@phdthesis{Pinkert2008,
  author    = {Pinkert, Stefan},
  title     = {The human proteome is shaped by evolution and interactions},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-35566},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Das menschliche Genom ist seit 2001 komplett sequenziert. Ein Großteil der Proteine wurde mittlerweile beschrieben und t{\"a}glich werden bioinformatische Vorhersagen praktisch best{\"a}tigt. Als weiteres Großprojekt wurde k{\"u}rzlich die Sequenzierung des Genoms von 1000 Menschen gestartet. Trotzdem ist immer noch wenig {\"u}ber die Evolution des gesamten menschlichen Proteoms bekannt. Proteindom{\"a}nen und ihre Kombinationen sind teilweise sehr detailliert erforscht, aber es wurden noch nicht alle Dom{\"a}nenarchitekturen des Menschen in ihrer Gesamtheit miteinander verglichen. Der verwendete große hochqualitative Datensatz von Protein-Protein-Interaktionen und Komplexen stammt aus dem Jahr 2006 und erm{\"o}glicht es erstmals das menschliche Proteom mit einer vorher nicht m{\"o}glichen Genauigkeit analysieren zu k{\"o}nnen. Hochentwickelte Cluster Algorithmen und die Verf{\"u}gbarkeit von großer Rechenkapazit{\"a}t bef{\"a}higen uns neue Information {\"u}ber Proteinnetzwerke ohne weitere Laborarbeit zu gewinnen. Die vorliegende Arbeit analysiert das menschliche Proteom auf drei verschiedenen Ebenen. Zuerst wurde der Ursprung von Proteinen basierend auf ihrer Dom{\"a}nenarchitektur analysiert, danach wurden Protein-Protein-Interaktionen untersucht und schließlich erfolgte Einteilung der Proteine nach ihren vorhandenen und fehlenden Interaktionen. Die meisten bekannten Proteine enthalten mindestens eine Dom{\"a}ne und die Proteinfunktion ergibt sich aus der Summe der Funktionen der einzelnen enthaltenen Dom{\"a}nen. Proteine, die auf der gleichen Dom{\"a}nenarchitektur basieren, das heißt die die gleichen Dom{\"a}nen in derselben Reihenfolge besitzen, sind homolog und daher aus einem gemeinsamen urspr{\"u}nglichen Protein entstanden. Die Dom{\"a}nenarchitekturen der urspr{\"u}nglichen Proteine wurden f{\"u}r 750000 Proteine aus 1313 Spezies bestimmt. Die Gruppierung von Spezies und ihrer Proteine ergibt sich aus taxonomischen Daten von NCBI-Taxonomy, welche mit zus{\"a}tzlichen Informationen basierend auf molekularen Markern erg{\"a}nzt wurden. Der resultierende Datensatz, bestehend aus 5817 Dom{\"a}nen und 32868 Dom{\"a}nenarchitekturen, war die Grundlage f{\"u}r die Bestimmung des Ursprungs der Proteine aufgrund ihrer Dom{\"a}nenarchitekturen. Es wurde festgestellt, dass nur ein kleiner Teil der neu evolvierten Dom{\"a}nenarchitekturen eines Taxons gleichzeitig auch im selben Taxon neu entstandene Proteindom{\"a}nen enth{\"a}lt. Ein weiteres Ergebnis war, dass Dom{\"a}nenarchitekturen im Verlauf der Evolution l{\"a}nger und komplexer werden, und dass so verschiedene Organismen wie der Fadenwurm, die Fruchtfliege und der Mensch die gleiche Menge an unterschiedlichen Proteinen haben, aber deutliche Unterschiede in der Anzahl ihrer Dom{\"a}nenarchitekturen aufweisen. Der zweite Teil besch{\"a}ftigt sich mit der Frage wie neu entstandene Proteine Bindungen mit dem schon bestehenden Proteinnetzwerk eingehen. In fr{\"u}heren Arbeiten wurde gezeigt, dass das Protein-Interaktions-Netzwerk ein skalenfreies Netz ist. Skalenfreie Netze, wie zum Beispiel das Internet, bestehen aus wenigen Knoten mit vielen Interaktionen, genannt Hubs, und andererseits aus vielen Knoten mit wenigen Interaktionen. Man vermutet, dass zwei Mechanismen zur Entstehung solcher Netzwerke f{\"u}hren. Erstens m{\"u}ssen neue Proteine um auch Teil des Proteinnetzwerkes zu werden mit Proteinen interagieren, die bereits Teil des Netzwerkes sind. Zweitens interagieren die neuen Proteine, gem{\"a}ß der Theorie der bevorzugten Bindung, mit h{\"o}herer Wahrscheinlichkeit mit solchen Proteinen im Netzwerk, die schon an zahlreichen weiteren Protein-Interaktionen beteiligt sind. Die Human Protein Reference Database stellt ein auf Informationen aus in-vivo Experimenten beruhendes Proteinnetzwerk f{\"u}r menschliche Proteine zur Verf{\"u}gung. Basierend auf den in Kapitel I gewonnenen Informationen wurden die Proteine mit dem Ursprungstaxon ihrer Dom{\"a}nenarchitekturen versehen. Dadurch wurde gezeigt, dass ein Protein h{\"a}ufiger mit Proteinen, die im selben Taxon entstanden sind, interagiert, als mit Proteinen, die in anderen Taxa neu