@phdthesis{Wobbe2007,
  author    = {Wobbe, Thomas},
  title     = {Beeinflussung der Signaltransduktion des humanen Parathormon (PTH)-2 Rezeptors mittels Einzel- und Kombinationsmutationen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-27880},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Parathormon (PTH) aktiviert am PTH-1 Rezeptor (P1R) mindestens zwei Signalwege: {\"U}ber Guanosintriphosphat-bindende Proteine (Gs) kommt es intrazellul{\"a}r zu einem Anstieg von zyklischem Adenosinmonophosphat (cAMP) und zu einer Aktivierung der Proteinkinase A (PKA). Gq Protein-vermittelt erfolgt eine Aktivierung der Phospholipase C (PLC) und ein intrazellul{\"a}rer Anstieg des Inositoltriphosphat (IP3). Der verwandte PTH-2 Rezeptor (P2R) wird einerseits durch seinen vermutlich physiologischen Liganden, das tuberoinfundibul{\"a}re Peptid (TIP39), und andererseits durch PTH aktiviert. Im Gegensatz zum P1R zeigt der P2R nur eine Ankopplung an den cAMP Signalweg und keine an den PLC Signalweg. Voruntersuchungen hatten gezeigt, dass intrazellul{\"a}re Abschnitte der zweiten und dritten Schleife sowie Bereiche des C-Terminus des P1R f{\"u}r die Aktivierung des PLC Signalweges verantwortlich sind. In der vorliegenden Dissertation erfolgte eine stufenweise Angleichung intrazellul{\"a}rer Abschnitte des P2R an den P1R. Die generierten Hybridrezeptoren wurden hinsichtlich ihres Signaltransduktionsverhaltens untersucht. Mit der Bestimmung der akkumulierten Gesamtinositole und des intrazellul{\"a}ren Calciums [Ca]i konnte gezeigt werden, dass trotz einer 95\%-igen {\"U}bereinstimmung der intrazellul{\"a}ren Aminos{\"a}uresequenzen der P2R-Hybridrezeptoren mit denen des P1R, die Ankopplung an den PLC Signalweg nicht {\"u}bertragen werden kann. Diese Ergebnisse wurden f{\"u}r Stimulationen mit PTH und TIP39 nachgewiesen. Durch Hemmung der Proteinkinasen A und C konnte, wie erwartet, am P1R ein verst{\"a}rktes IP3 Signal beobachtet werden. Eine Aktivierbarkeit des PLC Signalweges wurde auch hierbei f{\"u}r die Hybridrezeptoren nicht gesehen. F{\"u}r die Aktivierung des cAMP Signalweges der Hybridrezeptoren konnte beobachtet werden, dass diese sich weitestgehend in Anlehnung zum P2R verhalten. Außerdem konnte gezeigt werden, dass f{\"u}r eine effiziente Ankopplung an den cAMP Signalweg alle aus dem P1R in den P2R einf{\"u}gten Teilabschnitte (zweite, dritte Schleife und C-Terminus) zusammenwirken. Der Hybridrezeptor, an dem alle drei Teilabschnitte ausgetauscht wurden, f{\"u}hrte zu einer signifikant besseren Ankopplung an den cAMP Signalweg, als die Einzelmutation des C-Terminus. Die Messung zum cAMP Signalweg wurden mit den Liganden TIP39 und PTH durchgef{\"u}hrt. F{\"u}r die Aktivierung des Gs Protein-vermittelten cAMP Signalweg am P1R oder P2R sind daher vermutlich Interaktionen verschiedener Rezeptorabschnitte verantwortlich. Insgesamt konnten in dieser Arbeit weitere wichtige Erkenntnisse bez{\"u}glich unterschiedlicher Aspekte der Signaltransduktion des P1R und des P2R gewonnen werden.},
  subject      = {Parathormon},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Poppe2009,
  author    = {Poppe, Heiko Anton},
