@phdthesis{Irmer2012,
  author    = {Irmer, Andreas},
  title     = {Naturstoffe aus Zell- und Wurzelkulturen von Triphyophyllum peltatum, Experimente zur Biosynthese der Naphthylisochinolin-Alkaloide sowie Kalluskulturen und Sekund{\"a}rmetabolite aus Aloe saponaria},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-73094},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Beschrieben ist die Isolierung und Strukturaufkl{\"a}rung von Naturstoffen (Naphthochinone, dimere Naphthaline und Naphthylisochinolin-Alkaloide) aus Zell- und Wurzelkulturen von Triphyophyllum peltatum. Dar{\"u}ber hinaus wurden Experimente zur Biosynthese der Naphthylisochinolin-Alkaloide mit 13C2-markierten Vorstufen durchgef{\"u}hrt. Ebenso Bestandteil der Arbeit war die Etablierung von Kalluskulturen von Aloe saponaria, aus der ebenfalls Sekund{\"a}rmetabolite isoliert wurden.},
  subject      = {Triphyophyllum peltatum},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Knauer2011,
  author    = {Knauer, Michael},
  title     = {Aufkl{\"a}rung der Konstitution und Konfiguration von Sekund{\"a}rmetaboliten und Syntheseprodukten mittels NMR, MS, HPLC, CD und ORD sowie Beitr{\"a}ge zur Totalsynthese bioaktiver axial chiraler Naturstoffe},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-70990},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Im Laufe der Evolution entwickelten Pflanzen, Bakterien, Pilze und Tiere eine Vielzahl von Signal-, Boten- und Abwehrstoffen. Diese f{\"u}r die Organismen oft lebensnotwendigen Sekund{\"a}rmetabolite werden von den jeweiligen Produzenten oft sehr effizient und teilweise auch hoch stereoselektiv produziert. Die Effizienz und Selektivit{\"a}t, mit denen diese Stoffe mit den in der Natur zur Verf{\"u}gung stehenden biosynthetischen Mitteln hergestellt werden, ist f{\"u}r Chemiker im Labor, trotz eines breiten Methodenrepertoires, eine große Herausforderung und oft gelingt die Laborsynthese nur {\"u}ber viele Stufen sowie in geringen Ausbeuten und/oder mit schlechten Enantio- oder Diastereoselektivit{\"a}ten. Daher wird in der chemischen Synthese immer wieder die Neuentwicklung und Erweiterung von Methoden vorangetrieben. Neben der Synthese im Labor ist auch die Untersuchung von Biosynthesewegen sowie die Charakterisierung der daf{\"u}r verantwortlichen Enzyme ein interessantes Forschungsgebiet, um von der Natur zu lernen und diese Erkenntnisse f{\"u}r die Entwicklung neuer Synthesestrategien und Methoden zu nutzen. Viele der bislang isolierten Verbindungen zeigen neben den f{\"u}r die produzierenden Organismen wichtigen Wirkungen auch Aktivit{\"a}ten gegen f{\"u}r Menschen gef{\"a}hrliche Krankheitserreger. Daher ist die Isolierung und Strukturaufkl{\"a}rung neuer bioaktiver Naturstoffe als Leitstrukturen f{\"u}r neue Medikamente ein lohnendes Ziel f{\"u}r Wissenschaftler. In den letzten Jahren wurden aber immer h{\"a}ufiger bereits bekannte Verbindungen isoliert. Zur Vermeidung solcher Mehrfachisolierung werden auch die analytischen Methoden zur Identifikation und Strukturaufkl{\"a}rung stetig verbessert Einen wichtigen Stellenwert hat hierbei die Kopplung von Messger{\"a}ten wie z.B. MS oder NMR mit chromatographischen Anlagen wie GC, HPLC oder UPLC eingenommen. Die Kombination von Fl{\"u}ssigchromatographie-Anlagen mit chiroptischen Detektoren wie CD-Spektrometern erlaubt hierbei manchmal sogar die Zuordnung von Absolutkonfigurationen direkt aus dem Rohextrakt. Ziel der vorliegenden Arbeit war einerseits die Anwendung neuer Methoden bei der Entwicklung von Syntheserouten zu axialchiralen Naturstoffen und andererseits die Aufkl{\"a}rung der Konstitution und Konfiguration von Naturstoffen und synthetischen Verbindungen sowie die Untersuchung von Biosyntheseintermediaten.},
  subject      = {Totalsynthese},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Derrer2010,
  author    = {Derrer, Bianca},
