@article{TinajeroTrejoRanaNageletal.2016,
  author    = {Tinajero-Trejo, Mariana and Rana, Namrata and Nagel, Christoph and Jesse, Helen E. and Smith, Thomas W. and Wareham, Lauren K. and Hippler, Michael and Schatzschneider, Ulrich and Poole, Robert K.},
  title     = {Antimicrobial Activity of the Manganese Photoactivated Carbon Monoxide-Releasing Molecule [Mn(CO)\(_3\)(tpa-kappa\(^3\)N)]\(^+\) Against a Pathogenic Escherichia coli that Causes Urinary Infections},
  series = {Antioxidants \& Redox Signaling},
  volume    = {24},
  journal   = {Antioxidants \& Redox Signaling},
  number    = {14},
  doi       = {10.1089/ars.2015.6484},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-188910},
  pages     = {765-780},
  year      = {2016},
  abstract  = {Aims: We set out to investigate the antibacterial activity of a new Mn-based photoactivated carbon monoxide-releasing molecule (PhotoCORM, [Mn(CO)\(_3\)(tpa-kappa\(^3\)N)]\(^+\)) against an antibiotic-resistant uropathogenic strain (EC958) of Escherichia coli. Results: Activated PhotoCORM inhibits growth and decreases viability of E. coli EC958, but non-illuminated carbon monoxide-releasing molecule (CORM) is without effect. NADH-supported respiration rates are significantly decreased by activated PhotoCORM, mimicking the effect of dissolved CO gas. CO from the PhotoCORM binds to intracellular targets, namely respiratory oxidases in strain EC958 and a bacterial globin heterologously expressed in strain K-12. However, unlike previously characterized CORMs, the PhotoCORM is not significantly accumulated in cells, as deduced from the cellular manganese content. Activated PhotoCORM reacts avidly with hydrogen peroxide producing hydroxyl radicals; the observed peroxide-enhanced toxicity of the PhotoCORM is ameliorated by thiourea. The PhotoCORM also potentiates the effect of the antibiotic, doxycycline. Innovation: The present work investigates for the first time the antimicrobial activity of a light-activated PhotoCORM against an antibiotic-resistant pathogen. A comprehensive study of the effects of the PhotoCORM and its derivative molecules upon illumination is performed and mechanisms of toxicity of the activated PhotoCORM are investigated. Conclusion: The PhotoCORM allows a site-specific and time-controlled release of CO in bacterial cultures and has the potential to provide much needed information on the generality of CORM activities in biology. Understanding the mechanism(s) of activated PhotoCORM toxicity will be key in exploring the potential of this and similar compounds as antimicrobial agents, perhaps in combinatorial therapies with other agents.},
  language  = {en}
}
@article{SchererFleishmanJonesetal.2021,
  author    = {Scherer, Marc and Fleishman, Sarel J. and Jones, Patrik R. and Dandekar, Thomas and Bencurova, Elena},
  title     = {Computational Enzyme Engineering Pipelines for Optimized Production of Renewable Chemicals},
  series = {Frontiers in Bioengineering and Biotechnology},
  volume    = {9},
  journal   = {Frontiers in Bioengineering and Biotechnology},
  issn      = {2296-4185},
  doi       = {10.3389/fbioe.2021.673005},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-240598},
  year      = {2021},
  abstract  = {To enable a sustainable supply of chemicals, novel biotechnological solutions are required that replace the reliance on fossil resources. One potential solution is to utilize tailored biosynthetic modules for the metabolic conversion of CO2 or organic waste to chemicals and fuel by microorganisms. Currently, it is challenging to commercialize biotechnological processes for renewable chemical biomanufacturing because of a lack of highly active and specific biocatalysts. As experimental methods to engineer biocatalysts are time- and cost-intensive, it is important to establish efficient and reliable computational tools that can speed up the identification or optimization of selective, highly active, and stable enzyme variants for utilization in the biotechnological industry. Here, we review and suggest combinations of effective state-of-the-art software and online tools available for computational enzyme engineering pipelines to optimize metabolic pathways for the biosynthesis of renewable chemicals. Using examples relevant for biotechnology, we explain the underlying principles of enzyme engineering and design and illuminate future directions for automated optimization of biocatalysts for the assembly of synthetic metabolic pathways.},