  title     = {Bestimmung der Substrat- und Inhibitorspezifit{\"a}t von Phosphodiesterasen mittels Mikrokaloriemetrie},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-34477},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Neben den cAMP- und cGMP-abh{\"a}ngigen Proteinkinasen (PKA bzw. PKG) sind als zyklonukleotid-regulierte Effektorproteine die Ionenkan{\"a}le CNG1-4, der "guanine nucleotide exhange factor" Epac sowie die zyklonukleotid-spaltende Familie der Phosphodiesterasen (PDEs) von Bedeutung. Industriell synthetisierte cGMP- und cAMP-Analoga besitzen zwar meist eine hohe Affinit{\"a}t f{\"u}r ihr Zielprotein, {\"u}ber ihre Hydrolysestabilit{\"a}t gegen{\"u}ber PDEs in der Zelle ist jedoch wenig bekannt. In dieser Arbeit wurden die kinetischen Konstanten von elf der am h{\"a}ufigsten genutzten cAMP-und cGMP-Analoga an verschiedenen Vertretern der PDE-Familien mittels Mikrokaloriemetrie bestimmt. Zudem konnte in den Messungen der inhibitorisch Effekt hydrolysestabiler Derivate auf die PDEs qualitativ und quantitativ ermittelt werden kann. Die Ergebnisse zeigen, dass Phosphodiesterasen in der Lage sind, auch chemisch modifizierte Analogsubstanzen der Cyclonukleotide cAMP und cGMP zu hydrolysieren. Hydrolysestabile Derivate dagegen entwickeln h{\"a}ufig inhibitorische Wirkung auf die PDEs und verursachen dadurch Ver{\"a}nderungen der intrazellul{\"a}ren cAMP und cGMP Konzentrationen. So vermag z. B. die Epac-spezifische Substanz Sp-8-pCPT-2'-O-Me-cAMPS in den in vitro Experimenten die PDEs mit ki-Werten im einstelligen mikromolaren Bereich zu inhibieren. In mit Sp-8-pCPT-2'-O-Me-cAMPS stimulierten Thrombozyten steigt als Folge dieser PDE-Hemmung die cGMP Konzentration in der Zelle an und man beobachtet eine als Folge eine PKG-vermittelte Phosphorylierung des Substratproteins VASP - eine unerw{\"u}nschte Nebenreaktion. Die erhobenen Daten lassen außerdem R{\"u}ckschl{\"u}sse auf den Inhibitionsmechanismus zu. Einige Analoga inhibieren die cGMP-bindenden GAF-Dom{\"a}nen in den PDEs 2A, 5A, 6cone und 10A sowie die PDE 4D3 nach dem linear-mixed-Typ und beeinflussen daher, neben der katalytischen Aktivit{\"a}t, vermutlich auch regulatorische Zentren dieser Enzyme. Zusammenfassend erleichtern die erhobenen Daten Wissenschaftlern die Auswahl des f{\"u}r ihre Fragestellung am besten geeigneten Derivates.},
  subject      = {Cyclisches Nucleotid Phosphodiesterase <3},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Konrad2021,
  author    = {Konrad, Charlotte},
  title     = {Biochemische Charakterisierung von cAMP-Gradienten - Einfluss von Phosphodiesterasen},
  doi       = {10.25972/OPUS-20572},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-205728},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Cyclisches Adenosinmonophosphat ist ein ubiquit{\"a}rer zweiter Botenstoff zahlreicher Signalwege im menschlichen K{\"o}rper. Auf eine Vielzahl verschiedenster extrazellul{\"a}rer Signale folgt jedoch eine Erh{\"o}hung desselben intrazellul{\"a}ren Botenstoffs - cAMP. Nichtsdestotrotz schafft es die Zelle, Signalspezifit{\"a}t aufrecht zu erhalten. Ein anerkanntes, wenn auch bisher unverstandenes Modell, um dieses zu erm{\"o}glichen, ist das Prinzip der Kompartimentierung. Die Zelle besitzt demnach Areale verschieden hoher cAMP-Konzentrationen, welche lokal begrenzt einzelne Signalkaskaden beeinflussen und somit eine differenzierte Signal{\"u}bertragung erm{\"o}glichen. Eine m{\"o}gliche Ursache f{\"u}r die Ausbildung solcher Bereiche geringerer cAMP- Konzentrationen (hier als Dom{\"a}nen bezeichnet), ist die hydrolytische Aktivit{\"a}t von Phosphodiesterasen (PDEs), welche als einzige Enzyme die F{\"a}higkeiten besitzen, cAMP zu degradieren. In dieser Arbeit wird der Einfluss der cAMP-Hydrolyse verschiedener PDEs auf die Gr{\"o}ße dieser Dom{\"a}nen evaluiert