  title     = {Charakterisierung der Vitamin B6 Synthese und des Shikimatsyntheseweges im Malariaerreger Plasmodium ssp.},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-51456},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Malaria ist eine schwerwiegende Krankheit, die j{\"a}hrlich {\"u}ber eine Million Menschen t{\"o}tet. Die zunehmende Resistenzbildung gegen{\"u}ber den verwendeten Medikamenten macht die Entwicklung neuer Antimalariamittel dringend notwendig. Daher sind die Vitamin B6 Synthese und der Shikimatweg von besonderem Interesse, da diese beiden Synthesewege nur im Parasiten und nicht im Menschen vorkommen. Unter der Voraussetzung, dass diese essentiell f{\"u}r den Parasiten sind, b{\"o}ten sie ideale Ansatzpunkte zur Entwicklung neuer Antimalariamittel. Voraus gegangene Studien haben gezeigt, dass Plasmodium falciparum in der Lage ist, PLP de novo mittels eines bifunktionalen Enzymkomplex, bestehend aus den Proteinen Pdx1 und Pdx2, zu synthetisieren. Pdx1 stellt dabei die eigentliche Synthase dar, w{\"a}hrend Pdx2 als Glutaminase-Partner das ben{\"o}tigte Ammoniumion f{\"u}r den heterocyclen Ring bereitstellt. Zus{\"a}tzlich dazu verf{\"u}gt der Parasit auch {\"u}ber einen salvage pathway um PLP zu „recyclen", in dem der Pyridoxalkinase PdxK eine Schl{\"u}sselfunktion zuf{\"a}llt. Knockout Studien der pdx1 im Mausmalariasystem P. berghei haben gezeigt, dass PbPdx1 f{\"u}r eine optimale Entwicklung der Blutstadien ben{\"o}tigt wird, nicht jedoch f{\"u}r deren {\"U}berleben. Im Rahmen dieser Arbeit habe ich die Effekte eines pbpdxK(-) Knockouts in demselben System untersucht. Es konnte eine monoklonale Knockoutlinie generiert werden, was zeigte, dass PbPdxK nicht essentiell f{\"u}r das {\"U}berleben des Parasiten in den Blutstadien ist. Die Entwicklung w{\"a}hrend des Blutstadiums war von dem pbpdxK(-) Knockout nicht betroffen. Allerdings zeigte sich im Moskitostadium eine drastische Reduktion der Sporozoitenzahl sowohl in den Mitteld{\"a}rmen als auch in den Speicheldr{\"u}sen. Dieses Ergebnis legt nahe, dass PbPdxK essentiell f{\"u}r das {\"U}berleben der Sporozoiten ist. Daneben wurde versucht, die Gene pfpdx1, pfpdx2 sowie pfpdxK in P. falciparum 3D7 durch Verwendung der single cross over Strategie auszuschalten. Es konnte jedoch f{\"u}r keines der genannten Konstrukte eine Integration in die jeweiligen Genloci anhand von PCR-Analysen nachgewiesen werden. Ebenso scheiterte der Versuch, durch Rekombination eines komplement{\"a}ren Genabschnitts die Funktion des Gens zu rekonstituieren. Daher bleibt es unklar, ob pfpdx1, pfpdx2 und pfpdxK durch Knockout Strategien auszuschalten sind oder nur f{\"u}r Genmanipulationen nicht zug{\"a}nglich sind. Die Kultivierung von P. falciparum 3D7 Parasiten in Vitamin B6 depletiertem Medium hatte keinen Effekt auf deren Wachstum. Eine anschließende Analyse der Proteinextrakte zeigte eine erh{\"o}hte Expression der PfPdxK, w{\"a}hrend sich das Expressionslevel der PfPdx1 nicht ver{\"a}nderte. Es scheint, dass der Parasit in der Lage ist Vitamin B6 Mangel durch vermehrte Nutzung des salvage pathways vollst{\"a}ndig zu kompensieren. Fr{\"u}here Arbeiten zeigten, dass der C-Terminus der Pdx1 in die Aktivit{\"a}t des PLP Synthasekomplexes involviert ist. Aus diesem Grund wurden verschiedene C-terminale Deletionsmutanten der PfPdx1 konstruiert und dabei bis zu 30 Aminos{\"a}uren entfernt. Diese Analysen ergaben, dass der C-Terminus vier verschiedene Funktionen besitzt: das Assembly der Pdx1 Untereinheiten zum Dodekamer, die Bindung des Pentosesubstrats Ribose 5-Phosphat, die Bildung des Intermediats I320 und schließlich die PLP Synthese. Diese unterschiedlichen Funktionen wurden durch verschiedene Deletionsvarianten identifiziert. Dar{\"u}ber hinaus waren alle Deletionsvarianten in der Lage, die Glutaminase Pdx2 zu aktivieren, was zeigt, dass das Dodekamer nicht Vorraussetzung f{\"u}r die