behandling av pelvic girdle pain. Smärtan skattades och mättes med visuell analog skala. Aktivitetsförmågan mättes med Roland &  Morris disability questionnaire.

Resultatet visade att gällande aktivitetsförmåga kunde det med 95 % säkerhet ses en förbättring hos tre av kvinnorna. Gällande smärtskattningen kunde endast hos en kvinna på kvällen och hos en annan kvinna på morgonen och kvällen ses en kliniskt signifikant minskad smärta. Resultaten i studien ger underlag för att en mer omfattande randomiserad och kontrollerad klinisk studie bör genomföras.

In der vorliegenden retrospektiven Analyse wurden die Daten von 66 Patienten, die an einem NET erkrankt und in der Universitätsmedizin Göttingen behandelt wurden, bezüglich der Ef-fekte der Therapie mit SAA statistisch aufgearbeitet, ausgewertet und die erhaltenen Daten anhand der aktuellen Literatur diskutiert. Ziel war es, die in vorherigen Studien beobachtete verlängerte Dauer der stable disease unter der Therapie mit SAA auch in unserem Patientenkollektiv nachzuweisen. Ein zusätzliches Au-genmerk lag auf weiteren Effekten der Therapie mit SAA: Verlauf der Tumormarker und der Symptomatik sowie Verlauf der Tumorgröße und der Metastasen, auch im Vergleich von SAA-Monotherapie vs. SAA plus Zusatztherapie. Dazu wurden die Daten der Patienten be-züglich oben genannter Aspekte ausgewertet und mit der Therapie in Beziehung gesetzt. Ne-ben anamnestischen Angaben und Laborwerten dienten hierfür auch Daten aus der Bildge-bung mittels CT, MRT und Ultraschall. Für die Aspekte der Symptomkontrolle, der Kontrolle der Tumormarker sowie des Tumorwachstums und der Entstehung von Metastasen konnte eine Überlegenheit des Zeitraums mit SAA gegenüber dem Zeitraum ohne SAA nachgewiesen werden. Der lange Beobachtungszeitraum und die dadurch nicht unerhebliche Anzahl von Patienten, die während der Analyse ausschieden, sowie die mit den Jahren veränderte und verbesserte Diagnostik (vor allem im Bereich der Tumormarker) und das Fehlen standardisier-ter Zeitintervalle bezüglich der Verlaufskontrolle sind jedoch als Einschränkung dieser Analy-se zu nennen. Im beobachteten Zeitraum vom 1. Januar 1975 bis 31. August 2011 ergab sich eine im Ver-gleich zu vorherigen Studien recht lange mittlere Beobachtungsdauer von 102 Monaten, in denen im Schnitt eine Monotherapie mit SAA über 28 Tage und eine Gesamtdauer der Thera-pie mit SAA über 47 Monate nachgewiesen werden konnte. Dieser von uns gezeigte und im Vergleich zu anderen, oben genannten Studien sehr lange Beobachtungszeitraum und das da-mit verbundene gute Langzeitüberleben lassen auf eine Proliferationshemmung und somit auf eine lange Dauer der stable disease schließen. Bezüglich der Symptomatik, die historisch ge-sehen die wichtigste Indikation zu einer solchen Therapie darstellt, konnte in unserem Kollek-tiv bei 17,8 % der Patienten (n = 8) eine Verbesserung unter SAA beobachtet werden. Die Werte der Tumormarker blieben unter einer Therapie mit SAA in 30,3 % der Fälle (n = 20) stabil. Die durchschnittliche Dauer der stable disease unter SAA betrug in unserer Analyse 21 Monate. Des Weiteren zeigt sich in unserem Kollektiv kein Unterschied in der Dauer der stab-le disease bezüglich des initialen Metastasierungsstadiums oder der Anwendung von zusätzli-chen Therapien. Im Größenverlauf des Primärtumors konnte bei 47 % der Patienten (n = 31) eine stable disease beobachtet werden. Wie schon in vorausgegangenen Studien beschrieben, bestätigen auch unsere Daten, dass zwischen der Dauer der stable disease und dem Verlauf der Tumormarker und der Symptomatik keine Korrelation besteht. Es zeigte sich eine Über-einstimmung von Wachstum des Primärtumors und Ausmaß der systemischen Ausbreitung, wobei Daten unserer Analyse zeigen, dass die Therapie mit SAA einen stärkeren Effekt auf den Verlauf des Primärtumors als auf den Verlauf bereits bestehender Metastasen hat. Anhand der in unserer Auswertung erzielten Ergebnisse kann gezeigt werden, dass die Be-obachtungen in unserem Patientenkollektiv mit denen der aktuellen Literatur vergleichbar sind. Festzuhalten bleibt