@phdthesis{Juli2012,
  author    = {Juli, Christina},
  title     = {Synthese und Charakterisierung von potenziellen Inhibitoren des „Macrophage infectivity potentiator" (Mip) Proteins von Legionella pneumophila - Ein neuer Ansatz in der Legionellose-Therapie},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-72950},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der Synthese und Charakterisierung potenzieller Inhibitoren des Oberfl{\"a}chenproteins Mip von Legionella pneumophila. Der gramnegative Mikroorganismus ist der urs{\"a}chliche Erreger der Legionellose. Die Erkrankung kann in zwei verschiedenen Formen auftreten, dem Pontiac-Fieber, einer Grippe-{\"a}hnlichen Atemwegserkrankung, und der Legion{\"a}rskrankheit, einer schweren Lungenentz{\"u}ndung mit einer Mortalit{\"a}tsrate von bis zu 30 \%. Nat{\"u}rliche und k{\"u}nstlich geschaffene S{\"u}ßwassersysteme bilden den biologischen Lebensraum der Bakterien. Aus dieser Umgebung werden sie {\"u}ber technische Vektoren wie Duschen oder Klimaanlagen durch Inhalation kontaminierter Aerosole auf den Menschen {\"u}bertragen, wo sie alveol{\"a}re Makrophagen besiedeln und eine pulmonale Infektion hervorrufen. Um die Zellen in der Lunge zu erreichen, m{\"u}ssen die Mikroorganismen jedoch zuerst die alveol{\"a}re Barriere, bestehend aus einer Epithelzellschicht und extrazellul{\"a}rer Matrix, {\"u}berwinden. Daf{\"u}r ist das Oberfl{\"a}chenprotein Mip, der Hauptvirulenzfaktor, verantwortlich. Mip ist ein Homodimer, das sich aus einer C- und einer N-Dom{\"a}ne zusammensetzt. W{\"a}hrend der N-Terminus f{\"u}r die Dimerisierung des Proteins verantwortlich ist, weist der C-Terminus die typische Faltung einer Peptidyl-Prolyl-cis/trans-Isomerase (PPIase) auf. Der Vergleich der Aminos{\"a}uresequenz der Mip-C-Dom{\"a}ne mit der Dom{\"a}ne verschiedener humaner PPIasen zeigte eine besonders große Homologie zu FKBP12, welches zur Familie der FK506-bindenden Proteine geh{\"o}rt und eine wichtige Rolle innerhalb des menschlichen Immunsystems spielt. Bemerkenswerterweise hemmen bekannte immunsuppressive FKBP12-Inhibitoren wie FK506 und Rapamycin neben der humanen PPIase ebenfalls das bakterielle Mip. Außerdem wurde beobachtet, dass die C-terminale Mip-PPIase an Kollagen IV, den Hauptbestandteil in der menschlichen Lunge, bindet und somit f{\"u}r die Transmigration der Legionellen in die Lunge verantwortlich ist. Mip-Inhibitoren sollten demnach eine Legionellen-Infektion verhindern k{\"o}nnen. Zur Verifizierung der Hypothese sollten daher im Rahmen dieser Arbeit neue Leitstrukturen f{\"u}r Mip-PPIase-Inhibitoren entwickelt werden. Mit Hilfe von Molecular-Modelling-Untersuchungen basierend auf der NMR-Struktur 2VCD wurde als eine m{\"o}gliche Leitstruktur N,N-Dimethylphenylsulfons{\"a}ureamid identifiziert. Deshalb sollten diese Verbindung sowie Analoga hergestellt werden. Obwohl die Immunsuppressiva FK506 und Rapamycin Mip-Inhibitoren darstellen, k{\"o}nnen sie auf Grund ihrer immunsuppressiven Eigenschaften nicht in der Legionellosetherapie eingesetzt werden. Die makrozyklischen Immunsuppressiva setzen sich im Gegensatz zu N,N-Dimethylphenylsulfons{\"a}ureamid allerdings aus zwei strukturellen Einheiten, einer Binde- sowie einer Effektordom{\"a}ne, zusammen. Die Bindedom{\"a}ne mit dem Pipecolins{\"a}ure-Grundger{\"u}st ist f{\"u}r die Wechselwirkungen mit Mip und FKBP12 verantwortlich. Die Effektordom{\"a}ne hingegen ist der aliphatische Teil der Makrozyklen, der erst durch die Bildung eines tern{\"a}ren Komplexes eine Immunsuppression hervorruft. Somit k{\"o}nnen Verbindungen vom Pipecolins{\"a}ure-Typ keine immunsuppressive Wirkung haben und stellen demnach optimale, neue Leitstrukturen f{\"u}r Mip-Inhibitoren dar. Aus diesem Grund wurden die zwei literaturbekannten, nicht-immunsuppressiven FKBP12-Inhibitoren A und B ausgew{\"a}hlt und in verschiedenen Docking-Studien untersucht. Das Molecular-Modelling zeigte, dass nur Verbindung B reproduzierbare Interaktionen mit Mip eingehen kann und demnach ein potenzieller Inhibitor ist. Um dies zu {\"u}berpr{\"u}fen, sollten beide Verbindungen A und B sowie eine Mischform hergestellt werden. Neben diesen Verbindungen wurden weiterhin Variationen an der Struktur vorgenommen. Alle Verbindungen wurden in einem In-vitro-Enzymassay gezielt auf ihre Mip-Interaktion untersucht. Die In-vitro-Untersuchungen zeigten, dass nur Pipecolins{\"a}ure-Derivate vom Sulfons{\"a}ureamid-Typ B die Mip-PPIase inhibieren, die besten Verbindungen sind 22b, 23a und 24a. Neben den enzymatischen In-vitro-Testungen wurden exemplarisch f{\"u}r die Verbindungen 1a, 12a, 22a und 22b HSQC-NMR-Experimente zur Bestimmung der Inhibitor-Proteinbindung durchgef{\"u}hrt. F{\"u}r Verbindung 22b wurde zus{\"a}tzlich die In-vivo-Wachstumshemmung der Legionellen mittels Gentamicin-Infektionsstudien ermittelt.},
  subject      = {Legionella pneumophila},
  language  = {de}
}