und mit denen der PDE4A1 verglichen, welche bereits durch unsere Arbeitsgruppe aufgrund ihrer Gr{\"o}ße als Nanodom{\"a}nen definiert wurden. Der Fokus wird dabei auf den Einfluss von kinetischen Eigenschaften der Phosphodiesterasen gelegt. So werden eine PDE mit hoher Umsatzgeschwindigkeit (PDE2A3) und eine PDE mit hoher Substrataffinit{\"a}t (PDE8A1) verglichen. Mithilfe sogenannter Linker, Abstandshaltern definierter L{\"a}nge, werden zus{\"a}tzlich die Nanodom{\"a}nen ausgemessen, um einen direkten Zusammenhang zwischen Gr{\"o}ße und kinetischer Eigenschaft anzugeben. Die Zusammenschau der Ergebnisse zeigt, dass die maximale Umsatzgeschwindigkeit der Phosphodiesterasen direkt mit der Gr{\"o}ße der Nanodom{\"a}nen korreliert. Durch den unmittelbaren Vergleich der gesamten PDE mit ihrer katalytischen Dom{\"a}ne wird zus{\"a}tzlich der Einfluss von regulatorischen Dom{\"a}nen evaluiert. Es wird gezeigt, dass diese cAMP-Gradienten modulieren k{\"o}nnen. Bei der PDE2A3 geschieht die Modulation u.a. durch Stimulation mit cGMP, welche h{\"o}chstwahrscheinlich dosisabh{\"a}ngig ist und somit graduell verl{\"a}uft. Hiermit pr{\"a}sentieren sich die Dom{\"a}nen als dynamische Bereiche, d.h. sie k{\"o}nnen in ihrer Auspr{\"a}gung reguliert werden. In dieser Arbeit wird die Hypothese best{\"a}tigt, dass Phosphodiesterasen eine wichtige Rolle in der Kompartimentierung von cAMP spielen, die Gruppe jedoch inhomogener ist, als bislang angenommen. Die Gradienten-Bildung l{\"a}sst sich nicht bei jeder Phosphodiesterase darstellen (PDE8A1). Einige Phosphodiesterasen (PDE2A3) jedoch bilden Kompartimente, die durch externe Stimuli in ihrer Gr{\"o}ße reguliert werden k{\"o}nnen. Die Arbeit legt den Grundstein zur breiteren Charakterisierung des spezifischen Einflusses weiterer PDEs auf cAMP-Kompartimentierung, welches nicht nur das Verst{\"a}ndnis der Kompartimentierungs-Strategien voranbringt, sondern auch essentiell f{\"u}r das Verst{\"a}ndnis der Pathophysiologie zahlreicher Krankheitsbilder, aber auch f{\"u}r das Verst{\"a}ndnis bereits angewandter aber auch potentiell neuer Medikamente ist.},
  subject      = {Cyclo-AMP},
  language  = {de}
}
@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{Wuttke2009,
  author    = {Wuttke, Martin},
  title     = {Die Kommunikation zwischen Aldosteron, dem humanen Mineralokortikoidrezeptor und der cAMP/CRE - Signalkaskade},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-48072},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Doktorarbeit {\"u}ber den Einfluss von Aldosteron auf den intrazellul{\"a}ren Betarezeptorsignalweg. Erkl{\"a}rungsansatz f{\"u}r profibrotische Effekte von Aldosteron.},
  subject      = {Aldosteron},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Leweke2013,
  author    = {Leweke, Rhea},
  title     = {Die Rolle der NF-κB-Aktivierung beim LPS-induzierten Zusammenbruch der Endothelbarriere},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-83810},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2013},
