@phdthesis{Schuster2009,
  author    = {Schuster, Paul Xaver},
  title     = {Biotransformation of trans-1,1,1,3-tetrafluoropropene, 2,3,3,3-tetrafluoropropene and 1,2,3,3,3-pentafluoropropene},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-43716},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {trans-1,1,1,3-Tetrafluoropropene (HFO-1234ze) and 2,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234yf) are non-ozone-depleting fluorocarbon replacements with low global warming potentials and short atmospheric lifetimes. They are developed as foam blowing agent and refrigerant, respectively. Investigations on biotransformation in different test species and in vitro systems are required to assess possible health risks of human exposure and needed for commercial development. The biotransformation of HFO-1234ze and HFO-1234yf was therefore investigated after inhalation exposure. Male Sprague-Dawley rats were exposed to air containing 2 000; 10,000; or 50,000 ppm (n=5/concentration) HFO-1234ze or HFO-1234yf. Male B6C3F1 mice were only exposed to 50,000 ppm HFO-1234ze or HFO-1234yf. Due to lethality observed in a developmental study with rabbits after exposure to high concentrations of HFO-1234yf, the metabolic fate of the compound was tested by whole body inhalation exposure of female New Zealand White rabbits to air containing 2 000; 10,000; or 50,000 ppm (n=3/concentration) HFO-1234yf. All inhalation exposures were conducted for 6 h in a dynamic exposure chamber. After the end of the exposures, animals were individually housed in metabolic cages and urines were collected at 6 or 12 h intervals for 48 h (rats and mice) or 60 h (rabbits). For metabolite identification, urine samples were analyzed by 1H-coupled and 1H-decoupled 19F-NMR and by LC/MS-MS or GC/MS. Metabolites were identified by 19F-NMR chemical shifts, signal multiplicity, 1H-19F coupling constants and by comparison with synthetic reference compounds. Biotransformation of HFO-1234ze in rats exposed to 50,000 ppm yielded S-(3,3,3-trifluoro-trans-propenyl)mercaptolactic acid as the predominant metabolite which accounted for 66\% of all integrated 19F-NMR signals in urines. No 19F-NMR signals were found in spectra of rat urine samples collected after inhalation exposure to 2 000 or 10,000 ppm HFO-1234ze likely due to insufficient sensitivity. S-(3,3,3-Trifluoro-trans-propenyl)-L-cysteine, N-acetyl-S-(3,3,3-trifluoro-trans-propenyl)-L-cysteine, 3,3,3-trifluoropropionic acid and 3,3,3-trifluorolactic acid were also present as metabolites in urine samples of rats and mice at the 50,000 ppm level. A presumed amino acid conjugate of 3,3,3-trifluoropropionic acid was the major metabolite of HFO-1234ze in urine samples of mice exposed to 50,000 ppm and related to 18\% of total integrated 19F-NMR signals. Quantitation of three metabolites in urines of rats and mice was performed, using LC/MS-MS or GC/MS. The quantified amounts of the metabolites excreted with urine in both mice and rats, suggest only a low extent (<<1\% of dose received) of biotransformation of HFO-1234ze and 95\% of all metabolites were excreted within 18 h after the end of the exposures (t1/2 approx. 6 h). Due to its low boiling point of \&\#8722;22 °C, most of the inhaled HFO-1234ze is expected to be readily exhaled. Moreover, steric and electronic factors may decrease the reactivity of the parent compound with soft nucleophiles such as glutathione. The obtained results suggest that HFO-1234ze is subjected to an addition-elimination reaction with glutathione and to a cytochrome P450-mediated epoxidation at low rates. The extent of a direct addition reaction of HFO-1234ze with glutathione is negligible, compared to that of the observed addition-elimination reaction. The results of in vivo testing of HFO-1234ze could not be supported by in vitro investigations, since HFO-1234ze was