@phdthesis{Ramge2023,
  author    = {Ramge, Vanessa Magali},
  title     = {Untersuchung der Genotoxizit{\"a}t von Pyrrolizidinalkaloiden \(in\) \(vitro\) am Beispiel von Riddelliin und Lasiocarpin},
  doi       = {10.25972/OPUS-31979},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-319793},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {PA sind nat{\"u}rliche Pflanzeninhaltsstoffe, die wegen ihres genotoxischen Potentials bekannt sind. Nach Applikation mikromolarer Konzentrationen k{\"o}nnen bei in vitro Untersuchungen von Leberzellen chromosomale Sch{\"a}den detektiert werden. PA stehen im Verdacht nach Aufnahme bei Menschen hepatotoxische und kanzerogene Wirkungen nach sich zu ziehen. In dieser Studie wurden Lasiocarpin und Riddelliin an der humanen Leberkarzinomzelllinie Huh6 auf Genotoxizit{\"a}t getestet. Die ausgew{\"a}hlten Methoden waren der MK-Test, der alkalische und der FPG Comet Assay und die γ-H2AX-F{\"a}rbung. In den Vorversuchen mit BaP und CPA wurde gezeigt, dass die Zellen durch Prodrugs genotoxisch gesch{\"a}digt werden. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass Riddelliin und Lasiocarpin im MK-Test eine dosisabh{\"a}ngige, genotoxische Wirkung auf die Huh6 Zellen haben. Der Einfluss von Lasiocarpin war im MK-Test im Vergleich zum Einfluss von Riddelliin bei geringerer Konzentration detektierbar. Nach einer simultanen Behandlung der Huh6 Zellen mit verschiedenen PA kann konkludiert werden, dass keine signifikante Erh{\"o}hung an DNA-Sch{\"a}den im Vergleich zu Behandlungen mit den Einzelsubstanzen festgestellt werden konnte, was m{\"o}glicherweise auf eine Ersch{\"o}pfung der metabolischen Kapazit{\"a}t der Zellen zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Insgesamt ist es den Ergebnissen zufolge wahrscheinlich, dass die Entstehung von Crosslinks durch Lasiocarpin und Riddelliin eher eine Rolle in der Genotoxizit{\"a}tsinduktion auf Huh6 Zellen spielen als oxidativer Stress. Doppelstrangbr{\"u}che konnten nicht als sicherer Induktor von Genotoxizit{\"a}t identifiziert werden. Die Besonderheiten der Stoffwechselwege einzelner PA und die Spezifizierung einzelner, f{\"u}r die Metabolisierung relevanter Enzyme sollte in Zukunft Gegenstand der Forschung sein, um die kumulativen Wirkungen von PA besser nachzuvollziehen und die f{\"u}r den Menschen entstehenden Risiken durch die Aufnahme von PA konkretisieren zu k{\"o}nnen.},
  subject      = {Pyrrolizidinalkaloide},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Nemec2023,
  author    = {Nemec, Katarina},
  title     = {Modulation of parathyroid hormone 1 receptor (PTH1R) signaling by receptor activity-modifying proteins (RAMPs)},
  doi       = {10.25972/OPUS-28858},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-288588},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {The receptor activity-modifying proteins (RAMPs) are ubiquitously expressed membrane proteins that interact with several G protein-coupled receptors (GPCRs), the largest and pharmacologically most important family of cell surface receptors. RAMPs can regulate GPCR function in terms of ligand-binding, G-protein coupling, downstream signaling, trafficking, and recycling. The integrity of their interactions translates to many physiological functions or pathological conditions. Regardless of numerous reports on its essential importance for cell biology and pivotal role in (patho-)physiology, the molecular mechanism of how RAMPs modulate GPCR activation remained largely elusive. This work presents new insights that add to the common understanding of the allosteric regulation of receptor activation and will help interpret how accessory