aufgetreten sind. Es stellte sich heraus, dass diese Interaktionsraten f{\"u}r alle Taxa deutlich h{\"o}her waren, als durch das Zufallsmodel vorhergesagt wurden. Alle Taxa enthalten den gleichen Anteil an Proteinen mit vielen Interaktionen. Diese zwei Ergebnisse sprechen dagegen, dass die bevorzugte Bindung der alleinige Mechanismus ist, der zum heutigen Aufbau des menschlichen Proteininteraktion-Netzwerks beigetragen hat. Im dritten Teil wurden Proteine basierend auf dem Vorhandensein und der Abwesenheit von Interaktionen in Gruppen eingeteilt. Proteinnetzwerke k{\"o}nnen in kleine hoch vernetzte Teile zerlegt werden, die eine spezifische Funktion aus{\"u}ben. Diese Gruppen k{\"o}nnen mit hoher statistischer Signifikanz berechnet werden, haben meistens jedoch keine biologische Relevanz. Mit einem neuen Algorithmus, welcher zus{\"a}tzlich zu Interaktionen auch Nicht-Interaktionen ber{\"u}cksichtigt, wurde ein Datensatz bestehend aus 8,756 Proteinen und 32,331 Interaktionen neu unterteilt. Eine Einteilung in elf Gruppen zeigte hohe auf Gene Ontology basierte Werte und die Gruppen konnten signifikant einzelnen Zellteilen zugeordnet werden. Eine Gruppe besteht aus Proteinen, welche wenige Interaktionen miteinander aber viele Interaktionen zu zwei benachbarten Gruppen besitzen. Diese Gruppe enth{\"a}lt eine signifikant erh{\"o}hte Anzahl an Transportproteinen und die zwei benachbarten Gruppen haben eine erh{\"o}hte Anzahl an einerseits extrazellul{\"a}ren und andererseits im Zytoplasma und an der Membran lokalisierten Proteinen. Der Algorithmus hat damit unter Beweis gestellt das die Ergebnisse nicht bloß statistisch sondern auch biologisch relevant sind. Wenn wir auch noch weit vom Verst{\"a}ndnis des Ursprungs der Spezies entfernt sind, so hat diese Arbeit doch einen Beitrag zum besseren Verst{\"a}ndnis der Evolution auf dem Level der Proteine geleistet. Im Speziellen wurden neue Erkenntnisse {\"u}ber die Beziehung von Proteindom{\"a}nen und Dom{\"a}nenarchitekturen, sowie ihre Pr{\"a}ferenzen f{\"u}r Interaktionspartner im Interaktionsnetzwerk gewonnen.},
  subject      = {Evolution},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kay2018,
  author    = {Kay, Janina},
  title     = {The circadian clock of the carpenter ant \(Camponotus\) \(floridanus\)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-158061},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {Due to the earth´s rotation around itself and the sun, rhythmic daily and seasonal changes in illumination, temperature and many other environmental factors occur. Adaptation to these environmental rhythms presents a considerable advantage to survival. Thus, almost all living beings have developed a mechanism to time their behavior in accordance. This mechanism is the endogenous clock. If it fulfills the criteria of (1) entraining to zeitgebers (2) free-running behavior with a period of ~ 24 hours (3) temperature compensation, it is also referred to as "circadian clock". Well-timed behavior is crucial for eusocial insects, which divide their tasks among different behavioral castes and need to respond to changes in the environment quickly and in an orchestrated fashion. Circadian rhythms have thus been studied and observed in many eusocial species, from ants to bees. The underlying mechanism of this clock is a molecular feedback loop that generates rhythmic changes in gene expression and protein levels with a phase length of approximately 24 hours. The properties of this feedback loop are well characterized in many insects, from the fruit fly Drosophila melanogaster, to the honeybee Apis mellifera. Though the basic principles and components of this loop are seem similar at first glance, there are important differences between the Drosophila feedback loop and that of hymenopteran insects, whose loop resembles the mammalian clock loop. The protein PERIOD (PER) is thought to be a part of the negative limb of the hymenopteran clock, partnering with CRYPTOCHROME (CRY). The anatomical location of the clock-related neurons and the PDF-network (a putative in- and output mediator of the clock) is also well characterized in Drosophila, the eusocial honeybee as well as the nocturnal cockroach Leucophea maderae. The circadian behavior, anatomy of the clock and its molecular underpinnings were studied in the carpenter ant Camponotus floridanus, a eusocial insect Locomotor activity