Glutaminaseaktivit{\"a}t ist. Aufgrund der geringen PLP Syntheseaktivit{\"a}t in vitro wurde vermutet, dass der PfPdx1/PfPdx2 Komplex durch einen zus{\"a}tzlichen Faktor aktiviert wird. Daher wurde versucht, mittels Yeast 2-Hybrid, basierend auf einer PCR-amplifizierten P. falciparum 3D7 cDNA-Bibliothek als bait und PfPdx1 als prey, einen Interaktionspartner zu identifizieren. Mehrere Klone wurden gewonnen, die alle einen Bereich des Mal13P1.540, einem putativen Hsp70 Proteins, enthielten. Jedoch scheiterten alle Versuche, die Protein-Protein-Interaktion mit rekombinant exprimierten Protein zu best{\"a}tigen. Ebenso war es nicht m{\"o}glich, das vollst{\"a}ndige Mal13P1.540 rekombinant zu exprimieren sowie dessen Lokalisation in vivo zu bestimmen. Daher bleibt die Interaktion von PfPdx1 und Mal13P1.540 ungekl{\"a}rt. Neben der Vitamin B6 Biosynthese konnten auch einige Gene des Shikimatweges in Plasmodium identifiziert werden. In P. berghei konnten der C-terminale Teil der 3-Dehydroquinatsynthase (2) sowie die Shikimatkinase (5) und die 5-Enoylpyruvylshikimat 3-Phosphatsynthase (6) in einem open reading frame (ORF) identifiziert werden, der dieselbe genetische Organisation aufweisen wie der Arom-Komplex der Hefen. Mit Hilfe eines Komplementationsassay wurde die Funktionalit{\"a}t dieses ORFs {\"u}berpr{\"u}ft. Dazu wurden S. cerevisiae BY4741Δaro1, ein Hefestamm ohne funktionalen Arom-Komplex, mit dem Pb2_6_5_ABC Fragment transformiert. Die so transformierten Hefen waren nicht in der Lage, auf Mangelplatten ohne aromatische Aminos{\"a}uren zu wachsen, was zeigte, dass das Pb2_6_5_ABC Konstrukt den BY4741Δaro1 Ph{\"a}notyp nicht komplementieren konnte. Der Versuch, mit Hilfe des Baculovirussytems rekombiant exprimiertes Protein zu erhalten, verlief erfolglos. Ebenso war es nicht m{\"o}glich, Teile des Proteins f{\"u}r Immunisierungen zu exprimieren. Daher bleibt die Funktionalit{\"a}t des Pb2_6_5_ABC Konstruktes ungekl{\"a}rt.},
  subject      = {Plasmodium falciparum},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Gulder2008,
  author    = {Gulder, Tobias Alexander Marius},
  title     = {Neue bioaktive Naturstoffe : Strukturaufkl{\"a}rung, Biosynthese und Synthese sowie stereochemische Analyse von Naturstoffen und synthetischen Verbindungen durch HPLC-CD},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-26789},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Die Natur entwickelte im Laufe der Evolution eine unvorstellbare Vielfalt an unterschiedlichsten Lebewesen. Viele diese Organismen besitzen die F{\"a}higkeit, biologisch aktive Sekund{\"a}rstoffe zu produzieren, die ihnen im t{\"a}glichen {\"U}berlebenskampf einen Vorteil gegen{\"u}ber ihren Konkurrenten bieten. Die Effizienz, mit der solche Naturstoffe in lebenden Organismen biosynthetisch dargestellt werden, wurde von der organisch-chemischen Synthese bislang nicht ann{\"a}hernd erreicht. Die Untersuchung von Biosynthese-Routen verspricht daher nicht nur die Entdeckung wissenschaftlich interessanter Ph{\"a}nomene, sondern bietet zudem die Chance, von der Natur zu lernen. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen dabei deutlich, dass sowohl die genaue Analyse des Aufbaus bereits lange bekannter Metabolite, wie z.B. des Furanonaphthochinons I (FNQ I) oder des Chrysophanols, als auch die Untersuchung der Biosynthese strukturell neuartiger Sekund{\"a}rstoffe, wie etwa des Sorbicillactons A, von großem Interesse sein k{\"o}nnen. Die gewonnenen Informationen k{\"o}nnen dann zur optimierten biotechnologischen oder synthetischen Produktion viel versprechender bioaktiver Substanzen genutzt werden. Auch die Gewinnung neuer Substanzen aus der Natur, z.B. als Leitstrukturen f{\"u}r die Pharma-Forschung, ist ein lohnendes Ziel. Eine stete Verbesserung der Methoden zur Charakterisierung von Naturstoffen, z.B. unter Anwendung von Online-Analyse-Verfahren, hilft dabei, die gezielte Entdeckung noch unbekannter Metabolite schneller und einfacher zu gestalten. F{\"u}r die Aufkl{\"a}rung der Konstitution von Substanzen n{\"u}tzlich ist hier vor allem die Kopplung von HPLC mit NMR und MS, wie beispielsweise im Rahmen der Identifizierung von Secohyperforin und neuer mariner Macrolactame gezeigt. Die Kombination von HPLC mit CD bietet zudem die Chance zur effizienten Aufkl{\"a}rung der absoluten Stereostruktur chiraler Verbindungen direkt am Peak im Chromatogramm. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Isolierung, die biosynthetische und strukturelle Charakterisierung sowie die Produktion bioaktiver Sekund{\"a}rstoffe unter Anwendung und Weiterentwicklung unterschiedlichster Konzepte und Methoden der Naturstoffchemie. Die vielf{\"a}ltigen Ergebnisse sind das Resultat von interdisziplin{\"a}ren Kooperationen innerhalb des SPP 1152 (DFG Schwerpunktprojekts 'Evolution metabolischer Diversit{\"a}t') und des vom BMBF gef{\"o}rderten Exzellenzzentrums BIOTECmarin ('Nachhaltige Nutzung mariner Schw{\"a}mme').},
  subject      = {Naturstoff},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Ruedenauer2008,
  author    = {R{\"u}denauer, Stefan},
  title     = {Naphthylisochinolin-Alkaloide : Totalsynthese und Biosyntheseuntersuchungen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-27997},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {No abstract available},
  subject      = {Naphthylisochinolinalkaloide},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Sauer2006,
  author    = {Sauer, Elizabeta},
  title     = {NAD+-Abh{\"a}ngigkeit bei Pasteurellaceae : Charakterisierung der Nikotinamid-Ribosid-Aufnahme bei Haemophilus influenzae},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-22190},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Haemophilus influenzae ist ein fakultativ anaerobes, Gram-negatives Bakterium aus der Familie der Pasteurellacaea. Das physiologische Merkmal von H. influenzae ist die essentielle, aber defiziente H{\"a}min- und Nikotinamid-Adenin-Dinukleotid (NAD+) Biosynthese. W{\"a}hrend H{\"a}min f{\"u}r aerobes Wachstum ben{\"o}tigt wird, ist NAD+ sowohl f{\"u}r aerobes, als auch f{\"u}r anaerobes Wachstum essentiell. Als NAD+-abh{\"a}ngiger Organismus fehlen H. influenzae die meisten Enzyme f{\"u}r die NAD+-Biosynthese. Daher kann dieses Bakterium nur eine begrenzte Anzahl an Vorl{\"a}ufermolek{\"u}len, wie NAD+(P), Nikotinamid-Mono-Nukleotid (NMN) und Nikotinamid-Ribosid (NR) aus der Umwelt zur NAD+-Synthese nutzen. Andere NAD+-unabh{\"a}ngige Pasteurellacaea-Spezies, wie Haemophilus ducreyi, Pasteurella multocida und Actinobacillus actinomycetemcomitans, k{\"o}nnen auch kein NAD+ aus der de novo Biosynthese bereitstellen, diese Arten k{\"o}nnen aber zus{\"a}tzlich auf Nikotinamid (NAm) wachsen. Die Erforschung des NAD+-Aufnahmesystems kann f{\"u}r die Entwicklung antimikrobieller Therapeutika von großem Interesse sein. Von unserer Arbeitsgruppe wurde die NAD+-Aufnahmeroute aufgekl{\"a}rt; so werden NAD+(P) und NMN von e(P4) und NadN zu NR degradiert, nachdem NAD+ und NMN durch OmpP2 in das Periplasma gelangt sind. NR wird schließlich, als einziges Substrat, durch einen putativen Transporter in das Zytoplasma aufgenommen. In dieser Arbeit wurde der putative NR-Transporter als das hypothetische Gen HI1077.1 im Genom von H. influenzae identifiziert, welches nur 13,8\% Identit{\"a}t zu Escherichia coli pnuC und 43,6\% Identit{\"a}t zu P. multocida pnuC aufwies. Es konnten zwei Sequenzierungsfehler im original-annotierten Genom von H. influenzae gefunden werden, die zu einer Leserasterverschiebung gef{\"u}hrt haben. HI1077.1 wurde zu pnuCHi reannotiert und weist nun eine 19,7\% Identit{\"a}t zu pnuCEc und 71,4\% Identit{\"a}t zu pnuCPm auf. Es wurde eine HI1077.1 Mutante konstruiert, die ein Wachstumsdefizit auf BHI-Platten bis zu einer NAD+-Konzentration von 15 