proteins - RAMPs - modulate activation dynamics and how this affects the fundamental aspects of cellular signaling. Using a prototypical class B GPCR, the parathyroid hormone 1 receptor (PTH1R) in the form of advanced genetically encoded optical biosensors, I examined RAMP's impact on the PTH1R activation and signaling in intact cells. A panel of single-cell FRET and confocal microscopy experiments as well canonical and non-canonical functional assays were performed to get a holistic picture of the signaling initiation and transduction of that clinically and therapeutically relevant GPCR. Finally, structural modeling was performed to add molecular mechanistic details to that novel art of modulation. I describe here that RAMP2 acts as a specific allosteric modulator of PTH1R, shifting PTH1R to a unique pre-activated state that permits faster activation in a ligand-specific manner. Moreover, RAMP2 modulates PTH1R downstream signaling in an agonist-dependent manner, most notably increasing the PTH-mediated Gi3 signaling sensitivity and kinetics of cAMP accumulation. Additionally, RAMP2 increases PTH- and PTHrP-triggered β-arrestin2 recruitment to PTH1R and modulates cytosolic ERK1/2 phosphorylation. Structural homology modeling shows that structural motifs governing GPCR-RAMP interaction originate in allosteric hotspots and rationalize functional modulation. Moreover, to interpret the broader role of RAMP's modulation in GPCRs pharmacology, different fluorescent tools to investigate RAMP's spatial organization were developed, and novel conformational biosensors for class B GPCRs were engineered. Lastly, a high throughput assay is proposed and prototyped to expand the repertoire of RAMPs or other membrane protein interactors. These data uncover the critical role of RAMPs in GPCR activation and signaling and set up a novel platform for studying GPCR modulation. Furthermore, these insights may provide a new venue for precise modulation of GPCR function and advanced drug design.},
  subject      = {G-Protein gekoppelter Rezeptor},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Eppli2023,
  author    = {Eppli, Nenad},
  title     = {Untersuchung des Einflusses der ERK1/2-Autophosphorylierung an Threonin 188 auf Mausherzen mittels transgener M{\"a}use mit ubiquit{\"a}rer {\"U}berexpression von ERK2\(^{T188D}\)},
  doi       = {10.25972/OPUS-21655},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-216558},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Die ERK2Thr188-Autophosphoylierung stellt einen regulatorischen Signalweg dar, der infolge einer hypertrophen Stimulation die kardiale Hypertrophie beg{\"u}nstigt. Eine Hemmung dieser Phosphorylierung in Kardiomyozyten verhindert die Ausbildung der kardialen Hypertrophie ohne Beeinflussung der kardioprotektiven Funktionen von ERK1/2. Demgegen{\"u}ber f{\"u}hrt die dauerhafte Simulation zu einem gain-of-function-Ph{\"a}notypen mit ausgepr{\"a}gter Hypertophie, Fibrose und einer reduzierten Herzfunktion. In dieser Arbeit wurde die dauerhafte Simulation ERK2Thr188-Phosphorylierung (T188D) in einem Mausmodell mit ubiquit{\"a}rer Expression dieser Mutation untersucht. Dabei konnte gezeigt werden, dass sich nach Stimulation durch TAC in diesen Tieren ein etwas st{\"a}rkerer hypertropher Ph{\"a}notyp mit vergr{\"o}ßerten Kardiomyozyten, gesteigerter interstitieller Fibrosierung und reduzierter Herzfunktion ausbildet als in M{\"a}usen mit kardiomyozyten-spezifischer {\"U}berexpression diese Mutante. In Fibroblasten- und VSMC-Zelllinien wurde eine gesteigerte Proliferation der T188D-{\"u}berexprimierenden Zellen im Vergleich zu Kontrollen festgestellt. Somit scheint die ERK2Thr188-Phosphorylierung auch in kardialen Nicht-Myozyten einen maladaptiven Einfluss auf das Herz auszu{\"u}ben.},
