@phdthesis{Nikolaev2005,
  author    = {Nikolaev, Viacheslav},
  title     = {Development and application of fluorescent cAMP und cGMP biosensors},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-15673},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {The cyclic nucleotides cAMP and cGMP are two ubiquitous important second messengers, which regulate diverse physiological responses from vision and memory to blood pressure and thrombus formation. They act in cells via cAMP- and cGMP-dependent protein kinases (PKA and GK), cyclic nucleotide-gated channels and Epac. Although the concept of cyclic nucleotide signalling is well developed based on classical biochemical studies, these techniques have not allowed to analyze cAMP and cGMP in live cells with high temporal and spatial resolution. In the present study fluorescence resonance energy transfer was used to develop a technique for visualization of cAMP and cGMP in live cells and in vitro by means of fluorescent biosensors. Ligand-induced conformational change in a single nucleotide-binding domain flanked with green fluorescent protein mutants was used for dynamic, highly sensitive measurements of cAMP and cGMP. Such biosensors retained binding properties and chemical specificity of unmodified domains, allowing to image cyclic nucleotides in a physiologically relevant range of concentrations. To develop cAMP-sensors, binding domains of PKA, Epac and cAMP-gated HCN-channel were used. cGMP-sensors were based on single domains of GK and phosphodiesterases (PDEs). Sensors based on Epac were used to analyze spatio-temporal dynamics of cAMP in neurons and macrophages, demonstrating that cAMP-gradients travel with a high speed (~ 40 \&\#956;m/s) throughout the entire cytosol. To understand the mechanisms of cAMP-compartmentation, kinetics properties of phosphodi-esterase (PDE2) were, next, analyzed in aldosterone producing cells. PDE2 is able to rapidly hydrolyze extensive amounts of cAMP, so that the speed of cAMP-hydrolysis is much faster than that of its synthesis, which might serve as a basis of compartmentation. cAMP-sensors were also used to develop a clinically relevant diagnostic method for reliable detection of \&\#946;1-adrenergic receptor autoantibodies in cardiac myopathy patients, which has allowed to significantly increase the sensitivity of previously developed diagnostic approaches. Conformational change in a single binding domain of GK and PDE was, next, used to create novel fluorescent biosensors for cGMP. These sensors demonstrated high spatio-temporal resolution and were applied to analyze rapid dynamics of cGMP production by soluble and particulate guanylyl cyclases as well as to image cGMP in mesangial cells. In summary, highly sensitive biosensors for cAMP and cGMP based on single cyclic nucleotide-binding domains have been developed and used in various biological and clinically relevant applications.},
  subject      = {Cyclo-AMP},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Taupp2005,
  author    = {Taupp, Marcus},
  title     = {Biotransformation von N-Alkyl- und N,N-Dialkylarylaminen durch Bacillus megaterium},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-17320},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit wurden Studien zur bakteriellen Biotransformation von N Alkyl- sowie N,N Dialkylarylaminen mit dem Ziel der arylischen Hydroxy-lierung und N-Dealkylierung durchgef{\"u}hrt. Bodenproben wurden einem Screening-Verfahren unterworfen, um selektiv nach Mikroorganismen zu suchen, die zu den genannten Biotransformationen f{\"a}hig waren. In einem Screeningverfahren wurden unter Verwendung von N-Ethyl-N methyl-anilin als Standardsubstrat aus Boden-proben Mikroorganismen isoliert und auf ihre F{\"a}higkeit zur Biotransformation {\"u}berpr{\"u}ft. Einer der isolierten St{\"a}mme setzte das zugef{\"u}hrte Substrat effizient und reproduzierbar zu drei Hauptprodukten um. Deren Strukturaufkl{\"a}rung erfolgte mittels Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS) sowie anhand ein-dimensionaler NMR-Experimente (1H-NMR und 13C-NMR). Identifiziert wurden zwei hydroxylierte Produkte, N Ethyl-N-methyl-2-aminophenol und N-Ethyl-N-methyl-4-aminophenol, ferner wurde N-Ethylanilin, das N Demethylierungsprodukt gebildet. Die Identit{\"a}ten wurden durch synthetisierte Referenzsubstanzen best{\"a}tigt. Die ph{\"a}notypische und genotypische Charakterisierung dieses Bodenisolates als Bacillus megaterium erfolgte mittels mikroskopischer