@phdthesis{Sippel2010,
  author    = {Sippel, Martin},
  title     = {Computational Structure-based Design Approaches: Targeting HIV-1 Integrase and the Macrophage Infectivity Potentiator of Legionella pneumophila},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-51247},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Die vorliegende Arbeit thematisiert das computergest{\"u}tzte strukturbasierte Design auf dem Gebiet der HIV-1-Integrase und des Macrophage Infectivity Potentiator (MIP) von Legionella pneumophila. Die durchgef{\"u}hrten Studien geben wertvolle Aufschl{\"u}sse {\"u}ber den Wirk-mechanismus einer bekannten Integrase-Inhibitorenklasse and zeigt dar{\"u}ber hinaus einen neuartigen Ansatz zur Integrase-Inhibition auf. Im Falle des MIP-Enzyms konnten zwei niedermolekulare Inhibitoren ermittelt werden. Die Integrase-Studien ergaben wertvolle Informationen im Hinblick auf das Design neuer Inhibitoren. Docking-Experimente konnten die Hypothese weiter untermauern, nach der die Klasse der Diketos{\"a}ure-Inhibitoren nicht als freie Liganden, sondern als Metallion-Komplexe an das aktive Zentrum der Integrase binden. Die Ergebnisse dieser Studie helfen dabei, das Verst{\"a}ndnis {\"u}ber den Wirkmechanismus dieser wichtigen Klasse von Integrase-Inhibitoren weiter zu vertiefen. Um der Entwicklung von Integrase-Inhibitoren einen neuen Impuls zu geben, wurde eine neue Strategie zur Inhibition dargelegt: Anstatt an das aktive Zentrum soll eine neue Inhibitor-Klasse an das Dimerisierungs-Interface eines Integrase-Monomers binden, die katalytisch notwendige Dimerisierung verhindern und somit die enzymatische Aktivit{\"a}t st{\"o}ren. Das Hauptproblem hierbei bestand in den fehlenden Strukturdaten des freien Monomers. Hierzu wurden Molekulardynamik-Simulationen durchgef{\"u}hrt, um n{\"a}here strukturelle Informationen zu erhalten. Momentaufnahmen unterschiedlicher Konformationen dienten als Input-Strukturen f{\"u}r eine Docking-Studie mit dem peptidischen Inhibitor YFLLKL, um dessen Bindemodus aufzukl{\"a}ren. Hierbei zeigte sich, dass dieser Ligand an eine Interface-Konformation bindet, die durch eine Y-f{\"o}rmige Bindestelle charakterisiert ist. Im n{\"a}chsten Schritt sollte diese Protein-Konformation mit kleinen, nicht-peptidischen Molek{\"u}len adressiert werden. Die erste Strategie bestand darin, ein Pharmakophor-Modell zu erstellen, das zur Suche nach Molek{\"u}len mit einer guten Komplementarit{\"a}t zur Y-f{\"o}rmigen Bindetasche geeignet ist. Das folgende virtuelle Screening ergab zehn Verbindungen, die eine gute Komplementarit{\"a}t und g{\"u}nstige hydrophobe Wechselwirkungen aufwiesen. Leider zeigte keine der Verbindungen eine reproduzierbare Aktivit{\"a}t im Integrase-Assay. Hierbei verbleiben jedoch gewisse Zweifel, da in dem Assay die Zugabe von BSA vorgeschrieben war, das m{\"o}glicherweise die hydrophoben Inhibitor-Kandidaten gebunden hat. Die erw{\"a}hnte erste Strategie wurde {\"u}berdacht: In einem zweiten Ansatz galt die Hauptaufmerksamkeit der Abs{\"a}ttigung von wasserstoffbr{\"u}ckenbildenden Resten. Diese waren zuvor von den eher hydrophoben Verbindungen nicht optimal abges{\"a}ttigt worden. Zwei Pharmakophor-Modelle wurden erstellt und in einem virtuellen Screening eingesetzt: Docking-Studien der Hits zeigten jedoch, dass nach wie vor viele wasserstoffbr{\"u}ckenbildende Reste des Proteins nicht vom Liganden abges{\"a}ttigt wurden. Nach abschließender eingehender Betrachtung der Bindemoden der verbliebenen Molek{\"u}le aus dem virtuellen Screening konnten nur acht f{\"u}r weitere Testungen ausgew{\"a}hlt werden (Ergebnisse der experimentellen Testung durch Kooperationspartner stehen noch aus). Diese geringe „Ausbeute" an geeigneten Verbindungen f{\"u}r das Integrase-Dimerisierungsinterface zeigt, wie schwer dieses Target zu adressieren ist: Das Interface weist eine schnell wechselnde Abfolge von basischen, sauren und hydrophoben Resten auf. Im Gegensatz zu anderen Protein-Protein-Interfaces zeigt das Integrase-Interface keine „aufger{\"a}umte" Bindetasche mit klar voneinander getrennten hydrophoben und hydrophilen Bereichen. F{\"u}r das zweite Enzym, MIP, konnten mit