@phdthesis{Dietrich2000,
  author    = {Dietrich, Claudia},
  title     = {Molekularbiologische Studien zur Bedeutung der Flagelle f{\"u}r die Virulenz von Legionella pneumophila},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-1081},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2000},
  abstract  = {Legionella pneumophila, der Erreger der Legion{\"a}rskrankheit, ist ein fakultativ intrazellul{\"a}res, ubiquit{\"a}r vorkommendes Umweltbakterium. Die Rolle, die Flagelle und Motilit{\"a}t der Legionellen bei der Infektion von Protozoen oder humanen Zellen spielen k{\"o}nnen, ist bisher noch nicht gekl{\"a}rt. Um etwas {\"u}ber noch unbekannte Flagellengene und deren Organisation in Legionella zu erfahren, wurde mit Hilfe einer Cosmid-Genbank des Stammes L. pneumophila Philadelphia I die flaA-Region n{\"a}her charakterisiert. Im 5´-Bereich von flaA konnten auf dem Gegenstrang zwei Stoffwechselgene (accD und folC) identifiziert werden, im 3´-Bereich schliessen sich die Flagellengene flaG, fliD und fliS, sowie zwei offene Leseraster mit Homologien zu den erst k{\"u}rzlich bei Legionella beschriebenen Genen enhA und milA an. Zur Untersuchung des Einflusses der Flagelle auf den Infektionsverlauf wurde die flaA-negative Mutante KH3, bei der das flaA-Gen durch Insertion einer Kanamycin-Kassette unterbrochen worden war, wieder komplementiert. Dies gelang durch Reintegration des intakten flaA-Gens mit Hilfe des „Suicide"-Vektors pMSS704 in das Chromosom von KH3, wodurch Stamm CD10 entstand. Durch Westernblot-Analyse konnte gezeigt werden, dass der Stamm wieder in der Lage war, Flagellin zu exprimieren. Elektronenmikroskopische Aufnahmen best{\"a}tigten außerdem das Vorhandensein intakter Flagellen. Das Verhalten von flagellierten und nicht flagellierten Legionellen bei der Infektion von Wirtszellen wurde hinsichtlich Auffinden, Adh{\"a}renz, Invasion, intrazellul{\"a}rer Vermehrung und Lyse der Zellen untersucht. Als Wirtszellen wurden sowohl Protozoen (Acanthamoeba castellanii), als auch humane Zellen (HL-60 Zellen und frisch isolierte Blutmonozyten) verwendet. Dabei wurde deutlich, dass die Flagelle f{\"u}r das Erreichen der Wirtszellen eine wichtige Funktion hat. Wurde der Motilit{\"a}tsdefekt der flaA-Mutanten durch Zentrifugation auf die Zielzellen aufgehoben, so konnten mit den gew{\"a}hlten Versuchsbedingungen bez{\"u}glich des Adh{\"a}renzverm{\"o}gens der St{\"a}mme keine Unterschiede detektiert werden. Es wurde jedoch eine signifikante Reduktion der Invasionseffizienz f{\"u}r die nicht flagellierten Legionellen beobachtet. Diese war bei den humanen Zellen besonders ausgepr{\"a}gt. Hinsichtlich der intrazellul{\"a}ren Vermehrung konnte keine Attenuierung der Mutante festgestellt werden. Allerdings f{\"u}hrte vermutlich die Reduktion der Invasivit{\"a}t zu einer geringeren Ausbreitungsgeschwindigkeit im HL-60 Modell, die bei niedriger Infektionsdosis mit einer verlangsamten Wachstumsrate der Bakterien einherging. Durch Sequenzierung des Genbank-Cosmids 12/44, auf welchem die Gene fliA und motA lokalisiert waren, konnten im „upstream"-Bereich von fliA zwei putative Flagellenregulatorgene identifiziert werden (motR und flhF). Im 3´-Bereich von motA schließt sich, um 26 bp {\"u}berlappend, das Gen motB an, welches f{\"u}r den Motor der Flagelle eine Rolle spielt, gefolgt von einem Leseraster unbekannter Funktion und einem ORF mit Homologien zu prfB. Durch Insertion einer Kanamycin-Kassette in das motA-Gen von L. pneumophila Corby konnte in dieser Arbeit eine motA-negative Mutante hergestellt werden. Westernblot-Analyse und elektronenmikroskopische Untersuchungen best{\"a}tigten, dass es weiterhin zur Expression und zur Polymerisation des Flagellins kommt. Lichtmikroskopisch war jedoch zu beobachten, dass die hergestellte Mutante im Gegensatz zum Wildtyp durch den fehlerhaften Flagellenmotor nicht mehr in der Lage ist, gerichtete Strecken zu schwimmen. Untersuchungen mit