und f{\"a}rbetechnischer Methoden sowie der 16S rDNA-Sequenzierung. Zur eindeutigen Zuordnung wurde eine DNA/DNA-Hybridisierung gegen{\"u}ber dem Bacillus megaterium Type-strain (DSM 32, ATCC 14581t) durchgef{\"u}hrt. In einem erweiterten Substratscreening wurden die strukturellen Voraussetzungen zur Biotransformation von N-Alkyl- und N,N Dialkylarylaminen durch Bacillus megaterium ermittelt. Ausf{\"u}hrlich sind Sub-stituenteneffekte in Bezug auf Hydroxylierung und N-Dealkylierung untersucht worden. Sperrige und r{\"a}umlich große Substrate wie N,N,N´,N´-Tetramethyl-p,p´ benzidin als auch N,N,N´,N´-Tetramethyl-p-benzidin wurden nicht hydro-xyliert; allerdings fand bei beiden Substrate eine N-Demethylierung statt, wobei das Erstere st{\"a}rker N demethyliert wurde. Der Effekt des Austausches von Stickstoff gegen Phosphor in einigen Substraten wurde ebenfalls untersucht. So kamen Dimethylphenylphosphin und Diethylphenylphosphin mit Bacillus megaterium zur Anwendung. Phosphor-haltige Substrate wurden von B. megaterium nicht umgesetzt. Durch Versuche mit verschiedenen Induktoren und Repressoren wurde die Cytochrom-P-450-Aktvit{\"a}t des isolierten Bacillus megaterium bei der Bio-transformation von N,N-Diethylanilin untersucht. Hierbei wurde gezeigt, dass durch bestimmte Barbiturate die arylische Hydroxylierung als auch die N Deethylierung gesteigert wurden. Repression der Hydroxylierungs- und N Dealkylierungsaktivit{\"a}t zeigte sich durch Metyrapon, n-Octylamin, Pyridin und Imidazol. Die von Bacillus megaterium durchgef{\"u}hrte N-Demethylierung von N,N Dimethylanilin sowie N-Ethyl-N-methylanilin wurde im Hinblick auf Formaldehydbildung untersucht. Dies erfolgte im Inkubationsmedium direkt in-situ, mittels Cysteamin-Zugabe in das Medium, mit Umsetzung zu Thiazolidin. Anhand von Inkubationsversuchen mit den stabil-isotopenmarkierten Substraten N,N-Di-(trideuteromethyl)-anilin und N-Ethyl-N (trideuteromethyl)-anilin sowie N,N-Di-[methyl-13C]-anilin und N-Ethyl-N [methyl-13C]-anilin wurde anhand der Massenspektren der gebildeten Thiazolidine eindeutig festgestellt, dass die Methylgruppe als Formaldehyd abgespalten wird. Das Potential von Bacillus megaterium zur N-Dealkylierung wurde zur mikrobiellen N Demethylierung von nat{\"u}rlichem N-Methyl-methyl-anthranilat genutzt. Dadurch wurde der nat{\"u}rliche Aromastoff Methylanthranilat gewonnen. Zur Optimierung der bakteriellen Biotransformation von N-Methyl-methyl-anthranilat zu Methylanthranilat wurden in Bezug auf Wachstumsmedium, Inkubationstemperatur, pH-Wert des Inkubationsmediums sowie Substrat-konzentration verschiedene Variationen durchgef{\"u}hrt. Die antimikrobiellen Eigenschaften von N-Methyl-methylanthranilat und Methylanthranilat gegen{\"u}ber Bacillus megaterium wurden durch Hemmhofbildung sowie der Bestimmung der Inhibierungskonzentration im Fl{\"u}ssigmedium nachgewiesen. Sowohl Substrat als auch Produkt erwiesen sich in den unterschiedlichen Tests als antibakteriell. Im Anschluß an Versuche zur Immobilisierung, die zu geringeren Ausbeuten f{\"u}hrten, erfolgten schließlich Umsetzungen im Bioreaktor. Hierbei ließen sich die bei den Sch{\"u}ttelkulturen erhaltenen Ergebnisse direkt proportional auf den Fermenter {\"u}bertragen.},
  subject      = {Bacillus megaterium},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Timmermann2005,
  author    = {Timmermann, Meike},
  title     = {Zellul{\"a}re Regulation und klinische Aspekte des monocyten-/macrophagenspezifischen Proteins CD163},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-16028},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit wurde die zellul{\"a}re Regulation des monocyten-/ macrophagenspezifischen Oberfl{\"a}chenproteins CD163 untersucht und klinische Aspekte der l{\"o}slichen Form des CD163 (sCD163) diskutiert. sCD163 wird in vivo durch einen inflammatorischen Reiz von der Zelloberfl{\"a}che abgespalten. Bislang waren jedoch noch keine Mediatoren charakterisiert worden, die immer unter Entz{\"u}ndungsbedingungen vorhanden sind. In den eigenen Untersuchungen des Shedding von CD163 konnten f{\"u}r die Generierung des sCD163 neue endogene Aktivatoren identifiziert werden. Sowohl reaktive Sauerstoffspezies, wie Wasserstoffperoxid oder Stickstoffmonoxid, als auch das Produkt von endogenen Oxidationsreaktionen mit reaktiven Sauerstoffspezies 8-iso Prostaglandin F2a erwiesen sich als potente Aktivatoren des Shedding von CD163. Neben den bekannten physiologischen Funktionen des 8-iso Prostaglandin