Hilfe des strukturbasierten Designs zwei niedermolekulare Inhibitoren gefunden werden. Beide Verbindungen f{\"u}hrten zu einer deutlichen Abnahme der katalytischen Aktivit{\"a}t. Soweit bekannt, sind bisher keinerlei niedermolekulare MIP-Inhibitoren ver{\"o}ffentlicht. Der Vergleich von MIP mit der humanen PPIase FKBP12 zeigte eine gr{\"o}ßtenteils {\"a}hnliche Tasche, die jedoch einen entscheidenden Unterschied aufweist, n{\"a}mlich in der Orientierung des Restes Tyr109. Die detaillierte Betrachtung der Strukturdaten beider Enzyme konnte schließlich eine Erkl{\"a}rung liefern, warum ein ketoacyl-substituiertes Pipecolinderivat nicht an MIP bindet, ein sulfonsubstituiertes Pipecolinderivat hingegen das Enzym inhibiert. Die Erkenntnisse {\"u}ber das Inhibitoren-Design f{\"u}r Legionella-MIP k{\"o}nnen auch auf andere Organismen (z.B. Trypanosomen) {\"u}bertragen werden, bei denen ebenfalls (homologes) MIP ein Pathogenit{\"a}tsfaktor ist.},
  subject      = {Legionella pneumophila},
  language  = {en}
}
@phdthesis{AlbertWeissenberger2009,
  author    = {Albert-Weißenberger, Christiane},
  title     = {Regulation of the Flagellar Biogenesis in Legionella pneumophila},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-34335},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {The bacterial pathogen Legionella pneumophila replicates intracellularly in protozoa, but can also cause severe pneumonia, called Legionnaires' disease. The bacteria invade and proliferate in the alveolar macrophages of the human lung. L. pneumophila bacteria exhibit a biphasic life cycle: replicative bacteria are avirulent; in contrast, transmissive bacteria express virulence traits and flagella. Primarily aim of this thesis was to evaluate the impact of the regulatory proteins FleQ, FleR, and RpoN in flagellar gene regulation. Phenotypic analysis, Western blot and electron microscopy of regulatory mutants in the genes coding for FleQ, RpoN and FleR demonstrated that flagellin expression is strongly repressed and that these mutants are non-flagellated in transmissive phase. Transcriptomic studies of these putative flagellar gene expression regulators demonstrated that fleQ controls the expression of numerous flagellar biosynthetic genes. Together with RpoN, FleQ controls transcription of 14 out of 31 flagellar class II genes, coding for the basal body, hook, and regulatory proteins. Unexpectedly, 7 out of 15 late flagellar genes class III and IV) are expressed dependent on FleQ but independent of RpoN. Thus, in contrast to the commonly accepted view that enhancer binding proteins as FleQ always interact with RpoN to initiate transcription, our results strongly indicate that FleQ of L. pneumophila regulates gene expression RpoN-dependent as well as RpoN-independent. Moreover, transcriptome analysis of a fleR mutant strain elucidated that FleR does not regulate the flagellar class III genes as previously suggested. Instead FleR regulates together with RpoN numerous protein biosynthesis and metabolic genes. Based on these experimental results our modified model for the transcriptional regulation of flagellar genes in L. pneumophila is that flagellar class II genes are controlled by FleQ and RpoN, while flagellar class III and IV genes are controlled in a fleQ-dependent but rpoN-independent manner. Although all L. pneumophila strains share the same complex life style, various pathotypes have evolved. This is reflected by the genomes, which contain e.g. genomic islands. The genomic island Trb-1 of L. pneumophila Corby, carries all genes necessary for a type-IV conjugation system, an integrase gene and a putative oriT site. The second aim of this thesis was to investigate the implication of this genomic island in conjugative DNA transfer. Using conjugation assays we showed that the oriT site located on Trb-1 is functional and contributes to conjugation between different L. pneumophila strains. As this is the first oriT site of L. pneumophila known to be functional our results provide evidence that conjugation is a major mechanism for the evolution of new pathotypes in L. pneumophila.},
  subject      = {Legionella pneumophila},