  abstract  = {Eine intakte Endothelbarriere ist eine unabdingbare Voraussetzung f{\"u}r die uneingeschr{\"a}nkte Funktion s{\"a}mtlicher Organe. Wird die Barrierefunktion durch entz{\"u}ndliche Prozesse gest{\"o}rt, so kommt es zum Austritt von Gef{\"a}ßfl{\"u}ssigkeit ins Interstitium. Dies resultiert in Organversagen und ist Mitverursacher der hohen Sterblichkeit bei systemischen Entz{\"u}ndungsreaktionen und Sepsis. Vorangehende Untersuchungen haben bereits wichtige Mechanismen aufgedeckt, die zum Barriereverlust f{\"u}hren (Schlegel et al., 2009). In dieser Studie wurde untersucht, ob die Aktivierung des Transkriptionsfaktors NF ĸB f{\"u}r den LPS-induzierten Zusammenbruch der Endothelbarriere von Bedeutung ist. In der vorliegenden Arbeit wurde gezeigt, dass die Einwirkung von LPS in zwei verschiedenen Endothelzelllinien, den makrovaskul{\"a}ren PSEC sowie den mikrovaskul{\"a}ren HDMEC, zu einer signifikanten Aktivierung von NF ĸB f{\"u}hrte. Dies wurde sowohl mittels Kernextraktionsversuchen als auch durch Immunfluoreszenzf{\"a}rbungen nachgewiesen. Messungen des TER zeigten eine Abnahme des endothelialen Widerstands und folglich der Barrierefunktion nach Applikation von LPS, gefolgt von einer spontanen Regeneration der Barriere nach einer Inkubationszeit von 24 h. Eine Erh{\"o}hung des intrazellul{\"a}ren cAMP Spiegels durch Applikation von Forskolin/Rolipram verhinderte zwar die LPS induzierte Bildung interzellul{\"a}rer L{\"u}cken, nicht jedoch die Aktivierung des Transkriptionsfaktors NF ĸB. Vielmehr verst{\"a}rkte eine cAMP Erh{\"o}hung sogar eine NF ĸB Aktivierung in HDMEC nach 4 h, ohne die Morphologie der Endothelzelljunktionen zu sch{\"a}digen. Der selektive NF ĸB Inhibitor NBD Peptid vermochte im Gegensatz dazu die LPS induzierte NF ĸB Aktivierung deutlich zu hemmen, verhinderte allerdings weder die interzellul{\"a}re L{\"u}ckenbildung noch den Abfall des TER durch LPS. Im Gegenteil - da unter Einwirkung von NBD Peptid die spontane Regeneration des TER nach LPS Applikation ausblieb, schienen barrierekompromittierende Effekte von LPS durch Hemmung der NF ĸB Aktivierung mittels NBD-Peptid sogar verst{\"a}rkt zu werden. In {\"U}bereinstimmung mit diesen Ergebnissen hemmte auch die Repression von NF ĸB p65 durch eine spezifische p65 siRNA den LPS induzierten Zusammenbruch der Endothelbarriere nicht. Weitere NF ĸB abh{\"a}ngige Proteine wie VASP und Caveolin 1, deren Beteiligung am Pathomechanismus von anderen Arbeitsgruppen vorgeschlagen wurde, blieben in unseren Experimenten unter LPS Exposition unver{\"a}ndert. Zusammenfassend scheint die NF ĸB Aktivierung initial nicht entscheidend am LPS induzierten Zusammenbruch der Endothelbarriere beteiligt zu sein. Unsere Ergebnisse legen vielmehr nahe, dass die Aktivierung des Transkriptionsfaktors m{\"o}glicherweise Teil eines „Rescue" Mechanismus sein k{\"o}nnte.},
  subject      = {Sepsis},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Vielmuth2014,
  author    = {Vielmuth, Franziska},
  title     = {Die Rolle von cAMP bei Pemphigus vulgaris},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-107757},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {Desmosomen sind Zell-Zell-Kontakte, die eine starke interzellul{\"a}re Haftung vermitteln. Sie sind daher besonders wichtig f{\"u}r die Integrit{\"a}t von Geweben wie der Haut, die laufend einer starken mechanischen Beanspruchung ausgesetzt sind. Pemphigus vulgaris ist eine Autoimmundermatose, die zur Ausbildung schlaffer Blasen durch Spaltbildung in der Epidermis f{\"u}hrt. Als urs{\"a}chlich daf{\"u}r wurden Autoantik{\"o}rper gegen die desmosomalen Cadherine Dsg1 und 3 herausgestellt, die in Desmosomen vorkommen. cAMP ist ein wichtiger Botenstoff des Zellstoffwechsels und an der Regulierung und Modulation einer Vielzahl von zellul{\"a}ren Prozessen beteiligt, darunter auch die Stabilisierung der Endothelbarriere {\"u}ber St{\"a}rkung der Haftung eines klassischen Cadherins, n{\"a}mlich