den Wirtszellen A. castellanii und humanen HL-60 Zellen belegten, wie schon bei der flaA-Mutante, eine Beteiligung der Motilit{\"a}t an Vorg{\"a}ngen wie Auffinden der Zielzelle und deren Invasion, wohingegen die Adh{\"a}renz und die intrazellul{\"a}re Vermehrung nicht beeintr{\"a}chtigt waren. Eine Southernblot-Analyse des erst k{\"u}rzlich beschriebenen Transkriptionsregulators FlaR ergab, dass es sich hierbei vermutlich um einen L. pneumophila-spezifischen Regulationsfaktor handelt, welcher in Kombination mit dem „upstream" auf dem Gegenstrang liegenden ORF234 vorkommt. Fusionen der Promotorbereiche mit dem Reportergen gfp zeigten, dass beide Gene auch in Legionella aktiv sind und temperaturabh{\"a}ngig reguliert werden.},
  subject      = {Legionella pneumophila},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Haegele2002,
  author    = {H{\"a}gele, Sonja},
  title     = {Wirtsspezifit{\"a}t der Gattung Legionella und Etablierung von Dictyostelium discoideum als Wirtsmodell},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-4256},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2002},
  abstract  = {Bei der Gattung Legionella handelt es sich um aquatische St{\"a}bchenbakterien, die sich intrazellul{\"a}r in verschiedenen Protozoen vermehren k{\"o}nnen. Neben der Nutzung des Protozoenwirtes k{\"o}nnen humanpathogene Legionella-Spezies in den Alveolarmakrophagen des menschlichen Respirationstraktes replizieren. Diese Besiedelung der Lunge kann zu einer atypischen Pneumonie, der Legion{\"a}rskrankheit, f{\"u}hren. Humanpathogene Vertreter der Gattung Legionella weisen somit ein duales Wirtssystem auf. Die Wirtsspezifit{\"a}t phylogenetisch verschiedener Legionella Spezies wurde bislang nicht systematisch analysiert. Mit Hilfe von Infektionsversuchen konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass f{\"u}r unterschiedlichste Legionella Spezies Acanthamoeba castellanii ein gut geeigneter Wirt darstellt. Hartmannella vermiformis und Naegleria gruberi erm{\"o}glichen dagegen nur einem eingeschr{\"a}nkten Legionella-Spektrum ein intrazellul{\"a}res Wachstum. Die jeweils h{\"o}chsten Vermehrungsraten zeigten dabei in allen Am{\"o}ben die Umweltisolate LLAP 10 und L. lytica sowie der humanpathogene Stamm L. pneumophila Corby. Außerdem scheint die Virulenz humanpathogener Legionellen-Spezies korreliert zu sein mit der Nutzung eines breiten Wirtsspektrums. Ciliaten wie Tetrahymena pyriformis sind im Gegensatz zu den Am{\"o}ben als Wirte nicht so gut geeignet. Im Vergleich zu den Am{\"o}ben ist sowohl die Anzahl der sich intrazellul{\"a}r in T. pyriformis replizierenden Legionella-Spezies sowie deren Replikationsrate erniedrigt. Ein Schwerpunkt dieser Arbeit war es Dictyostelium discoideum als neues Wirtsmodell zu etablieren. Bei dieser gut erforschten Bodenam{\"o}be stehen zahlreiche molekularbiologische Methoden f{\"u}r das Manipulieren des Genoms zur Verf{\"u}gung. Somit ist es m{\"o}glich, die w{\"a}hrend einer Infektion ben{\"o}tigten Wirtsfaktoren von Seiten der Am{\"o}be n{\"a}her zu untersuchen. Mittels Infektionsversuchen sowie fluoreszenz- und elektronenmikroskopischer Methoden konnte die intrazellul{\"a}re Replikation von LLAP 10, L. lytica und L. pneumophila in D. discoideum gezeigt werden. F{\"u}r L. pneumophila konnte durch FACS-Analyse festgestellt werden, dass Bakterien dieser Legionella-Spezies genauso wie in den bisher untersuchten Wirtszellesystemen zu Beginn der Infektion in einem nicht anges{\"a}uerten Kompartiment vorliegen. F{\"u}r alle weiteren verwendeten Legionella Spezies sowie hitzeabget{\"o}tete L. pneumophila und die Futterbakterien Klebsiella aerogenes konnte dagegen eine Ans{\"a}uerung des Phagosoms nachgewiesen werden. Kolokalisierungsstudien des lysosomalen Markers DdLIMP mit Legionellen best{\"a}tigte außerdem eine Inhibierung der Phagolysosomfusion bei L. pneumophila, nicht jedoch bei der sich nicht replizierenden Spezies