F2a konnte erstmals eine neue Funktion bei Entz{\"u}ndungen definiert werden. Dieser Effekt wurde spezifisch durch 8-iso Prostaglandin F2a hervorgerufen, da das isomere Prostaglandin F2a unter gleichen Bedingungen keinen Einfluss auf das Shedding von CD163 aus{\"u}bte. Das Immunsuppressivum Cyclosporin A konnte ebenfalls als Induktor des Shedding von CD163 ermittelt werden. Damit konnte zus{\"a}tzlich zur bekannten immunmodulatorischen Wirkung des Cyclosporin A eine weitere antiinflammatorische Wirkung {\"u}ber Monocyten/Macrophagen aufgezeigt werden. Durch Untersuchungen der Inhibierung des Shedding von CD163 konnten Gemeinsamkeiten bez{\"u}glich der in die sCD163-Generierung involvierten Mediatoren dargestellt werden. Obwohl die untersuchten Verbindungen wahrscheinlich {\"u}ber unterschiedliche Signalwege das Shedding von CD163 induzieren, waren die Anwesenheit von reaktiven Sauerstoffspezies und intrazellul{\"a}rem Calcium und die Beteiligung einer TIMP-3-sensitiven Metalloproteinase an diesem Prozess essentiell. Bei einem Vergleich zwischen dem Shedding von CD163 und Tumor necrosis factor-a (TNF-a) ergaben sich Gemeinsamkeiten durch die Induktion des Shedding beider Verbindungen durch 8-iso Prostaglandin F2a und in sehr viel geringerem Maße durch Wasserstoffperoxid. Im Gegensatz dazu waren deutliche Unterschiede in dem Ausmaß der induzierten Stimulation des Shedding durch Stickstoffmonoxid, Prostaglandin F2a und Cyclosporin A zu erkennen. Im Hinblick auf die entgegengesetzten Wirkungen von sCD163 als antiinflammatorisch wirkende Verbindung und TNF-a als proinflammatorisches Cytokin, konnte dargestellt werden, dass die Freisetzung durch unterschiedliche Aktivatoren erfolgt. Nach Bestimmung der Konzentrationen von sCD163 und 8-iso PGF2a in bronchoalveol{\"a}rer Lavage-Fl{\"u}ssigkeit von Patienten mit Cystischer Fibrose konnten keine abschließende Aussagen {\"u}ber die Eignung beider Parameter als biologische Marker f{\"u}r chronische Entz{\"u}ndungen der Lunge bei diesen Patienten getroffen werden. Weiterf{\"u}hrend zu der Kenntnis, dass sCD163 die antiinflammatorische Wirkung {\"u}ber eine Interaktion des Proteins mit humanen T-Lymphocyten und nachfolgender Hemmung der Proliferation dieser Zellen aus{\"u}bt, wurde diese Wechselwirkung genauer untersucht. In quantitativen Bestimmungen des sCD163 in isolierten T-Lymphocyten verschiedener Spender konnte erstmals gezeigt werden, dass sCD163 zu einem Teil konstitutiv in die T-Lymphocyten aufgenommen wird und dass diese Aufnahme durch proinflammatorische Aktivierung der T-Lymphocyten stark gesteigert werden kann. Durch fluoreszenzmikroskopische Aufnahmen unstimulierter T-Lymphocyten konnte die intrazellul{\"a}re Lokalisation des sCD163 visualisiert werden. Nach Aktivierung der Zellen mit einem proinflammatorischen Reiz fand innerhalb der Zellen eine Translokalisation des sCD163 aus dem cytoplasmatischen Bereich zur Zellmembran statt. Damit konnte erstmals gezeigt werden, dass abh{\"a}ngig vom Aktivierungsstatus der T-Lymphocyten eine Umverteilung des sCD163 innerhalb der Zellen erfolgt. Eine quantitative Bestimmung des sCD163 und seines Bindungspartners in T-Lymphocyten nichtmuskul{\"a}res Myosin Typ IIA gelang mittels eines neu entwickeltem ELISA, der spezifisch sCD163 und Myosin ausschließlich im Komplex erfasst. Damit konnte durch die in dieser Arbeit beschriebenen Untersuchungen ein grundlegender Beitrag zur Charakterisierung der Regulation der Proteinexpression und des Shedding von CD163 in humanen Monocyten sowie der Interaktion des sCD163 mit T-Lymphocyten geleistet werden.},
  subject      = {Antigen CD163},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Brockmann2005,
  author    = {Brockmann, J{\"o}rg},
  title     = {Regulation G-Protein-gekoppelter Rezeptorkinasen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-15320},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {GRK2 wird an Serin29 durch PKC phosphoryliert. Die Phosphorylierung verhindert die Inhibition der GRK2 durch Calmodulin. Die Inhibition der GRK2 durch Calmodulin wird durch den N-Terminus der GRK2 vermittelt und ist auf eine gest{\"o}rte Aktivierbarkeit der GRK2 durch G-Protein beta/gamma-Untereinheiten zur{\"u}ckzuf{\"u}hren.},
  subject      = {Rezeptor-Kinasen},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kuepper2005,
  author    = {K{\"u}pper, Patrick},