recordings in social isolation proved that the majority of ants could entrain to different LD cycles, free-ran in constant darkness and had a temperature-compensated clock with a period slightly shorter than 24 hours. Most individuals proved to be nocturnal, but different types of activity like diurnality, crepuscularity, rhythmic activity during both phases of the LD, or arrhythmicity were also observed. The LD cycle had a slight influence on the distribution of these activities among individuals, with more diurnal ants at shorter light phases. The PDF-network of C. floridanus was revealed with the anti-PDH antibody, and partly resembled that of other eusocial or nocturnal insects. A comparison of minor and major worker brains, only revealed slight differences in the number of somata and fibers crossing the posterior midline. All in all, most PDF-structures that are conserved in other insects where found, with numerous fibers in the optic lobes, a putative accessory medulla, somata located near the proximal medulla and many fibers in the protocerebrum. A putative connection between the mushroom bodies, the optic lobes and the antennal lobes was found, indicating an influence of the clock on olfactory learning. Lastly, the location and intensity of PER-positive cell bodies at different times of a 24 hour day was established with an antibody raised against Apis mellifera PER. Four distinct clusters, which resemble those found in A. mellifera, were detected. The clusters could be grouped in dorsal and lateral neurons, and the PER-levels cycled in all examined clusters with peaks around lights on and lowest levels after lights off. In summary, first data on circadian behavior and the anatomy and workings of the clock of C. floridanus was obtained. Firstly, it´s behavior fulfills all criteria for the presence of a circadian clock. Secondly, the PDF-network is very similar to those of other insects. Lastly, the location of the PER cell bodies seems conserved among hymenoptera. Cycling of PER levels within 24 hours confirms the suspicion of its role in the circadian feedback loop.},
  subject      = {Chronobiologie},
  language  = {en}
}
@article{ChenYuZhangetal.2011,
  author    = {Chen, Nanhai G. and Yu, Yong A. and Zhang, Qian and Szalay, Aladar A.},
  title     = {Replication efficiency of oncolytic vaccinia virus in cell cultures prognosticates the virulence and antitumor efficacy in mice},
  series = {Journal of Translational Medicine},
  volume    = {9},
  journal   = {Journal of Translational Medicine},
  number    = {164},
  doi       = {10.1186/1479-5876-9-164},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-142268},
  pages     = {1-11},
  year      = {2011},
  abstract  = {Background: We have shown that insertion of the three vaccinia virus (VACV) promoter-driven foreign gene expression cassettes encoding Renilla luciferase-Aequorea GFP fusion protein, beta-galactosidase, and beta-glucuronidase into the F14.5L, J2R, and A56R loci of the VACV LIVP genome, respectively, results in a highly attenuated mutant strain GLV 1h68. This strain shows tumor specific replication and is capable of eradicating tumors with little or no virulence in mice. This study aimed to distinguish the contribution of added VACV promoter-driven transcriptional units as inserts from the effects of insertional inactivation of three viral genes, and to determine the correlation between replication efficiency of oncolytic vaccinia virus in cell cultures and the virulence and antitumor efficacy in mice Methods: A series of recombinant VACV strains was generated by replacing one, two, or all three of the expression cassettes in GLV 1h68 with short non coding DNA sequences. The replication efficiency and tumor cell killing capacity of these newly generated VACV strains were compared with those of the parent virus GLV-1h68 in cell cultures. The virus replication efficiency in tumors and antitumor efficacy as well as the virulence were evaluated in nu/nu (nude) mice bearing human breast tumor xenografts. Results: we found that virus replication efficiency increased with removal of each of the expression cassettes. The increase in virus replication efficiency was proportionate to the strength of removed VACV promoters linked to foreign genes. The replication efficiency of the new VACV strains paralleled their cytotoxicity in cell cultures. The increased