  subject      = {Herzhypertrophie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Zink2023,
  author    = {Zink, Christoph},
  title     = {Biochemische und strukturbiologische Charakterisierung der Inhibition der Pyridoxal 5´-Phosphat Phosphatase durch 7,8-Dihydroxyflavon},
  doi       = {10.25972/OPUS-25151},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-251511},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Die Pyridoxal-5'-Phosphat Phosphatase (PDXP), auch bekannt als Chronophin (CIN), ist eine HAD-Phosphatase, die beim Menschen ubiquit{\"a}r exprimiert wird und eine entscheidende Rolle im zellul{\"a}ren Vitamin-B6-Metabolismus einnimmt. PDXP ist in der Lage Pyridoxal-5'-Phosphat (PLP), die co-enzymatisch aktive Form von Vitamin B6, zu dephosphorylieren. In-vivo Studien mit M{\"a}usen zeigten, dass die Abwesenheit von PDXP mit verbesserten kognitiven Leistungen und einem verringerten Wachstum von Hirntumoren assoziiert ist. Dies begr{\"u}ndet die gezielte Suche nach einem pharmakologischen Inhibitor f{\"u}r PDXP. Ein Hochdurchsatz-Screen legte nahe, dass 7,8-Dihydroxyflavon (7,8-DHF) hierf{\"u}r ein potenzieller Kandidat ist. Zahlreiche Studien beschreiben bereits vielf{\"a}ltige positive neurologische Effekte nach in-vivo Administration von 7,8-DHF, allerdings bleibt der genaue Wirkmechanismus umstritten und wird bis dato nicht mit PDXP in Zusammenhang gebracht. Ziel dieser Arbeit ist es, die Inhibition von PDXP durch 7,8-DHF n{\"a}her zu charakterisieren und damit einen Beitrag zur Beantwortung der Frage zu leisten, ob PDXP an den 7,8-DHF-induzierten Effekten beteiligt ist. Hierzu wurde der Effekt von 7,8-DHF auf die enzymatische Aktivit{\"a}t von rekombinant hergestelltem, gereinigtem PDXP in in-vitro Phosphatase-Assays charakterisiert. Um die Selektivit{\"a}t von 7,8-DHF gegen{\"u}ber PDXP zu untersuchen, wurden f{\"u}nf weitere HAD-Phosphatasen getestet. Unter den analysierten Phosphatasen zeigte einzig die dem PDXP nah verwandte Phosphoglykolat Phosphatase (PGP) eine geringer ausgepr{\"a}gte Sensitivit{\"a}t gegen 7,8-DHF. Ein Vergleich von 7,8-DHF mit sechs strukturell verwandten, hydroxylierten Flavonen zeigte, dass 7,8-DHF unter den getesteten Substanzen die h{\"o}chste Potenz und Effektivit{\"a}t aufwies. Außerdem wurde eine Co-Kristallisation von PDXP mit 7,8-DHF durchgef{\"u}hrt, deren Struktur bis zu einer Aufl{\"o}sung von 2,0 {\AA} verfeinert werden konnte. Die in der Kristallstruktur identifizierte Bindungsstelle von 7,8-DHF an PDXP wurde mittels verschiedener, neu generierter PDXP-Mutanten enzymkinetisch best{\"a}tigt. Zusammenfassend zeigen die hier beschriebenen Ergebnisse, dass 7,8-DHF ein direkter, selektiver und vorwiegend kompetitiver Inhibitor der PDXP-Aktivit{\"a}t ist, mit einer IC50 im submikromolaren Bereich. Die Ergebnisse dieser in-vitro Untersuchungen motivieren zu weiterer Forschung bez{\"u}glich der 7,8-DHF-vermittelten Inhibition der PDXP-Aktivit{\"a}t in Zellen, um die Frage beantworten zu k{\"o}nnen, ob PDXP auch in-vivo ein relevantes Target f{\"u}r 7,8-DHF darstellt.},
  subject      = {Pyridoxalphosphat},
  language  = {de}
}
@article{NwoghaAbtewRaveendranetal.2023,
  author    = {Nwogha, Jeremiah S. and Abtew, Wosene G. and Raveendran, Muthurajan and Oselebe, Happiness O. and Obidiegwu, Jude E. and Chilaka, Cynthia A. and Amirtham, Damodarasamy D.},
  title     = {Role of non-structural sugar metabolism in regulating tuber dormancy in white yam (Dioscorea rotundata)},
  series = {Agriculture},
  volume    = {13},