  title     = {Stereoselektive Totalsynthese verschiedener Cassia- und Microcos-Piperidinderivate : Synthese des (-)-Cassins},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-15247},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Unser Ziel war es, einen neuen Zugang zu den sehr {\"a}hnlichen Cassia- und Microcos-artigen Piperidinalkaloiden zu finden. Aus dem „chiral pool" wurde der L-Zucker Rhamnose als Ausgangsmaterial gew{\"a}hlt. Diese wurde zun{\"a}chst in einen Azidoaldehyd, einem flexiblen Synthesebaustein zur Darstellung von Cassia- und Microcos-Piperidinalkaloiden, umgesetzt. Die L{\"u}cke zu den Piperidinalkaloiden wurde mit Hilfe der Tandem Wittig-[3+2]-Cycloaddition geschlossen. Das Reaktionsprodukt ist ein Triazolin, welches in einen Diazoester isomerisiert wurde. Eine nachfolgende Stickstoffextrusion ergab ein vinyloges Urethan. Mit Hilfe einer hochgradig steroselektiven katalytischen Hydrierung konnten verschiedene Homopipecolins{\"a}uremethylester erhalten werden. {\"u}ber einen identischen Weg wurden auch verschiedene Homopipecolins{\"a}uren mit Cassia- und Microcos-Grundk{\"o}rper dargestellt. Anhand eines Modellsystems wurde zun{\"a}chst das Konzept der Tandem Wittig-[3+2]-Cycloadditions-Reaktion zu einer Tandem HWE-[3+2]-Cycloadditions-Reaktion erweitert. In nur einem Ansatz gelangen so gleichzeitig der Aufbau des Piperidingrundk{\"o}rpers und das Anbringen der gew{\"u}nschten Seitenkette. Dieses neue Konzept wurde nun zur Synthese des nat{\"u}rlichen (-)-Cassins verwendet. Analog zur Tandem Wittig-[3+2]-Cycloaddition entsteht ein vinyloges Amid nach Stickstoffextrusion. Durch Hydrierung und nachfolgende Barton-McCombie Desoxygenierung wurde eine direkte Vorstufe des Cassins erhalten. Durch saure Hydrolyse konnten in einem Ansatz s{\"a}mtliche Schutzgruppen entfernt und der Naturstoff (-)-Cassin (1) erfolgreich dargestellt werden.},
  subject      = {Piperidinalkaloide},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kemmer2005,
  author    = {Kemmer, Diana},
  title     = {Nat{\"u}rliche Lebensmittelinhaltsstoffe als Liganden des Ah Rezeptors - Identifizierung und Charakterisierung von Beta-Carbolinen mit AhR Ligandenpotential mittels funktioneller Bioassays},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-15193},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit werden Studien zur Identifizierung und Charakterisierung von Lebensmittelinhaltsstoffen als nat{\"u}rliche Liganden des Ah Rezeptors („aryl hydrocarbon receptor") vorgestellt. Der Ah Rezeptor ist ein liganden-abh{\"a}ngiger Transkriptionsfaktor, der an der Expression zahlreicher Metabolismusenzyme beteiligt ist. Im Mittelpunkt unserer Untersuchungen anhand von funktionellen AhR-abh{\"a}ngigen Bioassays stand die Klasse der ß-Carboline und ihrer Derivate, deren nat{\"u}rliches Vorkommen bereits in zahlreichen Lebensmitteln und im menschlichen Organismus beschrieben ist. Die ß-Carboline wurden f{\"u}r die Untersuchung auf ihr m{\"o}gliches AhR Ligandenpotential ausgew{\"a}hlt, da sie von der Aminos{\"a}ure Tryptophan abgeleitet sind, die selbst als schwacher AhR Agonist identifiziert wurde, und weil das trizyklische 9H-Pyridol[3,4-b]-Ringsystem der ß-Carboline eine strukturelle {\"A}hnlichkeit zum prototypischen AhR Liganden 2,3,7,8-Tetrachlordibenzo-p-dioxin (TCDD) aufweist. Die Schwerpunkte der Untersuchungen zur AhR Ligandenaktivit{\"a}t von ß-Carbolinen lagen auf den Aspekten: 1) Etablierung von rekombinanten, zellbasierten funktionellen Reportergenassays; 2) Identifizierung und Charakterisierung von ß-Carbolinderivaten als Liganden des Ah Rezeptors mittels funktioneller Reportergenassays; 3) Charakterisierung mechanistischer Aspekte im AhR vermittelten Signaltransduktionsweg mittels in vitro und ex vivo Gelretardation Assays am Beispiel ausgew{\"a}hlter ß-Carbolinderivate mit AhR Ligandenaktivit{\"a}t und 4) Beschreibung der AhR Ligandenaktivit{\"a}t von Soja- und W{\"u}rzsaucen als Modellsysteme f{\"u}r komplexe nat{\"u}rliche Lebensmittel.},
  subject      = {Carbolin <beta->},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Hoerdegen2005,
  author    = {H{\"o}rdegen, Simone},