replication efficiency in tumor xenografts resulted in enhanced antitumor efficacy in nude mice. Similarly, the enhanced virus replication efficiency was indicative of increased virulence in nude mice. Conclusions: These data demonstrated that insertion of VACV promoter-driven transcriptional units into the viral genome for the purpose of insertional mutagenesis did modulate the efficiency of virus replication together with antitumor efficacy as well as virulence. Replication efficiency of oncolytic VACV in cell cultures can predict the virulence and therapeutic efficacy in nude mice. These findings may be essential for rational design of safe and potent VACV strains for vaccination and virotherapy of cancer in humans and animals.},
  language  = {en}
}
@article{RegnLaggerbauerJentzschetal.2016,
  author    = {Regn, Michael and Laggerbauer, Bernhard and Jentzsch, Claudia and Ramanujam, Deepak and Ahles, Andrea and Sichler, Sonja and Calzada-Wack, Julia and Koenen, Rory R. and Braun, Attila and Nieswandt, Bernhard and Engelhardt, Stefan},
  title     = {Peptidase inhibitor 16 is a membrane-tethered regulator of chemerin processing in the myocardium},
  series = {Journal of Molecular and Cellular Cardiology},
  volume    = {99},
  journal   = {Journal of Molecular and Cellular Cardiology},
  doi       = {10.1016/j.yjmcc.2016.08.010},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-187039},
  pages     = {57-64},
  year      = {2016},
  abstract  = {A key response of the myocardium to stress is the secretion of factors with paracrine or endocrine function. Intriguing in this respect is peptidase inhibitor 16 (PI16), a member of the CAP family of proteins which we found to be highly upregulated in cardiac disease. Up to this point, the mechanism of action and physiological function of PI16 remained elusive. Here, we show that PI16 is predominantly expressed by cardiac fibroblasts, which expose PI16 to the interstitium via a glycophosphatidylinositol (-GPI) membrane anchor. Based on a reported genetic association of PI16 and plasma levels of the chemokine chemerin, we investigated whether PI16 regulates post-translational processing of its precursor pro-chemerin. PI16-deficient mice were engineered and found to generate higher levels of processed chemerin than wildtype mice. Purified recombinant PI16 efficiently inhibited cathepsin K, a chemerin-activating protease, in vitro. Moreover, we show that conditioned medium from PI16-overexpressing cells impaired the activation of pro-chemerin. Together, our data indicate that PI16 suppresses chemerin activation in the myocardium and suggest that this circuit may be part of the cardiac stress response.},
  language  = {en}
}
@article{YinBrocherFischeretal.2011,
  author    = {Yin, Jun and Brocher, Jan and Fischer, Utz and Winkler, Christoph},
  title     = {Mutant Prpf31 causes pre-mRNA splicing defects and rod photoreceptor cell degeneration in a zebrafish model for Retinitis pigmentosa},
  series = {Molecular neurodegeneration},
  volume    = {6},
  journal   = {Molecular neurodegeneration},
  number    = {56},
  doi       = {10.1186/1750-1326-6-56},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-141090},
  pages     = {1-17},
  year      = {2011},
  abstract  = {Background: Retinitis pigmentosa (RP) is an inherited eye disease characterized by the progressive degeneration of rod photoreceptor cells. Mutations in pre-mRNA splicing factors including PRPF31 have been identified as cause for RP, raising the question how mutations in general factors lead to tissue specific defects. Results: We have recently shown that the zebrafish serves as an excellent model allowing the recapitulation of key events of RP. Here we use this model to investigate two pathogenic mutations in PRPF31, SP117 and AD5, causing the autosomal dominant form of RP. We show that SP117 leads to an unstable protein that is mislocalized to the rod cytoplasm. Importantly, its overexpression does not result in photoreceptor degeneration suggesting haploinsufficiency as the underlying cause in human RP patients carrying SP117. In contrast, overexpression of AD5 results in embryonic lethality, which can be rescued by wild-type Prpf31. Transgenic retina-specific expression of AD5 reveals that stable AD5 protein is initially localized in the nucleus but later found in the cytoplasm concurrent with progressing rod outer segment degeneration and apoptosis. Importantly, we show for the first time in vivo that retinal transcripts are wrongly spliced in adult transgenic retinas expressing AD5 and exhibiting increased apoptosis in rod photoreceptors. Conclusion: Our data suggest that distinct mutations in Prpf31 can lead to photoreceptor degeneration through different mechanisms, by haploinsufficiency or dominant-negative effects. Analyzing the AD5 effects in our animal model in vivo, our data imply that aberrant splicing of distinct retinal transcripts contributes to the observed retina defects.},