  journal   = {Agriculture},
  number    = {2},
  issn      = {2077-0472},
  doi       = {10.3390/agriculture13020343},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-304486},
  year      = {2023},
  abstract  = {Changes in sugar composition occur continuously in plant tissues at different developmental stages. Tuber dormancy induction, stability, and breaking are very critical developmental transitions in yam crop production. Prolonged tuber dormancy after physiological maturity has constituted a great challenge in yam genetic improvement and productivity. In the present study, biochemical profiling of non-structural sugar in yam tubers during dormancy was performed to determine the role of non-structural sugar in yam tuber dormancy regulation. Two genotypes of the white yam species, one local genotype (Obiaoturugo) and one improved genotype (TDr1100873), were used for this study. Tubers were sampled at 42, 56, 87, 101, 115, and 143 days after physiological maturity (DAPM). Obiaoturugo exhibited a short dormant phenotype and sprouted at 101-DAPM, whereas TDr1100873 exhibited a long dormant phenotype and sprouted at 143-DAPM. Significant metabolic changes were observed in non-structural sugar parameters, dry matter, and moisture content in Obiaoturugo from 56-DAPM, whereas in TDr1100873, significant metabolic changes were observed from 101-DAPM. It was observed that the onset of these metabolic changes occurred at a point when the tubers of both genotypes exhibited a dry matter content of 60\%, indicating that a dry matter content of 60\% might be a critical threshold for white yam tuber sprouting. Non-reducing sugars increased by 9-10-fold during sprouting in both genotypes, which indicates their key role in tuber dormancy regulation in white yam. This result implicates that some key sugar metabolites can be targeted for dormancy manipulation of the yam crop.},
  language  = {en}
}
@article{HadiBankogluStopper2023,
  author    = {Hadi, Naji Said Aboud and Bankoglu, Ezgi Eyluel and Stopper, Helga},
  title     = {Genotoxicity of pyrrolizidine alkaloids in metabolically inactive human cervical cancer HeLa cells co-cultured with human hepatoma HepG2 cells},
  series = {Archives of Toxicology},
  volume    = {97},
  journal   = {Archives of Toxicology},
  number    = {1},
  doi       = {10.1007/s00204-022-03394-z},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-324708},
  pages     = {295-306},
  year      = {2023},
  abstract  = {Pyrrolizidine alkaloids (PAs) are secondary plant metabolites, which can be found as contaminant in various foods and herbal products. Several PAs can cause hepatotoxicity and liver cancer via damaging hepatic sinusoidal endothelial cells (HSECs) after hepatic metabolization. HSECs themselves do not express the required metabolic enzymes for activation of PAs. Here we applied a co-culture model to mimic the in vivo hepatic environment and to study PA-induced effects on not metabolically active neighbour cells. In this co-culture model, bioactivation of PA was enabled by metabolically capable human hepatoma cells HepG2, which excrete the toxic and mutagenic pyrrole metabolites. The human cervical epithelial HeLa cells tagged with H2B-GFP were utilized as non-metabolically active neighbours because they can be identified easily based on their green fluorescence in the co-culture. The PAs europine, riddelliine and lasiocarpine induced micronuclei in HepG2 cells, and in HeLa H2B-GFP cells co-cultured with HepG2 cells, but not in HeLa H2B-GFP cells cultured alone. Metabolic inhibition of cytochrome P450 enzymes with ketoconazole abrogated micronucleus formation. The efflux transporter inhibitors verapamil and benzbromarone reduced micronucleus formation in the co-culture model. Furthermore, mitotic disturbances as an additional genotoxic mechanism of action were observed in HepG2 cells and in HeLa H2B-GFP cells co-cultured with HepG2 cells, but not in HeLa H2B-GFP cells cultured alone. Overall, we were able to show that PAs were activated by HepG2 cells and the metabolites induced genomic damage in co-cultured HeLa cells.},