  title     = {{\"U}berlegungen zu einer sich selbst steuernden Wirbelschichtanlage},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-15166},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Eines der gr{\"o}ßten Probleme bei Granulationsprozessen in der pharmazeutischen Industrie ist die Feuchtigkeit der Prozessluft. Kann bzw. m{\"o}chte man die Luft aus {\"o}konomischen oder sonstigen Gr{\"u}nden hinsichtlich ihres absoluten Feuchtgehalts nicht konditionieren, bleibt bei hoher Luftfeuchte - wie sie z.B. beim Aufzug eines Gewitters oder bei heftigen Regenf{\"a}llen auftritt - oft nur die Option des Produktionsstillstandes. Die vorliegende Arbeit befasst sich einerseits mit der Frage, ob es m{\"o}glich ist, unabh{\"a}ngig von den Außenluftbedingungen - wie Temperatur, Druck und relative Feuchte - Granulate mit vergleichbaren Eigenschaften zu reproduzieren. Zum anderen soll gekl{\"a}rt werden, welchen Einfluss verschiedene Prozess- und Materialparameter bzw. deren Schwankungen auf das Endprodukt haben, und was dies wiederum f{\"u}r eine Automatisierung des Prozesses bzw. f{\"u}r die Anforderungen an eine Steuer- und Regelung der Herstellanlage bedeutet. Ausgehend von der Massenbilanzierung einer Wirbelschichtgranulierung wird der Einfluss verschiedener Prozess- und Materialparameter auf ein Standardgranulat untersucht. Die Ergebnisse der unterschiedlichen Versuchsreihen best{\"a}tigen einerseits die Reproduzierbarkeit von Granulateigenschaften basierend auf den Berechnungen der kritischen Spr{\"u}hrate. Andererseits zeigen sie den Einfluss verschiedener Prozess- und Materialparameter auf die Qualit{\"a}t des Endproduktes. Hieraus k{\"o}nnen wichtige Erkenntnisse f{\"u}r eine automatische Steuer- und Regelung der Herstellanlage abgeleitet und entsprechende Sollanforderungen f{\"u}r jeden einzelnen Prozessparameter sowie die {\"u}berwachenden Sensoren definiert werden. Die Berechnungen zur Machbarkeit eines Granulatansatzes sind eine wertvolle Entscheidungsgrundlage hinsichtlich der Planung einer Granulatherstellung und dienen auch f{\"u}r eine Ansatzvergr{\"o}ßerung als Kalkulationsbasis. Ebenso kann die Algorithmenabfolge der „kritischen Spr{\"u}hrate" zusammen mit den Formeln der „Berechnungen zur Machbarkeit" f{\"u}r die Anpassung der Prozessparameter an die jahres- und tageszeitlichen Schwankungen der Außenluft herangezogen werden. Wie theoretische Studien zum „Ausgleich der Außenluftbedingungen" aufzeigen, ist es mit Hilfe dieser Algorithmen m{\"o}glich, die freie Feuchte w{\"a}hrend der Spr{\"u}hphase auf ein definiertes Niveau zu bringen und dort zu halten. Dieser Anteil an {\"u}bersch{\"u}ssigem Wasser ist prim{\"a}r f{\"u}r das Kornwachstum und somit f{\"u}r die Reproduktion von Granulaten verantwortlich. Die vorliegende Arbeit stellt mit ihren theoretischen Ans{\"a}tzen einen entscheidenden Schritt hin zu einer automatisierten Wirbelschichtanlage dar. Sie zeigt Ansatzpunkte f{\"u}r ein m{\"o}gliches Vorgehen auf und liefert Hinweise f{\"u}r die Anforderungen an Messsensoren sowie Steuer- und Regeleinheiten.},
  subject      = {Wirbelschichtverfahren},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Grimm2005,
  author    = {Grimm, Tanja},
  title     = {Antiinflammatorische Wirkungen und Pharmakokinetik eines standardisierten Kiefernrindenextraktes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-14879},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit wurde erstmalig die Hemmung des induzierten Abbaus von Matrixproteinen sowie von Gelatine durch Matrixmetalloproteinasen mithilfe des Kiefernrindenextraktes Pycnogenol, einer Auswahl seiner Inhaltsstoffe und seiner Metabolite d-(3,4-Dihydroxyphenyl)-g-valerolacton (M1) und d-(3-Methoxy-4-hydroxyphenyl)-g-valerolacton (M2) untersucht. Beide Metabolite zeigten eine signifikante Hemmwirkung und lagen in der Effektivit{\"a}t ihrer Hemmung auf einer µg/ml-Basis immer leicht {\"u}ber der des Gesamtextraktes. Um die in Frage kommenden Mechanismen der Hemmwirkung gegen{\"u}ber Matrixmetalloproteinasen aufzukl{\"a}ren, wurde die Bindung des Gesamtextraktes an Hautpulver, sowie an die Matrixproteine Collagen und Elastin untersucht. Es wurde ein Schutz der Substrate vor enzymatischer Degradierung durch MMPs infolge einer Adsorption der Procyanidine abgeleitet. Die Metabolite M1 und M2 schienen auf Grund eines anderen Mechanismus die Aktivit{\"a}t der MMPs zu hemmen. Es konnte gezeigt werden, dass die Hemmwirkung der untersuchten Inhibitoren auf MMP-9 nach Zinkzusatz vollst{\"a}ndig aufgehoben wurde. Daher konnte eine direkte Interaktion von beiden Metaboliten auf das Zinkatom des aktiven Zentrums angenommen werden. Die Wirkungen der Metabolite M1 und M2 wurden anschließend auf zellul{\"a}rer Ebene untersucht. Es wurde getestet, ob sie einen Einfluss auf die Sekretion von MMP-9 aus bakteriellen Lipopolysaccharid (LPS)-stimulierten Monocyten hatten. Als Positivkontrolle wurden antiinflammatorisch wirkenden