  language  = {en}
}
@article{SailerWiedemannStraussetal.2019,
  author    = {Sailer, Clara Odilia and Wiedemann, Sophia Julia and Strauss, Konrad and Schnyder, Ingeborg and Fenske, Wiebke Kristin and Christ-Crain, Mirjam},
  title     = {Markers of systemic inflammation in response to osmotic stimulus in healthy volunteers},
  series = {Endocrine Connections},
  volume    = {8},
  journal   = {Endocrine Connections},
  number    = {9},
  doi       = {10.1530/EC-19-0280},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-227204},
  pages     = {1282-1287},
  year      = {2019},
  abstract  = {Osmotic stimulus or stress results in vasopressin release. Animal and human in vitro studies have shown that inflammatory parameters, such as interle ukin-8 (IL-8) and tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha), increase in parallel in the central nervous system and bronchial, corneal or intestinal epithelial cell lines in response to osmotic stimulus. Whether osmotic stimulus directly causes a systemic inflammatory response in humans is unknown. We therefore investigated the influence of osmotic stimulus on circulatory markers of systemic inflammation in healthy volunteers. In this prospective cohort study, 44 healthy volunteers underwent a standardized test protocol with an osmotic stimulus leading into the hyperosmotic/hypernatremic range (serum sodium >= 150 mmol/L) by hypertonic saline infusion. Copeptin - a marker indicating vasopressin activity - serum sodium and osmolality, plasma IL-8 and TNF-alpha were measured at baseline and directly after osmotic stimulus. Median (range) serum sodium increased from 141 mmol/L (136, 147) to 151 mmol/L (145, 154) (P < 0.01), serum osmolality increased from 295 mmol/L (281, 306) to 315 mmol/L (304, 325) (P < 0.01). Median (range) copeptin increased from 4.3 pg/L (1.1, 21.4) to 28.8 pg/L (19.9, 43.4) (P < 0.01). Median (range) IL-8 levels showed a trend to decrease from 0.79 pg/mL (0.37, 1.6) to 0.7 pg/mL (0.4, 1.9) (P < 0.09) and TNF-alpha levels decreased from 0.53 pg/mL (0.11, 1.1) to 0.45 pg/mL (0.1 2, 0.97) (P < 0.036). Contrary to data obtained in vitro, circulating proinflammatory cytokines tend to or decrease in human plasma after osmotic stimulus. In this study, osmotic stimulus does not increase circulating markers of systemic inflammation.},
  subject      = {Hyperosmotic Stress},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Pils2005,
  author    = {Pils, Birgit},
  title     = {Insights into the evolution of protein domains give rise to improvements of function prediction},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-16805},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {The growing number of uncharacterised sequences in public databases has turned the prediction of protein function into a challenging research field. Traditional annotation methods are often error-prone due to the small subset of proteins with experimentally verified function. Goal of this thesis was to analyse the function and evolution of protein domains in order to understand molecular processes in the cell. The focus was on signalling domains of little understood function, as well as on functional sites of protein domains in general. Glucosaminidases (GlcNAcases) represent key enzymes in signal transduction pathways. Together with glucosamine transferases, they serve as molecular switches, similar to kinases and phosphatases. Little was known about the molecular function and structure of the GlcNAcases. In this thesis, the GlcNAcases were identified as remote homologues of N-acetyltransferases. By comparing the homologous sequences, I was able to predict functional sites of the GlcNAcase family and to identify the GlcNAcases as the first family member of the acetyltransferase superfamily with a distinct catalytic