  language  = {en}
}
@article{SchanbacherHermannsLorenzetal.2023,
  author    = {Schanbacher, Constanze and Hermanns, Heike M. and Lorenz, Kristina and Wajant, Harald and Lang, Isabell},
  title     = {Complement 1q/tumor necrosis factor-related proteins (CTRPs): structure, receptors and signaling},
  series = {Biomedicines},
  volume    = {11},
  journal   = {Biomedicines},
  number    = {2},
  issn      = {2227-9059},
  doi       = {10.3390/biomedicines11020559},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-304136},
  year      = {2023},
  abstract  = {Adiponectin and the other 15 members of the complement 1q (C1q)/tumor necrosis factor (TNF)-related protein (CTRP) family are secreted proteins composed of an N-terminal variable domain followed by a stalk region and a characteristic C-terminal trimerizing globular C1q (gC1q) domain originally identified in the subunits of the complement protein C1q. We performed a basic PubMed literature search for articles mentioning the various CTRPs or their receptors in the abstract or title. In this narrative review, we briefly summarize the biology of CTRPs and focus then on the structure, receptors and major signaling pathways of CTRPs. Analyses of CTRP knockout mice and CTRP transgenic mice gave overwhelming evidence for the relevance of the anti-inflammatory and insulin-sensitizing effects of CTRPs in autoimmune diseases, obesity, atherosclerosis and cardiac dysfunction. CTRPs form homo- and heterotypic trimers and oligomers which can have different activities. The receptors of some CTRPs are unknown and some receptors are redundantly targeted by several CTRPs. The way in which CTRPs activate their receptors to trigger downstream signaling pathways is largely unknown. CTRPs and their receptors are considered as promising therapeutic targets but their translational usage is still hampered by the limited knowledge of CTRP redundancy and CTRP signal transduction.},
  language  = {en}
}
@article{RebsStreckfussBoemeke2023,
  author    = {Rebs, Sabine and Streckfuss-B{\"o}meke, Katrin},
  title     = {How can we use stem cell-derived cardiomyocytes to understand the involvement of energetic metabolism in alterations of cardiac function?},
  series = {Frontiers in Molecular Medicine},
  volume    = {3},
  journal   = {Frontiers in Molecular Medicine},
  doi       = {10.3389/fmmed.2023.1222986},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-327344},
  year      = {2023},
  abstract  = {Mutations in the mitochondrial-DNA or mitochondria related nuclear-encoded-DNA lead to various multisystemic disorders collectively termed mitochondrial diseases. One in three cases of mitochondrial disease affects the heart muscle, which is called mitochondrial cardiomyopathy (MCM) and is associated with hypertrophic, dilated, and noncompact cardiomyopathy. The heart is an organ with high energy demand, and mitochondria occupy 30\%-40\% of its cardiomyocyte-cell volume. Mitochondrial dysfunction leads to energy depletion and has detrimental effects on cardiac performance. However, disease development and progression in the context of mitochondrial and nuclear DNA mutations, remains incompletely understood. The system of induced pluripotent stem cell (iPSC)-derived cardiomyocytes (CM) is an excellent platform to study MCM since the unique genetic identity to their donors enables a robust recapitulation of the predicted phenotypes in a dish on a patient-specific level. Here, we focus on recent insights into MCM studied by patient-specific iPSC-CM and further discuss research gaps and advances in metabolic maturation of iPSC-CM, which is crucial for the study of mitochondrial dysfunction and to develop novel therapeutic strategies.