  language  = {en}
}
@article{NollKrauseBeuerleetal.2022,
  author    = {Noll, Niklas and Krause, Ana-Maria and Beuerle, Florian and W{\"u}rthner, Frank},
  title     = {Enzyme-like water preorganization in a synthetic molecular cleft for homogeneous water oxidation catalysis},
  series = {Nature Catalysis},
  journal   = {Nature Catalysis},
  edition   = {accepted version},
  doi       = {10.1038/s41929-022-00843-x},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-302897},
  year      = {2022},
  abstract  = {Inspired by the proficiency of natural enzymes, mimicking of nanoenvironments for precise substrate preorganisation is a promising strategy in catalyst design. However, artificial examples of enzyme-like activation of H\(_2\)O molecules for the challenging oxidative water splitting reaction are hardly explored. Here, we introduce a mononuclear Ru(bda) complex (M1, bda: 2,2'-bipyridine-6,6'-dicarboxylate) equipped with a bipyridine-functionalized ligand to preorganize H\(_2\)O molecules in front of the metal center as in enzymatic clefts. The confined pocket of M1 accelerates chemically driven water oxidation at pH 1 by facilitating a water nucleophilic attack pathway with a remarkable turnover frequency of 140 s\(^{-1}\) that is comparable to the oxygen-evolving complex of photosystem II. Single crystal X-ray analysis of M1 under catalytic conditions allowed the observation of a 7th H\(_2\)O ligand directly coordinated to a RuIII center. Via a well-defined hydrogen-bonding network, another H\(_2\)O substrate is preorganized for the crucial O-O bond formation via nucleophilic attack.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Merdanovic2005,
  author    = {Merdanovic, Melisa},
  title     = {Charakterisierung von NadR : das essentielle Enzym der NAD-Synthese bei Haemophilus influenzae},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-14907},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {I Zusammenfassung Haemophilus influenzae, ein Gram-negatives, Bakterium der Familie Pasteurellaceae, kann beim Menschen eine Vielzahl an Erkrankungen ausl{\"o}sen: Die bekapselte St{\"a}mme, v. a. mit Typ b Kapsel k{\"o}nnen Cellulitis, septische Arthritis, Epiglottitis und Meningitis verursachen. Die nicht-bekapselte St{\"a}mme k{\"o}nnen Otitis media, Sinusitis, Pneumonie und in selteneren F{\"a}llen Bakter{\"a}mie verursachen. Ein besonderes Merkmal des Metabolismus von H. influenzae ist dessen Unf{\"a}higkeit Nikotinamid-Adenin-Dinukleotid (NAD+) de novo zu synthetisieren. Daher sind die Enzyme bzw. Transporter, die an NAD+ Aufnahme und Resynthese beteiligt sind, als putative antimikrobielle Ziele von Interesse. In unserer Arbeitsgruppe konnte gezeigt werden, dass NAD+ zu Nikotinamidribosyl degradiert werden muss, bevor es in die Zelle aufgenommen werden kann. Auch Proteine, die an der Degradation des exogenen NAD+ zu Nikotinamidribosyl und dessen anschließender Aufnahme in die Zelle verantwortlich sind, konnten identifiziert und charakterisiert werden. Wie Nikotinamidribosyl im Cytoplasma wiederum zu NAD+ synthetisiert wird, ist auch erst k{\"u}rzlich gekl{\"a}rt worden: f{\"u}r NadR konnte sowohl eine Ribosyl-Nukleotid-Kinase (RNK) Aktivit{\"a}t als auch eine Nikotinamid-Mononukleotid-Adenylyltransferase (NMNAT) Aktivit{\"a}t in vitro gezeigt werden. Die Kristallstruktur von hiNadR im Komplex mit NAD+ wurde auch aufgekl{\"a}rt. In dieser Arbeit sollte NadR, insbesondere dessen RNK Dom{\"a}ne, in vivo und in vitro n{\"a}her charakterisiert werden. Um zu untersuchen, ob beide Dom{\"a}nen in vivo essentiell sind, wurden Deletionsmutanten erzeugt, bei welchen die komplette bzw. der C-terminale Teil der RNK Dom{\"a}ne fehlten. Diese Deletionen konnten im nadV+ Hintergrund erzeugt werden. Die Deletionen konnten in H. influenzae