mechanism, which is not involved in the transfer of acetyl groups. In a similar approach, the sensor domain of a plant hormone receptor was studied. I was able to predict putative ligand-binding sites by comparing evolutionary constraints in functionally diverged subfamilies. Most of the putative ligand-binding sites have been experimentally confirmed in the meantime. Due to the importance of enzymes involved in cellular signalling, it seems impossible to find substitutions of catalytic amino acids that turn them catalytically inactive. Nevertheless, by scanning catalytic positions of the protein tyrosine phosphatase families, I found many inactive domains among single domain and tandem domain phosphatases in metazoan proteomes. In addition, I found that inactive phosphatases are conserved throughout evolution, which led to the question about the function of these catalytically inactive phosphatase domains. An analysis of evolutionary site rates of amino acid substitutions revealed a cluster of conserved residues in the apparently redundant domain of tandem phosphatases. This putative regulatory center might be responsible for the experimentally verified dimerization of the active and inactive domain in order to control the catalytic activity of the active phosphatase domain. Moreover, I detected a subgroup of inactive phosphatases, which presumably functions in substrate recognition, based on different evolutionary site rates within the phosphatase family. The characterization of these new regulatory modules in the phosphatase family raised the question whether inactivation of enzymes is a more general evolutionary mechanism to enlarge signalling pathways and whether inactive domains are also found in other enzyme families. A large-scale analysis of substitutions at catalytic positions of enzymatic domains was performed in this work. I identified many domains with inactivating substitutions in various enzyme families. Signalling domains harbour a particular high occurrence of catalytically inactive domains indicating that these domains have evolved to modulate existing regulatory pathways. Furthermore, it was shown that inactivation of enzymes by single substitutions happened multiple times independently in evolution. The surprising variability of amino acids at catalytic positions was decisive for a subsequent analysis of the diversity of functional sites in general. Using functional residues extracted from structural complexes I could show that functional sites of protein domains do not only vary in their type of amino acid but also in their structural location within the domain. In the process of evolution, protein domains have arisen from duplication events and subsequently adapted to new binding partners and developed new functions, which is reflected in the high variability of functional sites. However, great differences exist between domain families. The analysis demonstrated that functional sites of nuclear domains are more conserved than functional sites of extracellular domains. Furthermore, the type of ligand influences the degree of conservation, for example ion binding sites are more conserved than peptide binding sites. The work presented in this thesis has led to the detection of functional sites in various protein domains involved in signalling pathways and it has resulted in insights into the molecular function of those domains. In addition, properties of functional sites of protein domains were revealed. This knowledge can be used in the future to improve the prediction of protein function and to identify functional sites of proteins.},
  subject      = {Dom{\"a}ne <Biochemie>},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Roesch2006,
  author    = {R{\"o}sch, Philipp A.},