L. hackeliae. Die Untersuchung einer spezifischen Profilin-minus Dictyostelium-Mutante offenbarte eine erh{\"o}hte Phagozytoserate von Legionellen durch die Wirtszellen. Daraus resultierte auch eine leicht gesteigerte intrazellul{\"a}re Vermehrungsrate dieser Bakterien. Profilin ist ein Aktin-bindendes Protein und an der Regulation von Aufnahmeprozessen beteiligt. Weiterhin wurde in dieser Arbeit eine Methode zur Isolierung Bakterien-haltiger Phagosomen aus D. discoideum etabliert. Die magnetische Reinigung von Phagosomen {\"u}ber paramagnetische, Bakterien-konjugierte Beads erwies sich als nicht praktikabel. Die daraufhin entwickelte Anreicherung der Phagosomen {\"u}ber Dichtegradienten-Zentrifugation erforderte jedoch zus{\"a}tzlich die Eliminierung kontaminierender Lysosomen und Mitochondrien. Die Analyse des phagosomalen Proteoms erfolgte mittels Messung von Enzymaktivit{\"a}ten und Western-Blotting-Experimenten. Dabei konnten keine quantitativen Unterschiede typischer lysosomaler Marker zwischen gereiften und ungereiften Phagosomen mit lebenden bzw. toten L. pneumophila detektiert werden. Ebenso verlief der Vergleich von ungereiften LLAP 10-haltigen Phagosomen und gereiften Klebsiella-haltigen Phagosomen. Dagegen zeigte die 2D-Gelelektrophorese des phagosomalen Proteoms vier Proteine, die in Phagosomen mit toten L. pneumophila Corby st{\"a}rker exprimiert waren als in Phagosomen mit lebenden Legionellen. Weiterhin wurde ein Protein detektiert, das f{\"u}r Phagosomen, die lebende L. pneumophila Bakterien beinhalten, spezifisch ist. Dabei k{\"o}nnte es sich um einen von L. pneumophila zur Replikationsvakuole rekrutierten Wirtsfaktor handeln.},
  subject      = {Legionella},
  language  = {de}
}
@phdthesis{FajardoMoser2006,
  author    = {Fajardo-Moser, Marcela},
  title     = {Untersuchung der Legionella-Infektion in der genetisch manipulierbaren Am{\"o}be Dictyostelium discoideum},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-21355},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Die haploide Am{\"o}be Dictyostelium discoideum hat sich als geeinet erwiesen f{\"u}r die Untersuchung der zellul{\"a}ren Aspekte der Legionella Infektion. Nach der Aufnahme befindet sich L. pneumophila innerhalb eines unreifen Phagosoms das weder anges{\"a}uert wird noch mit Lysosomen fusioniert. In dieser Studie wurden die Wirtzellfaktoren untersucht, die Legionella eine erfolgreiche Kolonizierung des Wirt erm{\"o}glichen. Phagozytoseversuche mit spezifischen zellul{\"a}ren Inhibitoren und die Analyse der Aufnahme in definierten Wirtzell-Mutanten haben gezeigt, daß das zytoplasmatische Kalziumniveau, Zytoskelettproteine und die Kalzium-bindenden Proteine des ERs, Calreticulin und Calnexin, spezifisch die Aufnahme und das intrazellul{\"a}re Wachstum von L. pneumophila beeinflussen. Mikroskopisches Untersuchungen mit GFP-markierten Calnexin und Calreticulin haben gezeigt, dass beide Proteine spezifisch in den "phagocytic cups" der L. pneumophila-infizierten Wirtszellen akkumulieren. Beide Proteine umh{\"u}llten die replikative Vakuole von L. pneumophila w{\"a}hrend der gesamten Replikation des Bakteriums. Die kumulativen Effekte intrazellul{\"a}ren Kalziumniveaus, die r{\"a}umliche Verteilung von Calnexin und Calreticulin und die Defekte Aufnahme und intrazellul{\"a}re Vermehrung von L. pneumophila im Calnexin- und Calreticulin-minus der Zellen deuten darauf hin, daß diese Faktoren ein Teil des Regulationssystems sind, der zu der Bildung der spezifische Vakuole von L. pneumophila f{\"u}hrt.},
  subject      = {Dictyostelium discoideum},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Weinmann2008,
  author    = {Weinmann, Erik},