somit, dass eine Therapie mit SAA den Krankheitsverlauf eines NET im Sinne einer stable disease um bis zu 21 Monate verzögern kann. Im besten Falle führt eine solche Therapie innerhalb dieses Zeitraums zusätzlich zu einer Besserung der klinischen Symp-tomatik. Eine Größenregredienz sowohl des Primärtumors als auch der Metastasen, wie sie auch nur vereinzelt in den früheren Studien beschrieben worden waren, konnte jedoch in unse-rem Patientenkollektiv nicht beobachtet werden. Dies unterstreicht die Aussage, dass es sich bei SAA um ein antiproliferatives, aber nicht zytoreduktives Therapiekonzept handelt. Studien, die neue Substanzen zur Behandlung von NETs zum Teil mit bereits großem Erfolg getestet haben, verdeutlichen die Suche nach einer immer effektiveren und individuelleren Therapie dieser Erkrankung. Langzeitergebnisse diesbezüglich bleiben jedoch abzuwarten.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Gebiet allosterischer Modulation des muscarinischen M2 Rezeptors. Allosterische Liganden beeinflussen das Bindungsverhalten eines orthosterischen Liganden (Agonisten oder Antagonisten) an die klassische Bindungsstelle des muscarinischen Rezeptors, indem sie seine Affinität entweder erhöhen(positive Kooperativität) oder erniedrigen (negative Kooperativität). Die allosterische Bindungsstelle befindet sich extrazellulär am Eingang der Rezeptor-Bindungstasche. Sie ist weniger konserviert als die orthosterische Bindungsdomäne, die tiefer im Rezeptorkanal zwischen den sieben transmembranalen Domänen lokalisiert ist. Demzufolge ist die Entwicklung subtyp-spezifischer allosterisch wirkenden Liganden leichter als subtypspezifischer Agonisten oder Antagonisten. Die Subtypselektivität kann darüber hinaus über unterschiedliche Kooperativitäten zwischen dem orthosterischen und allosterischen Liganden an verschiedenen muscarinischen Subtypen erreicht werden. Ein am M1-Rezeptor mit Acetylcholin positiv kooperativer allosterer Modulator, der sich an anderen muscarinischen Subtypen neutral kooperativ verhält, könnte z.B. für die Therapie von Morbus Alzheimer eingesetzt werden. Bisquartäre Ammoniumsalze des Strychnos-Alkaloids Caracurin-V gehören zu den potentesten allosterischen M2-Liganden. Die relative Stellung der aromatischen Indolringe und der Abstand zwischen den positiv geladenen Stickstoffatomen (ca. 10) in dem sehr starren Caracurin-V-Ringsystem definieren den Pharmakophor für potente allosterische Modulatoren. Caracurin-V-Salze sind strukturell sehr verwandt mit den starken Muskelrelaxantien Toxiferin-I und Alcuronium und besitzen vermutlich selbst neuromuskulär-blockierende Eigenschaften, was ihre Anwendung in der pharmakologischen Forschung einschränken würde. Reduktion des Caracurin-V-Ringsystems auf die wesentlichen Pharmakophorelemente könnte zu allosterisch wirksamen Verbindungen mit vernachlässigbarer muskelrelaxierender Wirkung führen. Ziel dieser Arbeit war die Synthese und pharmakologische Testung von Derivaten eines neuen, von Caracurin V abgeleiteten, heterocyclischen Ringsystems. Das neue gewünscht 6,7,14,15-Tetrahydro[1,5]diazocino[1,2-a:6,5-a]-diindole-Ringsystem(6) wurde in einer intermolekularen N-Alkylierung von zwei Molekülen Bromethylindol 5 aufgebaut. Die Ausgangsverbindung 5 konnte aus dem Indolylessigsäuremethylester 3 durch Reduktion der Estergruppe zum Alkohol und anschließende Substitution durch Brom dargestellt werden. Der bekannte Ester 3 wurde ausgehend von Tryptamin erhalten. Die dreistufige Synthese umfasste N-Dibenzylierung, Einführung der Malonestergruppe am C-2 von Indol und anschließende Demethoxycarbonylierung. Die Totalsynthese des neuen Pentacyclus ist im Schema 24 dargestellt. Die 3D-Struktur des neuen Ringgerüstes konnte mit Hilfe von NMR-Spektroskopie und semiempirischen Rechnungen (AM1) aufgeklärt werden. Verbindung 6 liegt in Lösung in einer verdrehten Wanne-Konformation mit unsymmetrisch angeordneten Seitenketten vor. Um den Einfluss der Seitenkettenlänge des neuen Ringsystems auf die allosterische Wirksamkeit zu untersuchen, war es geplannt, die Ethylamin-Gruppen durch