nur zusammen mit dem nadV-Gen transferiert werden oder alternativ nur in die Zellen, die mit pNadRKan Plasmid transformiert wurden. Dies verdeutlicht, dass nicht nur die NMNAT Dom{\"a}ne sondern auch die RNK Dom{\"a}ne bzw. sogar nur wenige C-terminal fehlende Aminos{\"a}uren des NadR Proteins essentiell f{\"u}r die Lebensf{\"a}higkeit von H. influenzae sind. Gleichzeitig zeigen diese Experimente, dass die RNK-Dom{\"a}ne in Anwesenheit von NadV redundant ist. Ein weiterer Ph{\"a}notyp der RNK-Deletionsmutante zeigte sich beim Nikotinamidribosyl-Transport. Im Gegensatz zum Wt, welcher ca. 60-80\% des 14C-Nikotinamidribosyls aufnahm, konnte f{\"u}r die RNK-Deletionsmutante nur 2-5\% Aufnahme gemessen werden. Dies konnte durch das pNadRKan Plasmid komplementiert werden. Weiterhin wurde festgestellt, dass spontan Aminopyridin-resistente H. influenzae Zellen Mutationen im nadR Gen haben, insbesondere im Walker A-Motif (P-Loop) der RNK Dom{\"a}ne. Zus{\"a}tzlich konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass NadR aus Aminopyridin und ATP Aminopyridin-Adenin-Dinukleotid synthetisieren kann. Somit konnte gezeigt werden, dass die wachstumshemmende Wirkung eigentlich durch das aus Aminopyridin synthetisierte Aminopyridin-Adenin-Dinukleotid entsteht, welches NAD+ in Redox-Reaktionen verdr{\"a}ngt, wodurch es letztendlich zum Stillstand des Metabolimus kommt. Durch Einf{\"u}hren von gezielten AS-Substitutionen im Walker A und B Motif und in der LID-Dom{\"a}ne von NadR, konnten einige Aminos{\"a}uren identifiziert werden, welche essentiell f{\"u}r die Aktivit{\"a}t der RNK Dom{\"a}ne sind. Alle Aminos{\"a}uren-Substitutionen f{\"u}hrten zum Verlust der RNK Aktivit{\"a}t, die NMNAT Aktivit{\"a}t jedoch war nicht beeintr{\"a}chtigt. Desweiteren wurden diese NadR Punktmutanten in vivo untersucht. F{\"u}r alle konnte eine signifikante Defizienz in der Nikotinamidribosyl-Aufnahme beobachtet werden, die gemessene Aufnahme lag im Bereich der RNK-Deletionsmutante. Dadurch konnte eine direkte Korrelation zwischen der RNK Aktivit{\"a}t und der Nikotinamidribosyl-Aufnahme gezeigt werden. In weiteren in vitro Experimenten konnte f{\"u}r NadR eine Feedback-Inhibition durch das NAD+ gezeigt werden, wobei NAD+ in erster Linie die RNK Dom{\"a}ne von NadR inhibiert. Eine graduelle Erh{\"o}hung der NAD+ Konzentration f{\"u}hrte in den in vitro Assays zu einer graduellen Abnahme der RNK. Bei der NMNAT Aktivit{\"a}t jedoch zeigte sich keine signifikante Inhibition in Anwesenheit von NAD+. Begleitende in vivo Experimente, zeigten eine 2/3 Reduktion der Nikotinamidribosyl-Aufnahme bei den Zellen, die mit NAD+ inkubiert wurden, d. h. h{\"o}here intrazellul{\"a}re NAD+ Konzentration hatten. F{\"u}r die genauere Analyse der Feedback-Inhibition durch NAD+ wurden weitere Punktmutanen hergestellt. Bei zwei der Punktmutanten wurde eine Beeintr{\"a}chtigung der NadR-Aktivit{\"a}t beobachtet, daher wurden diese Punktmutanten von weiteren Analysen im Bezug auf NAD+-Feedback Inhibition ausgeschlossen. Eine Mutante (NadRW256F) jedoch, zeigte {\"a}hnliche Aktivit{\"a}t wie das Wt-NadR. In Anwesenheit von NAD+ wurde die RNK Aktivit{\"a}t dieser Punktmutante, im Gegensatz zum Wt-Protein, kaum gehemmt. Dadurch konnte W256 als eine der Aminos{\"a}uren identifiziert werden, die an der Vermittlung der NAD+-bedingten Inhibition der RNK-Dom{\"a}ne beteiligt ist.},
  subject      = {Haemophilus influenzae},
  language  = {de}
}
@article{KrehanHeubeckMenzeletal.2012,
  author    = {Krehan, Mario and Heubeck, Christian and Menzel, Nicolas and Seibel, Peter and Sch{\"o}n, Astrid},
  title     = {RNase MRP RNA and RNase P activity in plants are associated with a Pop1p containing complex},
  series = {Nucleic Acids Research},
  volume    = {40},
  journal   = {Nucleic Acids Research},
  number    = {16},
  doi       = {10.1093/nar/gks476},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-130648},
  pages     = {7956- 7966},
  year      = {2012},