mM bzw. unterhalb einer NR-Konzentration von 0,1 mM zeigte. Im Transport-Assay transportierte die HI1077.1 Mutante nur noch etwa 1\% des eingesetzten NAD+- bzw. NR-Labels. Im Rattenversuch konnte gezeigt werden, dass das in vitro nicht essentielle pnuC in vivo sehr wohl essentiell ist. Die HI1077.1 Mutante verursachte, im Gegensatz zum Wildtyp und zur pnuC-Komplementante keine Bakteri{\"a}mie mehr. Bei einer Komplementation mit NadV, kodierend f{\"u}r eine Nikotinamid-Phosphoribosyltransferase von H. ducreyi, wurde ebenfalls eine mit dem Wildtyp vergleichende Bakteri{\"a}mie verursacht. Da bisher noch keine H. influenzae Isolate bekannt sind, die nadV besitzen, w{\"u}rde sich der hier identifizierte NR-Transporter von H. influenzae gut als antimikrobielles Ziel eignen. Die Protein-Topologie von PnuC wurde hinsichtlich der Membranlokalisation analysiert und PnuC konnte als ein Transmembranprotein best{\"a}tigt werden, das in der cytosolischen Membran lokalisiert ist. Durch PhoA und LacZ Analysen konnte die Topologie von PnuC aufgekl{\"a}rt werden. Demnach besitzt PnuC acht Transmembrandom{\"a}nen (TMD), wobei die N- und C-Termini im Cytosol lokalisiert sind. Die Analyse der strukturellen Funktion ergab, dass PnuC nur eine Unterbrechung der sechs letzten C-terminalen Aminos{\"a}uren (AS) toleriert, w{\"a}hrend die Proteinfunktion durch einen fusionierten C- und N-terminaler His-Tag nur m{\"a}sig beeinflusst wird. Des Weiteren wurde die Substratspezifit{\"a}t von PnuC untersucht. Dabei zeigte sich, dass der lange geglaubte NMN-Transporter von E. coli ebenfalls als NR-Transporter fungiert. Die Substratspezifit{\"a}t wurde auch bei A. actinomycetemcomitans und P. multocida untersucht. Es konnte festgestellt werden, dass A. actinomycetemcomitans und P. multocida ebenfalls als einziges Substrat NR transportieren k{\"o}nnen, aber im Gegensatz zu H. influenzae NAD+ und NMN nicht als NR-Quellen verwerten k{\"o}nnen, was wahrscheinlich auf das Fehlen von e(P4) und NadN zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Zus{\"a}tzlich wurde in dieser Arbeit das Gen HI0308 untersucht. Um dem Aspekt der Energetisierung des PnuC-Transporters n{\"a}her zu kommen, sind die Gencluster HI1078-HI1080 und HI0164-HI0171 in die Untersuchung mit einbezogen worden. Die Na+-NQR-Oxidoreduktase wurde im Hinblick ihrer Dehydrogenase-Aktivit{\"a}t genauer charakterisiert. Die Suche nach m{\"o}glichen Inhibitoren von PnuC f{\"u}hrte zu 3-Aminopyridin-Analoga. Durch eine Mutantenanalyse konnte gezeigt werden, dass 3-AADP, 3-AAD und 3-AmPR der selben Aufnahmeroute folgen wie NADP+, NAD+ und NR, und via PnuC in die Zelle aufgenommen werden. Dar{\"u}ber hinaus konnten wir nachweisen, dass NadR aus 3-AmPR und ATP das 3-AAD synthetisiert, welches als kompetitiver Inhibitor mit NAD+ in den zellul{\"a}ren Redoxreaktionen konkurriert und dadurch den Stoffwechsel hemmt. Des Weiteren wurden mehrere spontan 3-Aminopyridin-resistente H. influenzae Mutanten isoliert.},
  subject      = {Haemophilus influenzae},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Noll2006,
  author    = {Noll, Torsten Frank},
  title     = {Aufkl{\"a}rung der Biosynthese und Faltungsmodi aromatischer Polyketide in pflanzlichen Gewebekulturen, Mikroorganismen und Insekten sowie Strukturaufkl{\"a}rung von entsprechenden Biosynthese-Intermediaten mittels HPLC-MS, NMR und CD},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-20187},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Polyketide stellen aufgrund ihrer großen strukturellen Vielfalt nach wie vor Leit- und Wirkstoffe f{\"u}r die Pharma- und Pflanzenschutzforschung in den Industriel{\"a}ndern dar und bilden außerdem eine der wichtigsten Klassen von Naturstoffen (Sekund{\"a}rmetaboliten) {\"u}berhaupt. Besonders die Biosynthese aromatischer Polyketide und die hierbei involvierten Enzyme, die Polyketidsynthasen (PKS), wurden von