Methylamin-Einheiten zu ersetzen. Der entsprechende Syntheseplan bestand darin, das unsubstituierte Ringsystem in einer doppelten Mannich-Reaktion zu aminomethylieren. Der Ausgangsstoff für die Dimerisierung, Bromethylindol 32, wurde aus Indol-2-carbonsäure hergestellt. Die Synthese umfasste folgende Reaktionsschritte: Reduktion der Carboxylgruppe und Benzoylierung des resultierenden Alkohols, nucleophile Substitution mit Kaliumcyanid, alkalische Hydrolyse des Cyanids zu Indolacetessigsäure, erneute Reduktion zum Alkohol und abschließende Substitution mit Brom. Da Dimerisierungsversuche von 32 nur zur Bildung des HBr-Eliminierungsproduktes 33 führten, wurde das entsprechende Tosylat als Ausgangsstoff eingesetzt. Überraschenderweise entstand nicht das erwartete Diazocinodiindol-Ringgerüst, sondern ausschließlich ein isomeres, noch nicht bekanntes 6,7,14,15-Tetrahydro-15aH-azocino[1,2-a:6,5-b]diindol-Ringsystem 35. Die Bildung des neuen unsymmetrischen Ringsystems ist auf den ambidenten Charakter des Indolylanions zurückzuführen, das entweder am Sticksoff oder an C3 alkyliert werden kann. Umsetzung von 35 nach Mannich lieferte das bisaminoalkylierte Produkt 37, neben einer kleinen Menge der monoalkylierten Verbindung 36. Die Totalsynthese des zweiten Ringsystems ist im Schema 25 dargestellt. Um potentere Verbindungen zu erhalten, wurden beide Endstufen 6 bzw. 37 mit Methyliodid zu 14 bzw. 38 quaternisiert. 37 wurde zusätzlich mit Allylgruppen zu 39 substituiert. Die pharmakologische Testung von 14, 37, und 38 erfolgte über Radioligandbindungsstudien an Membransuspensionen der Herzventrikel des Hausschweins. Der allostere Effekt der Testverbindungen wurde über die Hemmung der Dissoziation von [3H]-N-Methylscopolamin([3H]-NMS) von den damit gesättigten Rezeptoren gemessen. Die erhaltenen EC50,diss-Werte geben die Konzentration des allosteren Modulators an, bei der die [3H]-NMS-Dissoziation auf die Hälfte des Kontrollwertes reduziert ist. Sie sind ein Maß für die Affinität der Testsubstanzen zur allosterischen Bindungsstelle des M2 Rezeptors. Für die einzige Verbindung mit dem Diazocinodiindole-Ringsystem 14 wurde ein EC50,diss-Wert von 54 nM gemessen. Da 14 über vier Benzylsubstituenten verfügt, kann seine Bindungsaffinität am besten mit der von Dibenzylcaracurinium-Dibromid verglichen werden, die ganz ähnlich ist (69 nM). Aufgrund der Tatsache, dass die Verkleinerung des NSubstituenten am Caracurin-V-Gerüst zur erheblichen Steigerung der allosterischen Potenz führte, ist zu erwarten, dass der Austausch der voluminösen Benzylgruppen von 14 durch z.B. Methyl- oder Allylsubstituenten, eine deutliche Affinitätssteigerung bewirken würde. Damit scheint die allosterische Potenz des neuen Ringsystems mindestens genauso gut zu sein, wie die von Caracurin V. Die beiden Vertreter des Azocinodiindol-Ringsystems, 38 und 39, sind bereits mit den Gruppen substituiert, die die beste allosterische Potenz bei dem Caracurin-V-Ringsystem zeigten (Methyl- und Allyl). Ihre EC50,diss-Werte (35 nM für 38, 48 nM für 39) sprechen jedoch für eine ca. 4-fach schwächere Bindungsaffinität als die der entsprechenden Caracurine, was vermutlich auf einen anderen Abstand zwischen den quartären Stickstoffatomen und eine andere relative Stellung der Indolaromaten in den beiden Ringsystemen zurückzuführen ist. Anders als die entsprechenden Caracurin-V-Salze, sind 38 und 39 negativ kooperativ mit dem Antagonisten [3H]NMS. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass von den beiden neu synthetisierten heterocyclischen Ringsystemen das direkt von Caracurin V abgeleitete Tetrahydro- [1,5]diazocino[1,2-a:6,5-a]diindol eine bessere und vielversprechende Leitstruktur für die Entwicklung neuer potenter allosterischen Liganden des M2-Rezeptors darstellt. Weitere synthetische Arbeiten an dem Ringsystem wie z.B. Variation des Sticksstoffsubstituenten und der Seitenkettenlänge sollten zu einer Steigerung der Bindungsaffinität in den subnanomolaren Bereich führen. Darüber hinaus sind die Ergebnisse der pharmakologischen Testung an dem muskulären Typ des nicotinischen Acetylcholinrezeptors abzuwarten