VE-Cadherin. In Ankn{\"u}pfung an die vorliegenden Daten aus Pemphigus- und Endothelforschung besch{\"a}ftigt sich diese Arbeit mit der Rolle von cAMP bei Pemphigus vulgaris. Es wurde in Keratinozytenkultur sowie im neonatalen Pemphigus-Mausmodell untersucht, ob die Erh{\"o}hung der intrazellul{\"a}ren cAMP-Spiegel einen Einfluss auf PV-IgG-induzierte morphologische und funktionelle Ver{\"a}nderungen hat. Eine Erh{\"o}hung des intrazellul{\"a}ren cAMP-Spiegels konnte sowohl in vitro als auch in vivo als protektiv herausgestellt werden. In Keratinozytenkultur konnte gezeigt werden, dass eine Erh{\"o}hung des intrazellul{\"a}ren cAMP-Spiegels durch Forskolin/Rolipram oder Isoproterenol in der Lage war, die PV-IgG-induzierten morphologischen Ver{\"a}nderungen, die Dsg3-Depletion, sowie den Adh{\"a}sionsverlust zu blockieren. Weiterhin konnte die Blasenbildung in vivo durch cAMP-Erh{\"o}hung vollst{\"a}ndig verhindert werden. Im Anschluss wurde untersucht, ob die Inkubation mit PV-IgGs einen Einfluss auf die intrazellul{\"a}ren cAMP-Spiegel in vitro hat. Dabei konnte gezeigt werden, dass die Zellen mit einer Erh{\"o}hung der cAMP-Spiegel reagieren, wenn auch in einem geringeren Ausmaß als durch die eingesetzten Mediatoren. Somit kann cAMP als Rettungsmechanismus der Zellen angesehen werden und es wurde daraufhin der Einfluss von cAMP auf die Regeneration von Keratinozyten nach PV-IgG-Inkubation untersucht. Dieser Prozess konnte durch eine cAMP-Erh{\"o}hung verbessert werden und erwies sich als partiell abh{\"a}ngig von PKA. Schlussendlich konnte nachgewiesen werden, dass cAMP in vitro wie in vivo {\"u}ber die Blockade der p38MAPK-Aktivierung protektiv wirkt. Zusammenfassend konnte so ein neuer Einblick in die zellul{\"a}re Antwort von Keratinozyten auf Pemphigus-Autoantik{\"o}rperbindung gewonnen werden. Dieser k{\"o}nnte auch im Hinblick auf die Entwicklung neuer therapeutischer Strategien bei Pemphigus vulgaris wichtig sein.},
  subject      = {Pemphigus},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Werthmann2009,
  author    = {Werthmann, Ruth},
  title     = {Echtzeit-Untersuchungen zur Thrombin-abh{\"a}ngigen {\"A}nderung der cAMP-Konzentration in lebenden Endothelzellen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-46066},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Das Endothel bildet eine einschichtige Zellbarriere zwischen Blut und interstitiellem Gewebe, deren Durchl{\"a}ssigkeit entscheidend durch die sekund{\"a}ren Botenstoffe Ca2+ und cAMP reguliert wird. W{\"a}hrend Ca2+ durch eine verst{\"a}rkte Kontraktion der Endothelzellen die Permeabilit{\"a}t erh{\"o}ht, f{\"o}rdert cAMP die Adh{\"a}sion der Zellen und unterst{\"u}tzt somit die Barrierefunktion. Es ist bekannt, dass Thrombin durch einen Anstieg der intrazellul{\"a}ren Ca2+-Konzentration und vermutlich auch durch eine Hemmung der cAMP-Konzentration zu einer Permeabilit{\"a}tserh{\"o}hung f{\"u}hrt. Ziel dieser Arbeit war es, Thrombin-induzierte {\"A}nderungen der cAMP-Konzentration in Echtzeit in lebenden Endothelzellen mittels Fluorescence-Resonance-Energy-Transfer (FRET) zu untersuchen. Hierf{\"u}r wurden Human-Umbilical-Vein-Endothelial-Cells (HUVECs) mit dem FRET-basierten cAMP-Sensor Epac1-camps transfiziert. Die Bindung von cAMP an Epac1-camps f{\"u}hrt zu einer Konformations{\"a}nderung des Sensors und damit zu einer Abschw{\"a}chung des FRET. Mit Hilfe dieses Sensors kann die cAMP-Konzentration mit hoher zeitlicher Aufl{\"o}sung in einzelnen lebenden