Biosyntheseforschern als hervorragendes Modellsystem zur Untersuchung von Struktur-Funktions-Beziehungen von Multienzymkomplexen erkannt. F{\"u}r annelierte aromatische Polyketide existiert seit dem Jahr 2001 eine biosynthetische Klassifizierung auf Metabolitebene, das sogenannte Modus-F/S-System, mit dessen Hilfe man zwischen pro- und eukaryotischen Produzenten unterscheiden kann. Die Erforschung der detaillierten Biosynthese von aromatischen Polyketiden ist somit in mehrfacher Hinsicht ein lohnendes Ziel. In der vorliegenden Dissertation sollten die Biosynthese und die Faltungsmodi ausgew{\"a}hlter aromatischer Polyketide einschließlich der Charakterisierung potentieller Vorstufen in verschiedensten biologischen Systemen untersucht werden. Die dabei gewonnenen Resultate sind das Ergebnis interdisziplin{\"a}rer Zusammenarbeit.},
  subject      = {Polyketide},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Raab2004,
  author    = {Raab, Thomas},
  title     = {Untersuchungen zur Erdbeerfruchtreifung : Biosynthese von 4-Hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanon und Enzymaktivit{\"a}ten w{\"a}hrend des Reifungsprozesses},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-8640},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {Die Fruchtreifung stellt einen hochkomplexen Prozess dar, der durch eine Reihe von biochemischen und physiologischen Ver{\"a}nderungen gekennzeichnet ist. Dies umfasst bedeutende Ver{\"a}nderungen von Textur, Farbe sowie die Bildung von geschmacks- und geruchsaktiven Verbindungen. Die vorliegende Arbeit pr{\"a}sentiert neue Erkenntnisse zur Biosynthese von 4-Hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanon (Furaneol®, HDMF), einer Schl{\"u}ssel-Aromakomponente der Erdbeere (Fragaria x ananassa). Daneben lieferten die durchgef{\"u}hrten Versuche den Nachweis einer Reihe enzymatischer Aktivit{\"a}ten in der Erdbeerfrucht und beleuchteten deren Entwicklung im Verlauf der Erdbeer-Fruchtreifung. Zum ersten Mal wurde ein Protein aus Erdbeerfr{\"u}chten isoliert, partiell sequenziert und seine Beteiligung an der enzymatischen Bildung von HDMF w{\"a}hrend der Fruchtreifung nachgewiesen.},
  subject      = {Erdbeere},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Hauck2003,
  author    = {Hauck, Tobias},
  title     = {Zuckerphosphate als Vorl{\"a}ufer von 4-Hydroxy-3(2H)-furanonen - Biochemische Transformation durch die Hefe Zygosaccharomyces rouxii und chemische Bildung unter physiologischen Bedingungen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-5871},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit werden instrumentell-analytische Studien zur enzymatischen und chemischen Bildung von 4-Hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanon (HDMF) und 4-Hydroxy-5-methyl-3(2H)-furanon (HMF) - zwei wichtigen Aromakomponenten zahl-reicher Fr{\"u}chte und verarbeiteter Lebensmittel - vorgestellt. Die Studien demonstrieren erstmals die Bildung dieser Verbindungen aus Zuckerphosphaten unter physiologischen Reaktionsbedingungen. Ein Schwerpunkt der Arbeiten lag dabei auf der Bildung von HDMF aus D-Fructose-1,6-diphosphat (Fru-1,6-dP) durch den Hefestamm Zygosaccharomyces rouxii. Der Zusatz von 1-13C-Fru-1,6-dP bzw. 13C6-D-Glucose zum N{\"a}hrmedium der Hefe Z. rouxii zeigte, dass ausschließlich exogen zugesetztes Fru-1,6-dP durch die Hefe zu HDMF transformiert wird. Untersuchungen, in denen der Einfluss verschiedener Wachstumsbedingungen auf die HDMF-Bildung durch Z. rouxii getestet wurde, zeigten bez{\"u}glich der HDMF-Bildung ein pH-Optimum bei pH 5.1 sowie eine maximale Produktivit{\"a}t der Zellen bei einer NaCl-Konzentration von 20\%. Mittels einer neu entwickelten cKZE-Methode wurde f{\"u}r durch Z. rouxii gebildetes HDMF eine Enantiomerenanreicherung von 27\%ee nachgewiesen, was eine enantioselektive Biosynthese durch Enzymsysteme der Hefe impliziert. Als Grundvoraussetzung