The study deals with the area of the allosteric modulation of the muscarinic M2 receptors. The allosteric modulators have an influence on binding of orthosteric ligands (agonists and antagonists) to the classical orthosteric binding site of the muscarinic M2-receptors. The modulators are able to enhance (positive cooperativity) or decrease (negative cooperativity)the affinity of ligands to the orthosteric binding site. The allosteric binding site is located at the entrance of the receptor binding pocket. It is less conserved than the orthosteric binding site which is located in a narrow cavity created by the seven transmembrane domains. Consequently, development of subtype selective allosteric ligands is easier than subtypeselective muscarinic agonists or antagonists. Furthermore, subtype selectivity can be achieved by differently cooperative interactions between the allosteric and orthosteric ligand at different receptor subtypes. For example, the allosteric modulators that are positively cooperative with ACh at M1 receptors and neutrally cooperative at the other receptor subtypes could be beneficial for treatment of the Alzheimer’s disease. Bisquaternary analogues of the Strychnos alkaloid caracurine V are among the most potent allosteric modulators of muscarinic M2-receptors. The very rigid ring skeleton comprises the pharmacophoric elements of two positively charged nitrogens at an approximate distance of 10 surrounded by two aromatic ring systems in a distinct spatial arrangement. Owing to the close structural relationship of caracurine V salts to the strong muscle relaxants toxiferine and alcuronium, they are likely to exhibit neuromuscular blocking activity, which would limit their usefulness as research tools and make the therapeutical use impossible. Reduction of the caracurine V ring skeletons to structural features responsible for good allosteric potency could possibly lead to compounds with negligible neuromuscular blocking activity and very high affinity to the allosteric binding site at M2 receptor. Thus, the aim of this study was to synthesize and pharmacologically evaluate analogues of a novel heterocyclic ring system, which comprises the pharmacophoric elements mentioned previously. The key step of the synthesis of the desired 6,7,14,15-tetrahydro[1,5]diazocino[1,2-a:6,5-a]-diindole ring system (6) involved the intermolecular double N-alkylation of the bromoethylindole (5), which was prepared from the known indolyl methylacetate (3) by reduction of the ester group to alcohol and subsequent substitution by bromine. 3 could be prepared in three steps involving N,N-dibenzylation of tryptamine followed by introduction of the dimethyl malonate moiety at C-2 of indole ring and a subsequent demethoxycarbonylation. The total synthesis of 6,7,14,15-tetrahydro[1,5]diazocino[1,2-a:6,5-a]diindole ring system (6) is shown in Scheme 24. In order to examine the influence of the length of the side-chain on muscarinic activity,exchange of the ethylamine moieties of 14 by the methylamino groups was planned. This should be accomplished by dimerization of the unsubstituted 2-bromoethylindole (32), and subsequent Mannich aminomethylation of the resulting unsubstituted pentacyclic ring. The total synthesis of the 6,7,14,15-tetrahydro-15aH-azocino[1,2-a:6,5-b]diindole ring system(35) is shown in Scheme 25. 32 was prepared from indole-2-carboxylic acid in six steps involving reduction of the acid to the corresponding alcohol 26, benzoylation of 26 followed by nucleophilic substitution with KCN, hydrolysis of the cyanide 28 to indolyl acetic acid 29,reduction of 29 to the corresponding alcohol 30, and finally bromination of 30 to give the bromide 32. Since dimerization attempts of 32 provided only 2-vinylindole (33), the tosylate 34 was used as starting material for the intermolecular alkylation to give exclusively an isomeric pentacyclic ring system, 7,14,15-tetrahydro-15aH-azocino[1,2-a:6,5-b]diindole (35). The formation of the novel, asymmetric ring skeleton can be explained by the ambident