  title     = {Ein neues Konjugationsssystem in Legionella pneumophila Corby},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-29485},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {In dieser Arbeit wurde in Legionella pneumophila Corby ein bislang nicht in L. pneumophila beschriebener Bereich im Genom kloniert und sequenziert, der f{\"u}r ein putatives Konjugations- Typ IV Sekretionssystem kodiert. Alle f{\"u}r ein Typ IV Sekretionssystem notwendigen Gene sind vorhanden. Zum einen kodieren diese ein „mating pair formation" System, also Proteine f{\"u}r die Pilusgenese und energieabh{\"a}ngigen Transport von Substraten aus der Bakterienzelle. Konjugationsexperimente zeigen, dass es sich bei den „DNA transfer and replication" Genen trb/tra System um einen funktionierenden Mechanismus zur Mobilisierung von DNA handelt.},
  subject      = {Legionella},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schwedhelm2009,
  author    = {Schwedhelm, Kai Florian},
  title     = {Optimierte Methoden der Magnetresonanz-Spektroskopie zur molekularen Charakterisierung neuartiger Wirkstoffe gegen Infektionskrankheiten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-38535},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {In diesem Projekt wurde die Wechselwirkung des PPIase-Enzyms MIP mit Kollagen IV unter- sucht. MIP ist maßgeblich f{\"u}r die Infekti{\"o}sit{\"a}t von Legionella pneumophila verantwortlich, einem Bakterium, welches im Menschen schwere Lungenentz{\"u}ndungen ausl{\"o}sen kann. Das Enzym zeigt eine hohe Affinit{\"a}t gegen{\"u}ber einem kurzen Peptidsequenzabschnitt in Kolla- gen IV (genannt „P290"), welches unter anderem im Epithel der Lunge zu finden ist. Die Interaktionsoberfl{\"a}che der Molek{\"u}le wurde durch den Einsatz eines paramagnetischen Spin-Labels in NMR-Experimenten charakterisiert. Mit Hilfe von Docking und Molek{\"u}ldy- namiksimulationen konnte aus diesen Daten ein Modell des MIP-Kollagen-Komplexes be- rechnet werden. Es wurde gezeigt, dass MIP als Dimer in der Lage ist, nach Kollagen IV zu „greifen" und sich dann an das Molek{\"u}l heranzuziehen. Wahrscheinlich dient dieser Mechanismus der Adh{\"a}- sion von L. pneumophila an die Wirtszelle. Neben der zuvor postulierten Destabilisierung von Kollagen IV durch MIP, welche hier nicht beobachtet wurde, k{\"o}nnte die Adh{\"a}sion ein wichtiger Faktor f{\"u}r die Virulenz von L. pneumophila sein. Weiterhin wurde die inhibitorische Wirkung des isolierten Peptids P290 auf die biologische PPIase-Aktivit{\"a}t von MIP untersucht. Durch NMR-Messungen und anschließenden Mole- k{\"u}ldynamiksimulationen konnte gezeigt werden, dass P290 sich stabil in die Bindungsta- sche von MIP einlagert und durch den Sequenzabschnitt -CYS130-PRO131---TRP134- das Enzym blockiert. Die {\"u}brigen Aminos{\"a}uren in P290 dienen der Stabilisierung des Kom- plexes und sorgen f{\"u}r die Selektivit{\"a}t von P290, welches, im Unterschied zu bekannten Wirkstoffen, das humane Homolog zu MIP nicht inhibiert. Die Vorhersagen der Simulatio- nen konnten durch ein Peptid Microarray und Messungen der enzymatischen Aktivit{\"a}t von MIP in PPIase-Assays best{\"a}tigt werden. Die Ergebnisse wurden zur Optimierung von P290 eingesetzt, indem die Peptidsequenz durch den Austausch zweier Aminos{\"a}uren ver{\"a}ndert und das Molek{\"u}l zu einem Ring geschlossen wurde. Die entstandene Struktur besitzt deut- lich verbesserte Bindungseigenschaften und k{\"o}nnte k{\"u}nftig als Basis f{\"u}r eine neue Klasse von Wirkstoffen gegen L. pneumophila dienen. In diesem Projekt wurde eine Methode zur Aufkl{\"a}rung der Molek{\"u}lstruktur neuartiger Wirkstoffe gegen Malaria im Komplex mit ihrem paramagnetischen Zielmolek{\"u}l etabliert und weiterentwickelt. Die Vorgehensweise leitet intermolekulare Distanzinformationen aus der sog. paramagnetischen Relaxation ab, einem Effekt, der den Einsatz klassischer Me- thoden zur Molek{\"u}lstrukturaufkl{\"a}rung mittels NMR verhindert. Es werden drei Parameter durch NMR-Spektroskopie bestimmt: 1. die longitudinale Relaxationszeit der Wasserstoff- atome in Wirkstoffmolek{\"u}l, 2. die effektive Korrelationszeit des Komplexes und 3. der Spin- Zustand des