f{\"u}r den Nachweis einer Enantiomerenanreicherung im HDMF-Molek{\"u}l stellte sich ein schwach-saurer pH-Wert des w{\"a}ssrigen Mediums heraus. Dies konnte durch Ermittlung der Tautomerisierungsgeschwindigkeit des HDMF-Molek{\"u}ls mittels 1H-NMR-Spektroskopie belegt werden. Anhand von HPLC-MS/MS-Analysen wurde die Bildung von HMF in zellfreien cytosolischen Rohproteinextrakte aus Z. rouxii, welche mit Fru-1,6-dP und Nicotinamidadenindinucleotiden (NAD, NADH, NADP, NADPH) inkubiert worden waren, nachgewiesen. In Substratstudien wurde HMF nach Applikation von Fru-1,6-dP, D-Fructose-6-phosphat, D-Glucose-6-phosphat, 6-Phosphoglucons{\"a}ure, D-Ribose-5-phosphat (Rib-5-P) und D-Ribulose-1,5-diphosphat an cytosolische Proteinextrakte nachgewiesen. Die f{\"u}r die Transformationen der Hexosephosphate zu D-Ribulose-5-phosphat (Ribu-5-P) ben{\"o}tigten Enzyme Fructose-1,6-diphosphatase, Phosphohexose-Isomerase, Glucose-6-phosphat-Dehydrogenase und 6-Phosphoglucons{\"a}ure-Dehydrogenase konnten mittels spezifischer Enzymassays in den cytosolischen Extrakten nachgewiesen werden. Gebildetes Ribu-5-P wird im Folgenden spontan in HMF umgelagert (> 1\%). Die Inkubation von Phosphoribose-Isomerase mit Rib-5-P in Gegenwart von o-Phenylendiamin (o-PD) f{\"u}hrte zur Bildung von 2-Methyl-3-(1,2-dihydroxyethyl)-quinoxalin, das anhand seiner UV-, MS- und NMR-Daten eindeutig identifiziert wurde. Daraus konnte die Bildung von 4,5-Dihydroxy-2,3-pentandion (DPD) in den Reaktionsans{\"a}tzen abgeleitet werden, was durch die Synthese der entsprechenden deuterierten bzw. unmarkierten Alditolacetat-Derivate und anschließende HRGC-MS-Analyse abgesichert wurde. Durch Inkubation von 1-13C-Ribu-5-P bzw. 5-13C-Ribu-5-P mit o-PD und HPLC-MS/MS-Analyse der entstandenen Quinoxalinderivate konnte gezeigt werden, dass die Methylgruppe des DPD-Molek{\"u}ls infolge einer nicht-enzymatischen Phosphat-Eliminierung gebildet wird. Nach Applikation von o-PD an reife Tomaten wurde mittels HPLC-MS/MS ebenfalls 2-Methyl-3-(1,2-dihydroxyethyl)-quinoxalin detektiert. Dieses Ergebnis impliziert ein genuines Vorkommen von DPD in Tomaten, in deren Aromaextrakten auch HMF nachgewiesen wurde. Somit ist in nat{\"u}rlichen Systemen ebenfalls von einer HMF-Bildung {\"u}ber diese Zwischenverbindung auszugehen. Anhand von HPLC-UV-MS/MS-Analysen wurde eine selektive Bildung von HDMF aus Fru-1,6-dP in Gegenwart von NADH unter milden Reaktionsbedingungen nachgewiesen. Durch Inkubation von 1-13C-Fru-1,6-dP mit [4R,S-2H2]-NADH und anschließender HRGC-MS-Analyse des gebildeten isotopen-markierten HDMF konnte gezeigt werden, dass HDMF infolge eines nicht-enzymatischen Hydrid-Transfers von NADH auf eine aus Fru-1,6-dP abgeleitete Zwischenverbindung gebildet wird. Das Hydrid-Ion wird hierbei selektiv auf C-5 oder C-6 des Kohlenhydratgrundger{\"u}stes des Zuckerphosphates {\"u}bertragen. Der Zusatz von o-PD und Fru-1,6-dP zum Z. rouxii-N{\"a}hrmedium und anschließende HPLC-DAD-Analyse f{\"u}hrte zur Detektion von drei Quinoxalinderivaten. Diese wurden anhand ihrer MS/MS-Daten und NMR-Spektren als phosphorylierte Quinoxalinderivate identifiziert, aus denen sich die Bildung von 2-Hexosulose-6-phosphat, 1-Deoxy-2,3-hexodiulose-6-phosphat und 1,4-Dideoxy-2,3-hexodiulose-6-phosphat in den N{\"a}hrmedien ableiten ließ. Somit gelang erstmals der Beweis der Bildung von 1-Deoxy-2,3-hexodiulose-6-phosphat im N{\"a}hrmedium, einem vielfach postulierten, aber bislang nicht nachgewiesenen Intermediat der HDMF-Bildung aus Fru-1,6-dP. Aufgrund der enantioselektiven Bildung von HDMF durch die Hefen wird daher bei der HDMF-Biosynthese durch Z. rouxii von einer Kombination aus nicht-enzymatischen Reaktionsschritten und einer durch Oxidoreduktasen der Hefezellen vermittelten Reduktion ausgegangen.},
  subject      = {Zygosaccharomyces rouxii},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Beckert2002,