nucleophilic character of the indolyl anion that can be alkylated either at nitrogen or at C-3 of indole ring. 35 was subjected to a Mannich reaction to give 2,13-dimethylaminoalkylated product 37 as well as small amounts of the 13-monosubstituted compound (36). The geometry of novel ring systems 6 was elucidated by means of NMR spectroscopy and semiempirical calculations. The diazocinodiindole ring skeleton of 6 exists in chloroform solution at room temperature in a twisted-boat conformation, as indicated by 600 MHz ROESY experiment, vicinal coupling constants within the eight-membered ring, and AM1 calculations. In order to obtain potent allosteric ligands, the new heterocycles 6 and 37 were quarternized with methyliodide to the corresponding ammonium salts 14 and 38, respectively. Additionally, the N,N -diallylsalts of 37 (compound 39) was prepared. The allosteric effect of 14, 38, and 39 on the dissociation of the orthosteric radioligand [3H]Nmethylscopolamine([3H]NMS) and their effects on [3H]NMS equilibrium binding were studied in homogenates of porcine heart ventricles. The concentration of an allosteric agent for a half-maximum effect on orthosteric ligand dissociation (EC50,diss) corresponds to a 50 % occupancy of the liganded receptors by the respective allosteric test compounds. Due to the presence of two benzyl groups on each nitrogen in the side chains of 14, its binding affinity can be best compared with that of N,N -dibenzylcaracurinium V dibromide (EC50,diss = 69 nM). Compound 14 exhibited the comparable affinity to N,N -dibenzylcaracurinium V dibromide with EC50,diss = 54 nM. This result suggested that replacement of the bulky benzyl groups of 14 by smaller substitutents will probably increase the allosteric potency, since dimethyl- and diallylcaracurinium salts showed a 5-fold increase of binding affinity relative to the dibenzyl analogue. Even though the new azocinodiindole ring system of 38 and 39, is not included in the caracurine V ring skeleton, it comprises the essentially pharmacophoric elements of allosteric potency. Due to the different spatial arrangements of the aromatic rings, as well as to different internitrogen distances in both ring systems, compound 38 and 39 exhibited 4-fold lower M2 binding affinity (EC50,diss = 35 and 48 nM, respectively) than the corresponding caracurine V analogues. This study deals with the synthesis of the first representative (Compound 6) of a novel pentacyclic ring system derived from caracurine V. The high allosteric potency of its dimethyl analogue reveals the [1,5]diazocino[1,2-a:6,5-a]-diindole ring system as a new promising lead structure for allosteric modulators of muscarinic M2 receptors. Future research will be focused on structural modifications of the new ring system in order to increase the affinity to the muscarinic receptors. Furthermore, the binding affinities of the new synthesized compounds to the muscle type of nicotinic ACh-receptor should reveal structural features responsible for the muscarinic/nicotinic selectivity

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Synthese und Charakterisierung allosterer Modulatoren muscarinischer Rezeptoren. Allostere Modulatoren binden an einer topographisch anderen Stelle am Rezeptor als klassische orthostere Liganden und sind so in der Lage, die Dissoziation und die Assoziation orthosterer Agonisten und Antagonisten zu beeinflussen. Die fünf Subtypen des Muscarinrezeptors M1-M5 unterscheiden sich vor allem in der Aminosäuresequenz der in den äußeren Bereichen des Rezeptorproteins vorhandenen Loops, während sie im Bereich des Rezeptorkanals, wo die orthostere Bindungsstelle lokalisiert ist, eine hohe Sequenzhomologie aufweisen. Die gemeinsame Bindungsstelle allosterer Modulatoren des M2-Rezeptors befindet sich im weniger konservierten extrazellulären Bereich. Somit sind allostere Modulatoren in der Lage, spezifisch an einen der Rezeptorsubtypen zu binden. Als Leitstruktur zum Entwurf der im Rahmen dieser Arbeit synthetisierten Verbindungen diente die Bis(ammonium)alkanverbindung W84. Über Weg A wurden