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Horn2024,
  author    = {Horn, Daniela},
  title     = {Kardiotoxizit{\"a}t von CTRPs und das Vorkommen der CTRP-Rezeptoren in Kardiomyozyten},
  doi       = {10.25972/OPUS-34902},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-349029},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {Die C1q/tumor necrosis factor-related proteins (CTRPs) sind eine Ligandenfamilie aus sezernierten Plasmaproteinen, welche sich in ihrem Grundbauplan {\"a}hneln. Daten aus der Literatur deuten darauf hin, dass sie zum Teil positive Effekte auf den Stoffwechsel und das Herz-Kreislaufsystem besitzen und somit eine m{\"o}gliche therapeutische Zielstruktur darstellen. W{\"a}hrend f{\"u}r manche CTRPs bereits Rezeptoren identifiziert werden konnten, ist f{\"u}r andere immer noch nicht gekl{\"a}rt, an welche Rezeptoren sie binden oder {\"u}ber welche sie diese Wirkungen erzielen. Um die CTRPs zuk{\"u}nftig therapeutisch nutzen zu k{\"o}nnen, muss die Wirkung der CTRPs auf verschiedene Zellen weiter analysiert werden. Daf{\"u}r wurden in dieser Arbeit Zellen, auf die Expression bereits bekannter CTRP-Rezeptoren hin, untersucht. Des Weiteren wurden die durch CTRP2, CTRP3, CTRP4, CTRP9A, CTRP10, CTRP11, CTRP13 und CTRP14 induzierten {\"A}nderungen in der ATP- und Laktatproduktion als Surrogatparameter f{\"u}r Kardiotoxizit{\"a}t in den Kardiomyozytenzelllinien H9c2 und AC16 getestet, um potenziell kardiotoxische Wirkungen fr{\"u}hzeitig erkennen zu k{\"o}nnen. Es konnte gezeigt werden, dass die CTRPs sicher f{\"u}r Kardiomyozyten zu sein scheinen, was eine wichtige Grundlage f{\"u}r die therapeutische Nutzbarkeit darstellt.},
  subject      = {Herzmuskelzelle},
  language  = {de}
}
@article{EberlRebsHoppeetal.2024,
  author    = {Eberl, Hanna and Rebs, Sabine and Hoppe, Stefanie and Sedaghat-Hamedani, Farbod and Kayvanpour, Elham and Meder, Benjamin and Streckfuss-B{\"o}meke, Katrin},
  title     = {Generation of an RBM20-mutation-associated left-ventricular non-compaction cardiomyopathy iPSC line (UMGi255-A) into a DCM genetic background to investigate monogenetic cardiomyopathies},
  series = {Stem Cell Research},
  volume    = {74},
  journal   = {Stem Cell Research},
  issn      = {1873-5061},
  doi       = {10.1016/j.scr.2023.103290},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-350565},
  year      = {2024},
  abstract  = {RBM20 mutations account for 3 \% of genetic cardiomypathies and manifest with high penetrance and arrhythmogenic effects. Numerous mutations in the conserved RS domain have been described as causing dilated cardiomyopathy (DCM), whereas a particular mutation (p.R634L) drives development of a different cardiac phenotype: left-ventricular non-compaction cardiomyopathy. We generated a mutation-induced pluripotent stem cell (iPSC) line in which the RBM20-LVNC mutation p.R634L was introduced into a DCM patient line with rescued RBM20-p.R634W mutation. These DCM-634L-iPSC can be differentiated into functional cardiomyocytes to test whether this RBM20 mutation induces development of the LVNC phenotype within the genetic context of a DCM patient.},
  language  = {en}
}