  author    = {Beckert, Cornelia},
  title     = {Biosynthese, Akkumulation und Strukturen von Styrylpyronen in gametophytischen und sporophytischen Geweben von Equisetum},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-3454},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2002},
  abstract  = {Untersuchungen zur Akkumulation phenolischer Inhaltsstoffe von Equisetum an gametophytischen und unterirdisch wachsenden sporophytischen Geweben vervollst{\"a}ndigten den Kenntnisstand der phenolischen Inhaltsstoffe in dieser Gattung. In beiden Geweben konnten - wie in oberirdischen sporophytischen Geweben - Hydroxyzimts{\"a}urederivate nachgewiesen werden. Styrylpyrone und Protoflavonoide ersetzen hier die in oberirdischen sporophytischen Geweben nachgewiesenen Flavonoide. Hydroxyzimts{\"a}urederivate wurden in Prothallien aller untersuchter Arten gefunden wohingegen in Rhizomen der jeweiligen Arten einzelne Hydroxyzimts{\"a}urederivate fehlten. Die Inhaltsstoffmuster der Styrylpyrone bei verschiedenen Arten entsprachen sich weitgehend. Die sukzessive Analyse des {\"U}bergangsbereiches - unterirdisch wachsendes Rhizom zu oberirdischem Spross - zeigte einen ebenso sukzessiven Wechsel im Akkumulationsmuster. Der Gehalt l{\"o}slicher Styrylpyrone nahm - von unten nach oben betrachtet - in gleichem Maße ab, wie der Gehalt an Flavonoiden anstieg. In lokal braun pigmentierten Sprossbereichen, die vereinzelt an oberirdisch wachsenden Sporophyten auftraten, wurden neben den in Rhizomen konstitutiv akkumulierten Styrylpyronen auch, offenbar durch Verwundung induziert, Styrylpyrone detektiert. In den gr{\"u}nen, nicht pigmentierten Bereichen dieser Sprosse wurden dagegen ausschließlich Flavonoide und Hydroxyzimts{\"a}urederivate detektiert. Fluoreszenzmikroskopische Untersuchungen belegten eine vakuol{\"a}re Speicherung der l{\"o}slichen Inhaltsstoffe Styrylpyrone und Hydroxyzimts{\"a}urederivate in Rhizomen und Prothallien. Hydroxyzimts{\"a}urederivate wurden vorwiegend in zentral liegenden Rhizombereichen detektiert, w{\"a}hrend Styrylpyrone {\"u}ber den gesamten Rhizomquerschnitt verteilt sichtbar gemacht werden konnten. Folgende Styrylpyrone wurden aus Rhizomen von E. arvense isoliert und mit Hilfe spektroskopischer Methoden in ihrer Struktur aufgekl{\"a}rt: 3,4-Dihydroxy-6-(4´-hydroxy-E-styryl)-2-pyron-3-O-ß-D-glucopyranosid und 3,4-Dihydroxy-6-(3´-hydroxy-4´methoxy-E-styryl)-2-pyron-3-O-ß-glucopyranosid. Untersuchungen zur Biosynthese von Styrylpyronen zeigten eine enzymkatalysierte Bildung von Hispidin und Bisnoryangonin in Gametophyten verschiedener Equisetum-Arten sowie in Rhizomen und fertilen Sporophyten von E. arvense. Ebenso gelang der Nachweis der enzymatischen Glycosilierung von 3-Hydroxyhispidin zu Equisetumpyron in Gametophyten von E. arvense. Eine Styrylpyronsynthase wurde charakterisiert: Das pH-Optimum f{\"u}r die Bildung von Bisnoryangonin lag bei pH 7,5-7,8 und f{\"u}r die Bildung von Hispidin bei 6,8-7,0, jeweils in 0,5 M KPi-Puffer. Das Temperaturoptimum f{\"u}r die Bildung von Bisnoryangonin betrug 30° C bzw. 37°C f{\"u}r die Bildung von Hispidin. Die Substanzen Natriumascorbat in einer Konzentration von 20 mM, BSA (0,1 \% w/V), Dithiothreitol (2,5 mM) bzw. Mercaptoethanol (7 mM) konnten die Enzymaktivit{\"a}t deutlich steigern. Die Km\&\#64979;Werte wurden f{\"u}r die Substrate Kaffeoyl-CoA und Malonyl-CoA bei 116 µM bzw. 141 µM ermittelt. F{\"u}r die Substrate p-Cumaroyl-CoA und Malonyl-CoA lagen die Km\&\#64979;Werte bei 182 µM bzw. 238 µM. Das relative Molekulargewicht des nativen Enzyms wurde mittels Gelfiltration mit 78-80 kD bestimmt. Im Rahmen der Proteinreinigung wurde eine auf chromatographischen Techniken basierende Methode entwickelt, mit der die Styrylpyronsynthase mit einem Anreicherungsfaktor von 1107 bei einer Ausbeute von 0,08 \% gereinigt werden konnte.},
  subject      = {Schachtelhalm},
  language  = {de}
}