Zellen gemessen werden. Untersucht wurde der Effekt von Thrombin auf die cAMP-Konzentration in Endothelzellen, deren cAMP-Konzentration durch Stimulierung endogener \&\#946;-Rezeptoren erh{\"o}ht war. Thrombin erniedrigte Ca2+-abh{\"a}ngig die cAMP-Konzentration um ca. 30 \%. Dieser Abfall der cAMP-Konzentration folgte zeitlich verz{\"o}gert dem Thrombin-induzierten Ca2+-Signal. Die cAMP-Konzentration erreichte ca. 30 s nach der Thrombinzugabe ein Minimum und stieg danach wieder an. Durch die Herunterregulierung der durch Ca2+ direkt inhibierten Adenylatzyklase 6 (AC6) mittels siRNA wurde die Thrombin-induzierte Abnahme der cAMP-Konzentration vollst{\"a}ndig aufgehoben. Dies best{\"a}tigte, dass Thrombin durch die Ca2+-vermittelte Inhibierung der AC6 eine Abnahme der cAMP-Konzentration verursacht. Ohne \&\#946;-adrenerge Stimulation f{\"u}hrte die Applikation von Thrombin zu einem langsamen Anstieg der cAMP-Konzentration, der mehrere Minuten anhielt. Dieser cAMP-Konzentrationsanstieg beruhte auf der Ca2+-abh{\"a}ngigen Aktivierung der Phospholipase A2 (PLA2). Diese setzt Arachidons{\"a}ure aus Membranphospholipiden frei, die als Substrat f{\"u}r die Synthese verschiedener Prostaglandine dient. Durch die pharmakologische Beeinflussung von Zyklooxygenasen und Prostazyklinrezeptoren konnte gezeigt werden, dass die Synthese von Prostazyklin und die anschließende Stimulation Gs-gekoppelter Prostazyklinrezeptoren zum Thrombin-induzierten Anstieg der cAMP-Konzentration f{\"u}hrte. Da die Physiologie der Endothelzellen im Gef{\"a}ß stark von Faktoren aus der unmittelbaren Umgebung beeinflusst wird, ist die Messung der {\"A}nderungen der cAMP-Konzentration in Endothelzellen, die sich innerhalb eines Gewebes befinden, von sehr großer Bedeutung. Deshalb war die Generierung transgener M{\"a}use mit einer gewebespezifischen Expression des FRET-Sensors Epac1-camps in Endothelzellen ein weiteres Ziel dieser Arbeit. Durch Anwendung eines Cre-Rekombinase/loxP-Ansatzes konnten transgene M{\"a}use generiert werden, die Epac1-camps spezifisch in Endothelzellen exprimierten. An isolierten pulmon{\"a}ren Endothelzellen konnte die Funktionalit{\"a}t des transgen exprimierten Sensors Epac1-camps nachgewiesen werden. Die Echtzeitmessung der Thrombin-induzierten {\"A}nderungen der cAMP-Konzentration verdeutlichte ein zeitlich sehr komplexes Wechselspiel zwischen Ca2+- und cAMP-Signalen, das die Barrierefunktion des Endothels maßgeblich beeinflussen wird. Die transgene Expression von Epac1-camps in Endothelzellen erm{\"o}glicht in Zukunft die Untersuchung der Thrombin-verursachten {\"A}nderungen der cAMP-Konzentration und der Permeabilit{\"a}t innerhalb eines intakten Gef{\"a}ßes.},
  subject      = {Cyclo-AMP},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Duennes2016,
  author    = {D{\"u}nnes, Sarah},
  title     = {Einfluss der NO-sensitiven Guanylyl-Cyclase auf den cGMP/cAMP-Crosstalk und die Steifigkeit der murinen Aorta},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-141479},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2016},