  language  = {en}
}
@article{HackerOttWintermeyeretal.1993,
  author    = {Hacker, J{\"o}rg and Ott, Manfred and Wintermeyer, Eva and Ludwig, Birgit and Fischer, Gunter},
  title     = {Analysis of virulence factors of Legionella pneumophila.},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-70620},
  year      = {1993},
  abstract  = {Legionella pneumophila, the causative agent of Legionnaires' disease is a facultative intracellular bacterium, which in the course of human infection multiplies in lung macrophages predominantly manifesting as pneumonia. The natural habitat of Legionella is found in sweet water reservoirs and man-made water systems. Virulent L. pneumophila spontaneously convert to an avirulent status at a high frequency. Genetic approaches have led to the identification of various L. pneumophila genes. The mip (macrophage infectivity potentiator) determinant remains at present the sole established virulence factor. The Mip protein exhibits activity of a peptidyl prolyl cis trans isomerase (PPiase), an enzyme which is able to bind the immunosuppressant FK506 and is involved in protein folding. The recently cloned major outer membrane protein (MOMP) could play a role in the uptake of legionellae by macrophages. Cellular models are useful in studying the intracellular replication of legionellae in eukaryotic cells. Human celllines and protozoan models are appropriate for this purpose. By using U 937 macrophage-like cells and Acanthamoeba castellanii as hosts, we could discriminate virulent and avirulent L. pneumophila variants since only the virulent strain was capable of intracellular growth at 37 oc. By using these systems we further demonstrated that a hemolytic factor cloned and characterized in our laboratory, legiolysin (lly), had no influence on the intracellular growth of L. pneumophila.},
  subject      = {Legionella pneumophila},
  language  = {en}
}
@article{OttBenderLuecketal.1992,
  author    = {Ott, M. and Bender, L. and L{\"u}ck, P. C. and Meyer, P. and Hacker, J{\"o}rg},
  title     = {Distribution of Legionellae in a hospital water system: prevalence of immunologically and genetically related Legionella pneumophila serogroup 6 isolates},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-59827},
  year      = {1992},
  abstract  = {A hospital warm water system was monitored for the prcsence and distribution of lcgionellac. Subtyping of ten scletled Legionella pneumophiltl isolates. originating from four different sites in the system by using serogroup spccific antisera in an indircct immunofluorcscence tcst, rcvcalcd that nine of the tcn isolatcs belonged to scrogroup 6, while the remaining one was serogroup I 0. Two monoclonal antibodics (mAbs) spccific for a subgroup of serogroup 6 strains were further used for characterization. None of the strains reactcd with these mAbs. Genome analysis by elaborating Not I profiles using the pulscd field gel electrophoresis (PFGE) technique revealed that nearly all serogroup 6 isolates dcrived from different sites, including a new building connected hy a ring pipe. wcrc identical according to restriction fragment pattems. The patterns were distinguishable from those of the two L. pnewnophi/a serogroup 6 rcfcrencc strains, and ftom that of thc L. pneumophila scrogroup 10 isolate. These data arguc for a relatively homogeneaus L. pneunwpltila serogroup 6 population in the entire watcr system.},
  subject      = {Infektionsbiologie},
  language  = {en}
}
@article{HackerRdestWintermeyeretal.1991,
  author    = {Hacker, J{\"o}rg and Rdest, Ursula and Wintermeyer, E. and Ludwig, B.},
  title     = {Legiolysin, a New Hemolysin from L. pneumophila},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-73070},
  year      = {1991},
  abstract  = {Legionella pneumophila generares exotoxins, cytolysins, proteases oc hemolysins that darnage host cells llke erythrocytes or rissue cu lrure cells. The gene for a new L. pneumophila hemolysin withour a proteolytic activiry was idemified, cloned in E. coli and sequenced. The gene producr was analysed by SDS-Polyacrylamide-gel-electrophoresis.},
  subject      = {H{\"a}molysin},
  language  = {en}
}