Eisenions im Zielmolek{\"u}l. Mit Hilfe dieser Messmethode konnte die Komplexstruktur mehrerer bekannter Medika- mente gegen Malaria aufgekl{\"a}rt werden. Weiterhin wurden zwei neue Klassen von Wirkstof- fen untersucht, die C,C-gekoppelten Naphthylisoquinolin-Alkaloide und die N,C-gekoppelte Naphthylisoquinolin-Alkaloide. In {\"U}bereinstimmung mit theoretischen Vorhersagen aus der Literatur lagern sich die Wirkstoffe stets um einen Winkel geneigt und in Richtung des Randes des Zielmolek{\"u}ls verschoben an. Diese Konfiguration maximiert die attraktiven \&\#960;- \&\#960;-Wechselwirkungen zwischen den Molek{\"u}len. Aufgrund der gewonnenen Ergebnisse aus NMR, UV-Spektroskopie und Massenspektrome- trie konnte die Existenz eines bisher nicht bekannten Tetramer-Komplexes nachgewiesen werden, welcher eine wichtige Zwischenstufe in der Biokristallisation von H{\"a}mozoin durch die Malariaparasiten darstellen k{\"o}nnte, und Ansatzpunkte f{\"u}r den weiterhin nicht vollst{\"a}n- dig bekannten Wirkmechanismus der meisten Antimalaria-Wirkstoffe liefert. F{\"u}r die Naphthylisoquinolin-Alkaloide zeigte sich weiterhin, dass Wasser eine essenzielle Rolle in der Komplexbildung spielt. In Molek{\"u}ldynamiksimulationen der N,C-gekoppelten Naphthylisoquinolin-Alkaloide konnte die Entstehung einer Wasserstoffbr{\"u}cke zwischen Wirkstoff und Zielmolek{\"u}l gezeigt werden, welche einen zus{\"a}tzlichen Weg der Komplex- stabilisierung neben den bereits bekannten \&\#960;-\&\#960;-Wechselwirkungen aufzeigt. Die N,C-NIQs konnten erstmals auch bei einem pH-Wert von 5,6 beobachtet werden, einer chemischen Umgebung wie sie auch in-vivo in der Verdauungsvakuole des Malariaparasiten herrscht.},
  subject      = {NMR-Spektroskopie},
  language  = {de}
}
@article{HerwegHansmeierOttoetal.2015,
  author    = {Herweg, Jo-Ana and Hansmeier, Nicole and Otto, Andreas and Geffken, Anna C. and Subbarayal, Prema and Prusty, Bhupesh K. and Becher, D{\"o}rte and Hensel, Michael and Schaible, Ulrich E. and Rudel, Thomas and Hilbi, Hubert},
  title     = {Purification and proteomics of pathogen-modified vacuoles and membranes},
  series = {Frontiers in Cellular and Infection Microbiology},
  volume    = {5},
  journal   = {Frontiers in Cellular and Infection Microbiology},
  number    = {48},
  doi       = {10.3389/fcimb.2015.00048},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-151823},
  year      = {2015},
  abstract  = {Certain pathogenic bacteria adopt an intracellular lifestyle and proliferate in eukaryotic host cells. The intracellular niche protects the bacteria from cellular and humoral components of the mammalian immune system, and at the same time, allows the bacteria to gain access to otherwise restricted nutrient sources. Yet, intracellular protection and access to nutrients comes with a price, i.e., the bacteria need to overcome cell-autonomous defense mechanisms, such as the bactericidal endocytic pathway. While a few bacteria rupture the early phagosome and escape into the host cytoplasm, most intracellular pathogens form a distinct, degradation-resistant and replication-permissive membranous compartment. Intracellular bacteria that form unique pathogen vacuoles include Legionella, Mycobacterium, Chlamydia, Simkania, and Salmonella species. In order to understand the formation of these pathogen niches on a global scale and in a comprehensive and quantitative manner, an inventory of compartment-associated host factors is required. To this end, the intact pathogen compartments need to be isolated, purified and biochemically characterized. Here, we review recent progress on the isolation and purification of pathogen-modified vacuoles and membranes, as well as their proteomic characterization by mass spectrometry and different validation approaches. These studies provide the basis for further investigations on the specific mechanisms of pathogen-driven compartment formation.},
  language  = {en}
}