  abstract  = {RNase P processes the 5'-end of tRNAs. An essential catalytic RNA has been demonstrated in Bacteria, Archaea and the nuclei of most eukaryotes; an organism-specific number of proteins complement the holoenzyme. Nuclear RNase P from yeast and humans is well understood and contains an RNA, similar to the sister enzyme RNase MRP. In contrast, no protein subunits have yet been identified in the plant enzymes, and the presence of a nucleic acid in RNase P is still enigmatic. We have thus set out to identify and characterize the subunits of these enzymes in two plant model systems. Expression of the two known Arabidopsis MRP RNA genes in vivo was verified. The first wheat MRP RNA sequences are presented, leading to improved structure models for plant MRP RNAs. A novel mRNA encoding the central RNase P/MRP protein Pop1p was identified in Arabidopsis, suggesting the expression of distinct protein variants from this gene in vivo. Pop1p-specific antibodies precipitate RNase P activity and MRP RNAs from wheat extracts. Our results provide evidence that in plants, Pop1p is associated with MRP RNAs and with the catalytic subunit of RNase P, either separately or in a single large complex.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Albers2000,
  author    = {Albers, Christine},
  title     = {Reinigung und Charakterisierung der alpha-Methylacyl-CoA-Racemase aus menschlicher Leber},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-770},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2000},
  abstract  = {Im Katabolismus methylverzweigter Fetts{\"a}uren spielt die alpha-Methylacyl-CoA-Racemase eine wichtige Rolle, indem sie die (R)- und (S)-Isomere von alpha-methylverzweigten Fetts{\"a}uren als Coenzym A Thioester racemisiert. Methylverzweigte Fetts{\"a}uren entstehen beim Abbau von Isoprenoiden und werden dar{\"u}ber hinaus auch von vielen Organismen, wie z.B. Mycobakterien, synthetisiert. Die Hauptaufgabe der Racemase ist aber vermutlich in der Biosynthese von Gallens{\"a}uren zu sehen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die alpha-Methylacyl-CoA-Racemase aus humanem Gewebe zu reinigen und zu charakterisieren sowie ihre physiologische Rolle im Katabolismus verzweigtkettiger Fetts{\"a}uren und der Gallens{\"a}urebiosynthese zu untersuchen. Die alpha-Methylacyl-CoA-Racemase wurde aus humanem Gewebe zur Homogenit{\"a}t gereinigt, umfassend biochemisch charakterisiert und zur genauen molekularbiologischen Analyse in E.coli kloniert. Die Aktivit{\"a}t der Racemase wurde anhand der [³H]H2O-Freisetzung aus [alpha-³H]-a-Methylacyl-CoAs bestimmt. Die humane Racemase ist in der aktiven Form ein monomeres Protein und besteht aus 382 Aminos{\"a}uren. Als Substrate akzeptiert das Enzym ein breites Spektrum von alpha-Methylacyl-CoAs. Neben den Coenzym A-Thioestern alpha-methylverzweigter Fetts{\"a}uren, wie Pristans{\"a}ure, werden auch CoA-Ester von Steroidderivaten, z.B. des Gallens{\"a}ureintermediats Trihydroxycoprostans{\"a}ure, und aromatischen Phenylpropions{\"a}uren, wie dem Analgetikum Ibuprofen, umgesetzt. Freie Fetts{\"a}uren, geradkettige oder beta-methylverzweigte Acyl-CoAs werden nicht racemisiert. Die alpha-Methylacyl-CoA-Racemase ist im Menschen zu ca. 80 Prozent auf die Peroxisomen und ca. 20 Prozent auf die Mitochondrien verteilt, wobei entsprechende peroxisomale (PTS 1) und mitochondriale (MTS) Transportsignale die Lokalisation bestimmen. Die vollst{\"a}ndige cDNA-Sequenz der humanen a-Methylacyl-CoA-Racemase hat eine Gesamtl{\"a}nge von 2039 Basenpaaren mit einem offenen Leseraster von 89 - 1237 bp. Das Startcodon ATG ist in eine klassische Kozak-Sequenz zum Translationsstart eingebettet. Die Protein endet am C-Terminus mit dem Sequenzmotiv -KASL, das dem peroxisomalen Transportsignal (PTS I) einiger S{\"a}ugetierkatalasen entspricht. Aufgrund alternativer Polyadenylierung sind in allen untersuchten menschlichen Geweben Transkripte von 1,6 kb bzw. 2,0 kb zu finden. Es liegt keine gewebsabh{\"a}ngige Polyadenylierung vor, die Racemase wird aber gewebsspezifisch exprimiert (besonders stark in Leber und Niere). Das humane Racemasegen liegt auf dem kurzen Arm des Chromosoms 5 nahe am Centromer (5p1.3), im Intervall von D5S651 (46,6 cM) und D5S634 (59.9 cM).},
  subject      = {Alpha-Methylacyl-CoA racemase},
  language  = {de}
}