  title     = {Einfluss von Aminos{\"a}uren und Proteinen auf die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Calcium-Phosphat-Zementen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-18413},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Auswirkungen von Aminos{\"a}uren (AS) und Proteinen auf die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Calciumphosphat-Zement in Hinblick auf ihre klinische Verwendbarkeit zu untersuchen. Im Rahmen der Arbeit wurden ein zweikomponentiger Zement bestehend aus Tetracalciumphosphat (TTCP) und Calciumhydrogenphosphat (Monetit, DCPA), sowie zwei einkomponentige Zemente aus mechanisch aktiviertem alpha-Tricalciumphosphat (alpha-TCP) bzw. beta-Tricalciumphosphat (beta-TCP) verwendet. Die Zemente wurden mit verschiedenen Aminos{\"a}uren und Proteinen durch Zusatz zur fl{\"u}ssigen Zementphase modifiziert. Untersuchte Qualit{\"a}tsparameter waren die Abbindezeit nach Gillmore, die mechanische Stabilit{\"a}t sowie die Phasenzusammensetzung nach Aush{\"a}rtung und {\"A}nderungen der Oberfl{\"a}chenladung und des pH-Werts der Zementpartikel nach Modifikation. Die Abbindezeit wurde mittels der Gillmor-Nadel-Methode untersucht. Hierbei zeigten sich teilweise deutlich verl{\"a}ngerte Abbindephasen wie z.B mit Arginin (ST = 18 min) auf das Vierfache des Zementnormwertes. Eine Abh{\"a}ngigkeit der Abbindezeit von der Konzentration konnte nur f{\"u}r TTCP-DCPA-Zement mit Proteinen nachgewiesen werden. Untersuchungen der Partikelladung der Zementbestandteile {\"u}ber das Zeta-Potential ergaben f{\"u}r Arginin in Verbindung mit allen Zementen die h{\"o}chsten Potentiale von bis zu -35,1 ± 1,1 mV, was {\"u}ber die verst{\"a}rkten Abstoßungskr{\"a}fte der CPC-Partikel die Verl{\"a}ngerung der Abbindezeiten erkl{\"a}rt. Die Bestimmung der pH-Werte der suspendierten Zementpartikel in Aminos{\"a}urel{\"o}sungen ergab f{\"u}r alle Proben basischere pH-Werte als die jeweiligen isoelektrischen Punkte der Aminos{\"a}uren. Dies bedingt, dass alle Verbindungen in deprotonierter Form vorliegen. Die Ermittlung der Druck- und Zugfestigkeit der Zemente erfolgte im standardisierten Verfahren nach Verdichtung der Zementpaste. Die Druckfestigkeit (CS) der unmodifizierten Zemente lag bei 64,1 ± 3,0 MPa (alpha-TCP), 51,8 ± 4,1 MPa (beta-TCP) und 83 ± 10 MPa (TTCP-DCPA). Es zeigte sich, dass Albumin und Fibrinogen zu einer Verringerung der Zementstabilit{\"a}t f{\"u}hren. Die Zugabe von Aminos{\"a}uren zu alpha-und beta-TCP Zementen erbrachte gleichbleibende bzw. verringerte Festigkeiten. Bei TTCP-DCPA-Zement verursachte die Modifikation mit einigen Aminos{\"a}uren h{\"o}here Festigkeiten bis 133,4 ± 4,2 MPa (CS) durch 20\% Glycin Zusatz, erkl{\"a}rbar durch eine h{\"o}here Dichte und damit geringere Porosit{\"a}t der Zementmatrix. Rasterlektronenmikroskopische Untersuchungen der TTCP-DCPA-Zementtextur zeigten zus{\"a}tzlich eine Ver{\"a}nderung des mikrostrukuturellen Aufbaus der Zementmatrix. Durch infrarotspektrometrische Untersuchung der abgebundenen Zemente konnte gezeigte werden, dass alle Aminos{\"a}uren als chemisch nicht gebundene Additive in der Zementmatrix vorliegen und sich mit Wasser auswaschen lassen. Eine Umsetzung der Zementreaktanden zu nanokristallinem Hydroxylapatit konnte durch die r{\"o}ntgendiffraktometrische Untersuchung f{\"u}r alle Formulierungen gezeigt werden. Die Verbesserungen der Zementeigenschaften einiger Proben sind im Bezug auf den klinischen Einsatz interessant, da sich so die Indikationsbreite der verst{\"a}rkten CPC erweitern ließe, beispielsweise auf gering kraft-belastete Defekte im Bereich der oberen Extremit{\"a}ten oder der Halswirbels{\"a}ule. Weiterf{\"u}hrende Untersuchungen m{\"u}ssten sich vor allem mit dem Mechanismus der beobachteten Zementverst{\"a}rkung besch{\"a}ftigen. Hierf{\"u}r m{\"u}ssten oberfl{\"a}chensensitive Verfahren zur Charakterisierung der Wechselwirkung von Zementpartikel und Aminos{\"a}ure, beispielsweise Festk{\"o}rper -NMR, zum Einsatz kommen.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schmid2016,
  author    = {Schmid, Evelyn},
  title     = {Effekte des Raf Kinase Inhibitor Proteins (RKIP) auf β-adrenerge Signalwege, Herzfunktion und die Entwicklung der Herzinsuffizienz},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-142486},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2016},
  abstract  = {Das Raf kinase inhibitor protein (RKIP) ist ein Kinaseregulator, der im Herzen eine Pr{\"a}ferenz f{\"u}r die G-Protein-gekoppelte Rezeptorkinase 2 (GRK2) zeigt. Die Regulation erfolgt durch direkte Interaktion beider Proteine, wird durch eine PKC-Phosphorylierung an Serin 153 des RKIP induziert und inhibiert die GRK2-vermittelte Phosphorylierung von G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (GPCR). Die GRK2 desensitiviert GPCR und eine Hemmung der GRK2-Aktivit{\"a}t wirkt sich so positiv auf die Ansprechbarkeit von GPCR aus. Die \textbeta-adrenergen Rezeptoren (\textbeta AR) sind im Herzen maßgeblich an der Regulation der kardialen Kontraktilit{\"a}t