  abstract  = {Die NO/cGMP-vermittelte Signalkaskade ist im vaskul{\"a}ren System entscheidend an der Regulation des Blutdrucks beteiligt. Innerhalb der Kaskade nimmt die NO-sensitive Guanylyl-Cyclase (NO-GC) eine Schl{\"u}sselfunktion als wichtigster Rezeptor f{\"u}r das Signalmolek{\"u}l Stickstoffmonoxids (NO) ein. NO wird endogen von verschiedenen Isoformen der NO Synthase produziert. Die Bindung von NO an die NO GC f{\"u}hrt zur Produktion des sekund{\"a}ren Botenstoffs cyclisches Guanosinmonophosphat (cGMP). Dieser Botenstoff aktiviert verschiedene Effektor-Molek{\"u}le und bewirkt letztlich eine Relaxation der glatten Muskulatur. Ein weiterer sekund{\"a}rer Botenstoff, das Signalmolek{\"u}l cyclisches Adenosinmonophosphat (cAMP), ist ebenfalls an der Regulation des Tonus der glatten Muskulatur und dadurch an der Blutdruckregulation beteiligt. Unterschiedliche Phosphodiesterasen (PDE) bauen die sekund{\"a}ren Botenstoffe ab und beenden dadurch die Signalkaskaden. Die PDE3 spielt hierbei eine besondere Rolle, da sie eine gemischte Substratspezifit{\"a}t besitzt. Um den Einfluss der NO-GC auf das kardiovaskul{\"a}re System zu untersuchen, wurden NO-GC Knockout(KO)-M{\"a}use mit globaler (GCKO) oder Glattmuskel-spezifischer (SMC-GCKO) Deletion der NO-GC generiert. Um das Zusammenspiel von cAMP und cGMP n{\"a}her zu beleuchten, wurde im ersten Teil dieser Arbeit die PDE3 genauer untersucht. Im Gef{\"a}ßsystem wird lediglich die PDE3A und nicht die PDE3B exprimiert. Die Aorten von GCKO- und SMC-GCKO-Tieren reagieren sensitiver auf PDE3A-Blockade als die Kontroll-Tiere. Auch die akute Blockade der NO-GC f{\"u}hrt zu diesem Sensitivit{\"a}tseffekt. Die PDE3A ist in Folge der NO-GC-Deletion sowohl in ihrer Expression, als auch ihrer Aktivit{\"a}t um die H{\"a}lfte reduziert. Dies dient vermutlich kompensatorisch dazu, das cAMP-Signal weitgehend zu erhalten und so eine cAMP-induzierte Relaxation der Gef{\"a}ße zu gew{\"a}hrleisten. Ohne R{\"u}ckkopplung zwischen den beiden Signalwegen k{\"a}me es vermutlich zu weiteren negativen Konsequenzen f{\"u}r das Herz-Kreislaufsystem. Diese Daten weisen auf eine direkte Regulation der PDE3 in glatten Muskelzellen durch die NO/cGMP-Signalkaskade und einen PDE3-vermittelten cAMP/cGMP-Crosstalk hin. Der genaue Mechanismus dieser Expressionsregulation ist noch unklar. Denkbar w{\"a}re eine cGMP-vermittelte Transkriptionsregulation oder eine Modulation der Translation der PDE3A. Der Verlust der NO-GC f{\"u}hrt in GCKO- und SMC-GCKO-M{\"a}usen zu einem erh{\"o}hten systolischen Blutdruck von ~30 mmHg. Bei der Entwicklung der arteriellen Hypertonie k{\"o}nnte eine erh{\"o}hte Aortensteifigkeit beteiligt sein, die im zweiten Teil dieser Arbeit n{\"a}her untersucht wurde. In GCKO-M{\"a}usen ist die aortale Steifigkeit und daraus resultierend die Pulswellengeschwindigkeit (PWV) deutlich erh{\"o}ht. Die Steigerung der PWV wird in den GCKO-Tieren zus{\"a}tzlich durch den verminderten Aorten-Durchmesser bedingt. Außerdem weisen die Aorten dieser Tiere eine ver{\"a}nderte Wandstruktur auf, die zu einer Verminderung der aortalen Windkesselfunktion f{\"u}hrt. Diese Ver{\"a}nderungen k{\"o}nnten die Blutdruckerh{\"o}hung in GCKO-M{\"a}usen erkl{\"a}ren. In SMC-GCKO-Tieren tritt keine dieser Gef{\"a}ß-Modifikationen auf. Eine Aortensteifigkeit als m{\"o}gliche Ursache f{\"u}r den erh{\"o}hten systolischen Blutdruck in den SMC-GCKO-Tieren kann somit ausgeschlossen werden. Zur Aufkl{\"a}rung m{\"u}ssen weitere Versuche zum Aufbau der Gef{\"a}ßw{\"a}nde und zur Bestimmung des peripheren Widerstands gemacht werden. Auch der Einfluss anderer Zelltypen, wie z.B. Perizyten oder Fibroblasten, auf die Blutdruckregulation sollte untersucht werden.},
  subject      = {Knock-Out <Molekulargenetik>},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kapustjansky2011,
  author    = {Kapustjansky, Alexander},