Phthalsäure- bzw. Naphthalsäureanhydridderivate in einer Kondensationsreaktion mit dem entsprechenden N,N-Dimethylpropan-1,3-diaminderivat zum jeweiligen Phthalimidopropylaminderivat umgesetzt. Durch die Reaktion von zwei Äquivalenten des Amins mit einem Äquivalent 1,6-Dibromhexan wurden dann die symmetrischen W84-Derivate erhalten. Um die unsymmetrischen W84-Derivate zu erhalten, musste zunächst das jeweilige Phthalimidopropylamin einseitig durch 1,6-Dibromhexan alkyliert werden. Im letzten Schritt wurden äquimolare Mengen der alkylierten Verbindung und eines Phthalimidopropylamins umgesetzt. Da sich im Laufe der Arbeit die Methylierung an Position 2 der Propylketten als kritische Position zur Beeinflussung der Gleichgewichtsbindung herausstellte, wurden Verbindungen hergestellt, die an den Propylketten Alkylgruppen verschiedener Länge tragen. Aus diesem Grund wurde Syntheseweg B entwickelt. Zunächst wurden in mehreren Stufen, ausgehend von Malonsäurediethylester, einfach und zweifach mit Alkylgruppen substituierte 1,3-Dibrompropanderivate hergestellt. Diese wurden dann mit Kaliumphthalimid zu den jeweiligen 3-Brompropylphthalimidderivaten umgesetzt. Zwei Äquivalente dieser 3-Brompropylphthalimide reagierten mit einem Äquivalent N,N,N’,N’-Tetramethyl-1,6-hexandiamin zu den entsprechenden symmetrischen W84-Derivaten. Ein weiteres Ziel der Arbeit bestand darin, stark fluoreszierende W84-Derivate herzustellen. Die fluoreszierenden Eigenschaften N-substituierter Naphthalimide könnten zur direkten Charakterisierung allosterer Interaktionen oder zur Verfolgung des „Rezeptor-Traffickings“ mittels Fluoreszenzkorrelationsspektroskopie genutzt werden. Deshalb wurden in Position 3 und 4 des Naphthalimidringes des potentesten allosteren Modulators Aminogruppen eingeführt. Hexamethonio-Derivate beeinflussen in nennenswertem Maße bisher nur die Bindung von Antagonisten am M2-Rezeptor. Da die allostere und die orthostere Bindungsstelle räumlich nahe zusammenliegen, wurde der Versuch unternommen, einen orthosteren Agonisten und einen allosteren Modulator in einem Molekül miteinander zu verknüpfen. Es wurden zwölf Hybridmoleküle aus einem Teil des hochaffinen allosteren Modulators 3a und Derivaten des Muscarinagonisten Oxotremorin-M, verbunden durch aliphatische Spacer verschiedener Länge, hergestellt. In pharmakologischen Testungen soll aufgeklärt werden, ob es möglich ist, mit einem Agonist/Alloster-Hybridmolekül gleichzeitig die orthostere und die allostere Bindungsstelle zu besetzen. Die pharmakologische Testung der synthetisierten Verbindungen erfolgte durch Radioligandbindungsstudien. Der allostere Effekt der Testsubstanzen wurde indirekt über die Verzögerung der Dissoziation des radioaktiv markierten orthosteren Antagonisten [3H]N-Methylscopolamin bestimmt. Alle bisquartären Testverbindungen weisen deutlich höhere Affinitätswerte als die Leitstruktur W84 auf. Die 1,8-Naphthalimid-substituierten Verbindungen mit gleichzeitiger zweifacher Methylierung erwiesen sich als hochaffin und zugleich positiv kooperativ. Die wirksamste Verbindung dieser Serie ist Verbindung 3a (Naphmethonium), deren Affinität zum NMS-besetzten Rezeptor im einstelligen nanomolaren Bereich liegt (pEC50 = 8.36). Somit stellt Naphmethonium den potentesten in der Literatur bekannten allosteren Modulator des M2 Rezeptors dar. Mittels QSAR-Analysen wurden die ermittelten Affinitäten zum freien und zum NMS-besetzten Rezeptor in Zusammenhang mit verschiedenen physikochemischen Parametern gebracht. Die Affinität zum NMS-besetzten Rezeptor der Verbindungen der Serie 2 lässt sich mit hoher Güte durch das Volumen eines lateralen N-Methylimids in Kombination mit der benachbarten Dimethylierung der Propylkette beschreiben. Somit wird deutlich, dass zur Erzielung von positiver Kooperativität die Kombination aus einem hochaffinen aromatischen Imid in direkter Nachbarschaft zu einer 2,2-Alkylpropylkette essentiell ist