beteiligt. Erste Zusammenh{\"a}nge zwischen der RKIP-Expression und der kontraktilen Antwort von Kardiomyozyten wurden bereits in einer fr{\"u}heren Arbeit untersucht und best{\"a}tigt. Sie begr{\"u}nden die Fragestellung nach Effekten einer verst{\"a}rkten RKIP-Expression auf \textbeta-adrenerge Rezeptorsignale, Herzfunktion und die Entwicklung der Herzinsuffizienz. Im Rahmen dieses Projektes konnten die Effekte des RKIP auf \textbeta-adrenerge Signalwege detaillierter beschrieben werden. Dabei erwies sich die inhibitorische Funktion auf die GRK2 als rezeptorspezifisch ohne Einfluss auf zytosolische Angriffspunkte der GRK2 zu nehmen. Verst{\"a}rkte \textbeta-adrenerge Signale zeigten sich in neonatalen Kardiomyozyten an Hand der erh{\"o}hten cAMP-Level, PKA-Aktivit{\"a}t, sowie Kontraktionsrate und Relaxationsgeschwindigkeit nach \textbeta-adrenerger Stimulation. Im Einklang damit konnte eine erh{\"o}hte PKA- und CaMKII-Aktivit{\"a}t und eine positive Inotropie in transgenen Tieren, mit herzspezifischer {\"U}berexpression von RKIP, beobachtet werden. Durch Messung des Calcium-\textit{Cyclings} in Kardiomyozyten konnte der Ph{\"a}notyp auf eine verbesserte R{\"u}ckf{\"u}hrung des Calciums, einer daraus resultierenden erh{\"o}hten Calciumbeladung des sarkoplasmatischen Retikulums und einem gesteigerten systolischen Calciumspiegel, zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden. Die Untersuchung der Phosphorylierung von Calciumkan{\"a}len, L-Typ-Calciumkanal und Ryanodin-Rezeptor 2, die den einw{\"a}rtsgerichteten Calciumstrom vermitteln konnte ihre Beteiligung an der positiv inotropen Wirkung ausschließen. Neben dem kontraktilen Ph{\"a}notyp konnten zus{\"a}tzliche protektive Effekte beobachtet werden. In Modellen, die eine chronische \textbeta-adrenerge Stimulation imitieren, bzw. eine Nachlasterh{\"o}hung induzieren konnte eine Verringerung der interstitiellen Fibrose und der damit assoziierten Marker, gezeigt werden. Mit Hilfe von \textit{in vivo} EKG-Messungen konnte die Neigung zur Ausbildung von Arrhythmien untersucht werden. Auch im Hinblick auf die Anzahl der Extrasystolen waren RKIP-transgene Tiere gesch{\"u}tzt. Infolge der Untersuchung der Ph{\"a}notypen in Deletionshintergr{\"u}nden der einzelnen \textbeta AR-Subtypen (\textbeta\textsubscript{1}AR, \textbeta\textsubscript{2}AR) konnte die positive Inotropie mit den spezifischen Signalwegen des \textbeta\textsubscript{1}AR assoziiert und die protektiven Effekte gegen{\"u}ber den Umbauprozessen und der Arrhythmieneigung dem \textbeta\textsubscript{2}-adrenergen Signalen zugeschrieben werden. Zus{\"a}tzlich best{\"a}tigt sich eine besondere Rolle der G\textalpha\textsubscript{i}-Kopplung des \textbeta\textsubscript{2}AR, durch die er einen hemmenden Einfluss auf die \textbeta\textsubscript{1}AR-Singale nehmen kann. Die Untersuchung einiger Marker, die eine physiologische von einer pathologischen Hypertrophie unterscheiden, konnte das in den RKIP-transgenen M{\"a}usen auftretende Wachstum der Kardiomyozyten als kompensatorische und physiologische Hypertrophie charakterisieren. Zusammengenommen weisen diese Ergebnisse auf eine ausgeglichene Aktivierung der beiden Rezeptoren hin, die sich gegenseitig regulieren und durch die Inhibition der GRK2 in ihrer Anregbarkeit erhalten bleiben. Mittels einer AAV9-vermittelten Gentherapie konnte das therapeutische Potential dieses Prinzips weiter best{\"a}tigt werden, da es die prominentesten Ver{\"a}nderungen w{\"a}hrend der Herzinsuffizienzentwicklung, wie die Verschlechterung der linksventrikul{\"a}ren Funktion, die Dilatation des linken Ventrikels, die Ausbildung von Lungen{\"o}demen und interstitieller Fibrose sowie die Expression von Herzinsuffizienz-assoziierten Genen, verhindern konnte. Auch konnten die Auswirkungen der Deletion des RKIP, die sich durch eine beschleunigte und gravierendere Herzinsuffizienzentwicklung auszeichnet, durch Reexpression von RKIP verhindert werden. Diese Arbeit kann somit zeigen, dass das RKIP eine ausgeglichene Verst{\"a}rkung von \textbeta-adrenergen Signalwegen verursacht, die positiv inotrop und gleichzeitig protektiv wirkt. Dieses Wirkprinzip k{\"o}nnte ferner eine Strategie zur Erh{\"o}hung der Kontraktilit{\"a}t in der Herzinsuffizienz darstellen, die entgegen etablierter Theorien auf der Stimulation beider \textbeta AR basiert.},
  subject      = {Herzinsuffizienz},
  language  = {de}
}