PPAR-Agonisten, sowie das endogene Glucocorticoid Hydrocortison eingesetzt, deren Hemmwirkung auf die MMP-9-Freisetzung gut belegt war. Die PPAR-Agonisten waren in Bezug auf die MMP-9-Sekretion die wirksamsten Inhibitoren. Mit einer bemerkenswert niedrigen IC50 waren die beiden Metabolite M1 und M2 in ihrer Wirkung equipotent. Im Vergleich zu Hydrocortison konnte sogar gezeigt werden, dass beide Metabolite potentere Inhibitoren darstellten als das k{\"o}rpereigene antiinflammatorisch wirksame Glucocorticoid. In pharmakokinetischen Untersuchungen wurden Plasmaproben von Probanden nach Einmal- (n = 11) und Mehrfach- (n = 5) Einnahme von 300 bzw. 200 mg Pycnogenol mithilfe der HPLC vermessen. Durch diese Untersuchungen sollte festgestellt werden, ob eine Absorption von Extraktbestandteilen, sowie Metabolisierungsreaktionen im K{\"o}rper stattfinden. Es konnten in den Proben der meisten Probanden erstmalig im Plasma sowohl Extraktbestandteile als auch der Metabolit M1 nachgewiesen werden. Daneben konnten zehn bislang unbekannte Substanzen detektiert werden, die in weiterf{\"u}hrenden Arbeiten noch identifiziert werden m{\"u}ssen. Es wurde eine große interindividuelle Variabilit{\"a}t sowohl im Grad der Konjugation als auch bei den im Plasma vorliegenden Konzentrationen der einzelnen Substanzen festgestellt. Nach Einmalgabe des Extraktes wurden verschiedene Gruppen von Substanzen mit fr{\"u}hen, mittleren, sp{\"a}ten und interindividuell sehr variablen Plasmaspiegelmaxima nachgewiesen. Es konnten erstmalig nach Pycnogenol-Einnahme pharmakokinetische Parameter der bekannten und im Gesamtextrakt quantifizierbaren Verbindungen errechnet werden. Nachfolgend wurde in den Plasmaproben der Probanden nach Pycnogenol-Einnahme nachgewiesen, dass Wirksubstanzen in Konzentrationen vorhanden waren, die tats{\"a}chlich pharmakodynamische Effekte erzielen konnten. Dazu wurde ein neues Versuchskonzept erstellt, bei dem die Hemmung der MMP-9-Sekretion auf zellul{\"a}rer Ebene mit den Plasmaproben der Studienteilnehmer vor und nach Pycnogenol-Einnahme ex vivo untersucht wurde. Nach Mehrfachgabe bewirkten die verd{\"u}nnten Plasmaproben der Probanden eine signifikant verminderte MMP-9-Sekretion um im Mittel 25 \%. Plasmaproben nach einmaliger Einnahme von 300 mg Pycnogenol riefen schon 30 Minuten nach Extrakt-Einnahme eine Hemmung der MMP-9-Sekretion hervor. Diese Hemmung war bis 14 Stunden nach der Einnahme nachzuweisen. Einen wichtigen Transkriptionsfaktor im Entz{\"u}ndungsgeschehen stellt NF-kB dar. Stimuliert durch verschiedene Agenzien f{\"u}hrt NF-kB u.a. zur Induktion von MMP-9. Nach Mehrfachgabe konnte in ex vivo Versuchen mit den Plasmaproben der Studienteilnehmer nach Inkubation mit stimulierten Monocyten eine etwa 15 \%ige Hemmung der NF-kB-Aktivierung gezeigt werden. Es konnte am Beispiel von MMP-9 und NF-kB erstmalig gezeigt werden, dass nach Einnahme von Pycnogenol auch in vivo Konzentrationen an Metaboliten bzw. Bestandteilen erreicht werden, die ex vivo in der Lage waren, pharmakodynamische Effekte zu erzielen. Bislang konnte jedoch keine Zuordnung der pharmakokinetisch identifizierten Verbindungen zu den pharmakodynamischen Effekten erfolgen. Die umfassenden in vitro, ex vivo und in vivo Untersuchungen von Bestandteilen und/oder Metaboliten des Pycnogenol-Extraktes in der vorliegenden Arbeit leisten auf molekularer und auf zellul{\"a}rer Ebene einen grundlegenden Beitrag zum Verst{\"a}ndnis der klinischen antiinflammatorischen Effekte des Kiefernrindenextraktes.},
  subject      = {Strandkiefer},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Meisner2005,
  author    = {Meisner, Anke Karla},
  title     = {Alpha-Dioxygenase aus Erbsen - Studien zu Expression und Enzym-Substrat-Interaktion},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-14692},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Das Enzym alpha-Dioxygenase (alpha-DOX) aus Erbsen (Pisum sativum) wurde mit folgenden Zielsetzungen untersucht: Isolierung und Charakterisierung der f{\"u}r die P. sativum alpha-DOX codierenden cDNA, {\"U}berproduktion der P. sativum alpha-DOX in Escherichia coli und nachfolgende Isolierung, Untersuchung der Interaktion der P. sativum alpha-DOX mit Fetts{\"a}uresubstraten sowie systematische Studie der Expression der P. sativum alpha-DOX w{\"a}hrend der Keimung und Entwicklung von Erbsenpflanzen. alpha-Dioxygenasen katalysieren in Pflanzen den Initialschritt der alpha-Oxidation von langkettigen Fetts{\"a}uren, die {\"u}ber die