  title     = {In vivo imaging and optogenetic approach to study the formation of olfactory memory and locomotor behaviour in Drosophila melanogaster},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-69535},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Understanding of complex interactions and events in a nervous system, leading from the molecular level up to certain behavioural patterns calls for interdisciplinary interactions of various research areas. The goal of the presented work is to achieve such an interdisciplinary approach to study and manipulate animal behaviour and its underlying mechanisms. Optical in vivo imaging is a new constantly evolving method, allowing one to study not only the local but also wide reaching activity in the nervous system. Due to ease of its genetic accessibility Drosophila melanogaster represents an extraordinary experimental organism to utilize not only imaging but also various optogenetic techniques to study the neuronal underpinnings of behaviour. In this study four genetically encoded sensors were used to investigate the temporal dynamics of cAMP concentration changes in the horizontal lobes of the mushroom body, a brain area important for learning and memory, in response to various physiological and pharmacological stimuli. Several transgenic lines with various genomic insertion sites for the sensor constructs Epac1, Epac2, Epac2K390E and HCN2 were screened for the best signal quality, one line was selected for further experiments. The in vivo functionality of the sensor was assessed via pharmacological application of 8-bromo-cAMP as well as Forskolin, a substance stimulating cAMP producing adenylyl cyclases. This was followed by recording of the cAMP dynamics in response to the application of dopamine and octopamine, as well as to the presentation of electric shock, odorants or a simulated olfactory signal, induced by acetylcholine application to the observed brain area. In addition the interaction between the shock and the simulated olfactory signal by simultaneous presentation of both stimuli was studied. Preliminary results are supporting a coincidence detection mechanism at the level of the adenylyl cyclase as postulated by the present model for classical olfactory conditioning. In a second series of experiments an effort was made to selecticvely activate a subset of neurons via the optogenetic tool Channelrhodopsin (ChR2). This was achieved by recording the behaviour of the fly in a walking ball paradigm. A new method was developed to analyse the walking behaviour of the animal whose brain was made optically accessible via a dissection technique, as used for imaging, thus allowing one to target selected brain areas. Using the Gal4-UAS system the protocerebral bridge, a substructure of the central complex, was highlighted by expressing the ChR2 tagged by fluorescent protein EYFP. First behavioural recordings of such specially prepared animals were made. Lastly a new experimental paradigm for single animal conditioning was developed (Shock Box). Its design is based on the established Heat Box paradigm, however in addition to spatial and operant conditioning available in the Heat Box, the design of the new paradigm allows one to set up experiments to study classical and semioperant olfactory conditioning, as well as semioperant place learning and operant no idleness experiments. First experiments involving place learning were successfully performed in the new apparatus.},
  subject      = {Taufliege},
  language  = {en}
}