The present work deals with the synthesis and characterization of allosteric modulators of muscarinic receptors. Allosteric modulators bind to a topographically different site than classical orthosteric ligands and, thus, are capable of influencing both the dissociation and the association of orthosteric agonists and antagonists. Allosteric modulators are capable of binding selectively to specific subtypes. The bis(ammonio)alkane-type compound W84 served as a lead for the compounds synthesized in this work. Via pathway A, phthalic- and naphthalic anhydride derivatives were converted with N,N-dimethylpropane-1,3-diamines to the phthalimidopropylamine derivatives. The symmetrical W84-derivatives were obtained by the conversion of two equivalents of the amine with one equivalent 1,6 dibromohexane. To obtain the non-symmetrical W84-derivatives the phthalimidopropylamines were unilaterally alkylated by 1,6-dibromohexane. In the last step equimolar amounts of the monoalkylated compound and a phthalimidopropylamine were connected. During our studies the methylation of position 2 of the propylene chains was identified as critical position for the influence on equilibrium binding. Therefore, compounds with varying alkyl substituents were synthesized. First, starting from malonic diethyl ester, 1,3-dibromo-propane derivatives carrying one or two ethyl-, propyl- or iso-butyl groups, respectively, were synthesized first. The latter were converted to the corresponding 3-bromopropylphthalimid derivatives with potassium phthalimide. In the last step two equivalents of the bromopropyl-phthalimides reacted with one equivalent tetramethyl-1,6-hexane-diamine to the symmetrical hexamethonio-derivatives. A further aim of the work was to synthesize highly fluorescent W84-derivatives. The fluorescent properties of N-substituted naphthalimides could be utilized for the direct characterization of allosteric interactions. Therefore, amino groups were introduced in positions 3 and 4 of the naphthalimide moiety. Until now, only the binding of antagonists of the M2 receptor was influenced by hexamethonio derivatives. Because of the spatial proximity of the orthosteric to the allosteric binding site it was tried to combine an agonist and an allosteric modulator in one molecule. Twelve hybride molecules consisting of a part of a highly affin allosteric modulator and of derivatives of the muscarinic agonist oxotremorine-M were synthesized. In the pharmacological evaluation it will be elucidated if it is possible for an agonist/alloster-hybride molecule to bind simultaneously to the orthosteric and the allosteric site. The pharmacological testing of the compounds was accomplished by radioligand binding studies . The allosteric effect of the compounds was determined by measurement of the inhibition of the dissociation of the radioactive marked orthosteric antagonist [3H]N-methylscopolamine. All compounds revealed higher affinitiy values than the lead structure W84. The most potent compound of that series is compound 3a (naphmethonium) that reveals an affinity to the NMS-occupied receptor in the low nanomolar range (pEC50 = 8.36). Taking all results together, the highest affinity values in combination with positive cooperativity were obtained for W84-derivatives carrying at least one naphthalimide moiety directly connected to a 2,2-dimethylpropyl chain. By the introduction of different alkyl groups in the propylene chains it was possible to verify the critical position with respect to the cooperative behaviour of W84-derivatives. QSAR-studies were performed in order to check whether the pharmacologically determined affinities to the free and to the NMS-occupied receptor can be explained by physicochemical properties of the compounds. The affinity to the NMS-occupied receptor of the compounds of series 2 can be described using the volume of one lateral N-methylimide in combination with the dimethylation of the neighbored propylene chain. Summarizing these results it can be concluded that the compounds feature a dominant side with regard to allosteric potency. To achieve positive cooperativity the combination of an affinity generating lateral aromatic imide moiety connected to a 2,2-alkylated propylene chain is essential