intermedi{\"a}re Bildung von (R)-2-Hydroperoxyfetts{\"a}uren f{\"u}hrt. Folgeprodukte dieser Reaktion sind die entsprechende (R)-2-Hydroxys{\"a}ure sowie der um ein C-Atom kettenverk{\"u}rzte Aldehyd. Es wurde die f{\"u}r die alpha-Dioxygenase aus Erbsen codierende cDNA mit einer Gesamtl{\"a}nge von 2132 bp isoliert, die ein offenes Leseraster von 1929 bp beinhaltet. Sie codiert f{\"u}r ein Protein mit 643 Aminos{\"a}uren und einem errechneten Molekulargewicht von ca. 73 kD. Die Pisum sativum alpha-Dioxygenase wurde in E. coli als Fusionsprotein mit einem 6 x His-tag {\"u}berproduziert und mittels Metallaffinit{\"a}tschromatographie an Ni-NTA-Agarose isoliert. Studien zur Interaktion der P. sativum alpha-Dioxygenase mit Fetts{\"a}uresubstraten umfassten sowohl Versuche zu Anforderungen auf Seiten des Substrats als auch zu potentiellen Interaktionspartnern auf Seiten des Enzym. Es wurde gezeigt, dass f{\"u}r die Reaktion von alpha-Dioxygenasen mit Fetts{\"a}uren die freie Carboxylgruppe des Substrats unerl{\"a}sslich ist. Aufgrund eines Aminos{\"a}uresequenzvergleichs zwischen der alpha-Dioxygenase aus Erbsen und PGHS-1 aus O. aries wurden vier Aminos{\"a}uren als potentielle Interaktionspartner auf Seiten der alpha-Dioxygenase aus Erbsen ausgew{\"a}hlt. Es handelte sich um die Arginin-Reste Arg-87, Arg-391, Arg-569 und Arg-570. Mit Hilfe der ortsspezifischen Mutagenese wurde gezeigt, dass der Aminos{\"a}urerest Arg-570 f{\"u}r die katalytische Aktivit{\"a}t unerl{\"a}sslich ist. Die Expression der P. sativum alpha-Dioxygenase in keimenden Erbsen und jungen Erbsenpflanzen wurde sowohl in ihrem zeitlichen Verlauf als auch hinsichtlich der Gewebespezifit{\"a}t betrachtet. Die Ergebnisse zeigten, dass Keimung zu einer deutlichen Akkumulation von alpha-Dioxygenase mRNA in Erbsen f{\"u}hrte. Auch alpha-Dioxygenase Protein war in großer Menge in keimenden und jungen Erbsenpflanzen vorhanden. Ausgepr{\"a}gte Gewebespezifit{\"a}t war festzustellen: alpha-DOX mRNA fand sich fast ausschließlich in Wurzeln von Erbsenpflanzen, in Sprossgewebe dagegen war sie kaum vorhanden. Im Gegensatz dazu lag alpha-DOX Protein gleichermaßen in Spross- und in Wurzelgewebe vor. Parallel zur Reifung der Pflanzen nahm die Menge an alpha-DOX mRNA und Protein ab. Alpha-Dioxygenase-Aktivit{\"a}t war bereits in trockenen Samen detektierbar, w{\"a}hrend der Keimung nahm sie deutlich zu. Im Vergleich von Spross- und Wurzelgewebe war die Aktivit{\"a}t in Wurzeln h{\"o}her, bezogen sowohl auf das Frischgewicht der Pflanzen als auch auf die Menge an Gesamtprotein (spezifische Aktivit{\"a}t). Die Untersuchungen an Wurzeln zeigten, dass die Aktivit{\"a}t bezogen auf das Frischgewicht der Pflanzen {\"u}ber den betrachteten Zeitraum kaum variierte, w{\"a}hrend die spezifische Aktivit{\"a}t mit zunehmendem Alter der Pflanzen kontinuierlich zunahm. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass in Erbsen mehrere alpha-Dioxygenase-Isoenzyme vorhanden sind, so wie man dies f{\"u}r andere h{\"o}here Pflanzen bereits postuliert hat. Ein zellprotektiver Effekt von alpha-Dioxygenasen auf Pflanzen w{\"a}hrend der Interaktion mit Pathogenen ist bekannt. M{\"o}glicherweise ist dies auch der Grund f{\"u}r eine verst{\"a}rkte Expression w{\"a}hrend der Keimung von Pflanzen. Die bevorzugte Expression in Wurzeln k{\"o}nnte auf eine Funktion als permanentes Schutzsystem gegen Infektion hindeuten.},
  subject      = {Erbse},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Meier2005,
  author    = {Meier, Claudia},
  title     = {Untersuchungen von Einschlusskomplexen aus Cyclodextrinen mit Aminos{\"a}uren und Dipeptiden},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-14149},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Die Cyclodextrin-modifizierte Kapillarelektrophorese (CE) ist eine wichtige chirale analytische Technik geworden, die zur HPLC und zur Gaschromatographie komplement{\"a}r ist und sich deshalb f{\"u}r die Analyse der Abbauprodukte von Aspartam gut eignet. Ausgehend von diesen Abbauprodukten wurden im Arbeitskreis Scriba an der Universit{\"a}t Jena systematische Studien {\"u}ber die Trennung von Enantiomeren verschiedener Dipeptide mit einer Vielzahl von nativen und derivatisierten Cyclodextrinen bei verschiedenen pH-Werten durchgef{\"u}hrt. Bei der Trennung der Enantiomere von z. B. Ala-Phe oder Ala-Tyr mit beta-Cyclodextrin wurde eine Umkehr der Migrationsreihenfolge bei Erh{\"o}hung des Puffer-pH-Werts von 2,5 auf 3,5 festgestellt. Mit Heptakis-(6-sulfato)-beta-cyclodextrin (HS-beta-CD), Heptakis-(2,3-O-diacetyl)-beta-cyclodextrin (Diac-beta-CD) und Heptakis-(2,3-diacetyl-6-sulfato)-beta-cyclodextrin (HDAS-beta-CD) wurde diese Umkehr der Migrationsreihenfolge nicht beobachtet. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war, den Mechanismus der Wechselwirkungen zwischen Cyclodextrinen und Aminos{\"a}uren bzw. Dipeptiden gr{\"u}ndlich und umfassend zu untersuchen. Dabei ging es v. a. um die Untersuchung der Mechanismen der chiralen Erkennung durch Cyclodextrine, die mit Hilfe von verschiedensten Analysenmethoden, vor allem potentiometrische Titrationen und spektroskopische Methoden, wie der NMR-, UV- und CD-Spektroskopie durchgef{\"u}hrt werden sollten. Damit sollte auch die beobachtete Umkehr der Migrationsreihenfolge bei Erh{\"o}hung des pH-Wertes des Laufpuffers in der CE erkl{\"a}rt werden. Die potentiometrische Titrationsmethode lieferte sinnvolle Bindungskonstanten f{\"u}r Cyclodextrin-Einschlusskomplexe mit Aminos{\"a}uren. Eine Analyse der Struktur-Aktivit{\"a}tsbeziehungen f{\"u}r Aminos{\"a}uren und Cyclodextrine ergab, dass ein gewisses Volumen der Aminos{\"a}ure-Seitenkette und damit ein gutes Ausf{\"u}llen der Cyclodextrin-Kavit{\"a}t n{\"o}tig ist, um den vollen Nutzen aus den hydrophoben Wechselwirkungen zwischen der Aminos{\"a}ure-Seitenkette und der Cyclodextrin-Kavit{\"a}t zu ziehen. Eine Verl{\"a}ngerung des hydrophilen Restes, der aus der Kavit{\"a}t herausragt, wie bei den untersuchten Dipeptiden Ala-Phe und Ala-Tyr der Fall, f{\"u}hrt zu der M{\"o}glichkeit der Ausbildung von Wasserstoff-Br{\"u}cken mit den Hydroxylgruppen am breiteren Rand der Cyclodextrin-Kavit{\"a}t und damit zu einer st{\"a}rkeren Bindung an das Cyclodextrin. Um den chiralen Erkennungsprozess von beta-CD und einigen seiner Derivate, n{\"a}mlich HS-beta-CD, Diac-beta-CD und HDAS-beta-CD, zu verstehen, wurden NMR-Experimente durchgef{\"u}hrt, und zwar wurden „durch Komplexbildung induzierte Verschiebungen der chemischen Verschiebungen" (complexation induced chemical shifts, CICS) gemessen und mittels ROESY-Experimenten die Komplexgeometrie untersucht. Betrachtet man die CICS, die f{\"u}r die Paare Diac-beta-CD/Ala-Phe, HDAS-beta-CD/Ala-Phe, Diac-beta-CD/Ala-Tyr und HDAS-beta-CD/Ala-Tyr auftreten, dann zeigt sich, dass sie relativ klein sind und demnach auf eine eher schwache Wechselwirkung des jeweiligen Gastmolek{\"u}ls mit dem Wirt hindeuten. Die CICS f{\"u}r beta-CD- und HS-beta-CD-Dipeptid-Komplexe best{\"a}tigten einen Einschluss des aromatischen Restes in die Cyclodextrin-Kavit{\"a}t. Es konnte gezeigt werden, dass bei pH 2.5 das DD-Enantiomer von Ala-Tyr tiefer in die Kavit{\"a}t von beta-CD eintaucht als das LL-Enantiomer. Außerdem ist bei pH 3.5 die Eintauchtiefe in die Kavit{\"a}t geringer als bei pH 2.5, was durch die Ergebnisse der ROESY-Experimente best{\"a}tigt werden konnte. Um einen besseren Einblick in die Bindungsmodi der Enantiomere von Ala-Phe und Ala-Tyr mit beta-CD bei unterschiedlichen pH-Werten zu erhalten, wurden Molek{\"u}ldynamik-(MD-)-Simulationen durchgef{\"u}hrt. Die Simulationen wurden mit jedem Enantiomer von Ala-Phe und Ala-Tyr in jedem m{\"o}glichen Protonierungszustand durchgef{\"u}hrt, d. h. Kation, Zwitterion und Anion. Zum ersten Mal wurden MD-Simulationen f{\"u}r eine gr{\"o}ßere Serie von unterschiedlichen Komplexen von Enantiomeren in verschiedenen Protonierungszust{\"a}nden systematisch {\"u}ber den langen Zeitraum von 1 ns (=1000 ps) ausgef{\"u}hrt. Die Eintauchtiefe der untersuchten Dipeptide wurde mit Hilfe einer in die Cyclodextrin-Kavit{\"a}t eingepassten Ebene berechnet. Auf diese Weise konnten Informationen {\"u}ber das unterschiedliche Einschlussverhalten der untersuchten Dipeptide erhalten werden. Die angewendete Methode l{\"a}sst sich leicht auf andere Wirt-Gast-Komplexe {\"u}bertragen und erleichtert die Datenerfassung auch in anderen F{\"a}llen. Es konnte gezeigt werden, dass bei pH 2.5 das DD-Enantiomer von Ala-Phe tiefer in die Kavit{\"a}t von beta-Cyclodextrin eintaucht als das LL-Enantiomer, wohingegen bei pH 3.5 der umgekehrte Fall vorliegt. Betrachtet man das Dipeptid Ala-Tyr, dann dringt bei pH 2.5 das DD-Enantiomer tiefer ein, wohingegen keine klare Aussage {\"u}ber das Eindringverhalten der Enantiomere bei pH 3.5 gemacht werden kann. Die CICS und die Ergebnisse der Kapillarelektrophorese weisen jedoch auf ein tieferes Eindringen des LL-Enantiomers hin.},
  subject      = {Cyclodextrine},
  language  = {de}
}