not metabolized in incubations with either liver microsomes or subcellular fractions from rat and human. Regarding the structures delineated in the biotransformation scheme of HFO-1234ze, 1,1,1,3-tetrafluoroepoxypropane and 3,3,3-trifluoropropionic acid are toxic intermediates which, however, are not supposed to display toxicity in the species after exposure to HFO-1234ze, due to the low extent of formation and an efficient detoxification of the epoxide by hydrolysis and glutathione conjugation. The findings of biotransformation of HFO-1234ze in rats and mice correlate with the absence of adverse effects in the toxicity testings and indicate their innocuousness to a human exposure. Biotransformation of HFO-1234yf yielded N-acetyl-S-(3,3,3-trifluoro-2-hydroxypropanyl)-L-cysteine as predominat metabolite which accounted for approx. 44, 90 and 32\% (50,000 ppm) of total 19F-NMR signal intensities in urine samples from rabbits, rats and mice, respectively. S-(3,3,3-Trifluoro-2-hydroxypropanyl)mercaptolactic acid and the sulfoxides of mercapturic acid and mercaptolactic acid S-conjugate were identified as minor metabolites of HFO-1234yf in urine samples from rabbits, rats and mice, whereas trifluoroacetic acid, 3,3,3-trifluorolactic acid and 3,3,3-trifluoro-1-hydroxyacetone were present as minor metabolites only in urine samples from rats and mice. The absence of these metabolites in rabbit urine samples...},
  subject      = {Biotransformation},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Junginger2003,
  author    = {Junginger, Ben},
  title     = {Identifizierung, Klonierung und Sequenzierung der 1,3-ß-D-Glucan-Synthetase bei der humanpathogenen Hefespezies Candida glabrata},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-8912},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {Die opportunistische humanpathogene Hefe Candida glabrata ist zum zweith{\"a}ufigsten Erreger einer Candidose avanciert. Infektionen mit Candida glabrata sind schwierig zu behandeln und bergen eine hohe Sterblichkeit bei Risikopatienten in sich. Dies liegt vor allem in der geringen Sensitivit{\"a}t von C. glabrata gegen{\"u}ber den etablierten Azol-Derivaten begr{\"u}ndet. Deswegen ist man bei C. glabrata, wie auch bei anderen pathogenen Pilzen, auf der Suche nach geeigneten Zielstrukturen f{\"u}r neue Antimykotika. Dabei r{\"u}ckte die Hemmung der 1-3-ß-D-Glucan-Synthetase in den Brennpunkt wissenschaftlichen Interesses. Die 1-3-ß-D-Glucan-Synthetase ist ein pilzspezifisches Enzym, welches beim Menschen nicht vorkommt. Sie ist am Zellwandaufbau der Hefen beteiligt und wird durch die FKS Gene codiert. Die 1-3-ß-D-Glucan-Synthetase-Hemmer sind wirksam gegen{\"u}ber Pilzen, die gegen{\"u}ber anderen Antimykotika resistent sind. Dies f{\"u}hrte zur Entwicklung der Echinocandine, echinocandin {\"a}hnlicher Lipopeptide und Pneumocandine, wovon einige in klinische Versuche aufgenommen wurden. In dieser Arbeit wurde ein FKS homologes Gen von C. glabrata identifiziert, kloniert und sequenziert. Die erhaltene Gensequenz des gefundenen FKS-Homologs von Candida glabrata wurde in der GenBank des National Center for Biotechnological Information ver{\"o}ffentlicht.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Librera2002,
  author    = {Librera, Christian},
  title     = {Konformationelle und sterische Effekte in der 1,2-Umlagerung von 1,3-Cyclopentandiyl-Radikalkationen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-4134},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2002},
  abstract  = {Im Rahmen dieser Arbeit wird die Regio- und Stereoselektivit{\"a}t der 1,2-Umlagerung von 1,3-Cylopentandiyl-Radikalkationen und den entsprechenden Carbokationen untersucht. Die 1,3-Radikalkationen werden dabei durch Elektronentransfer (ET) mit Tris(p-bromphenyl)-ammoniumhexachlorantimonat (TBA•+SbCl6-) aus den Tricyclo[3.3.0.02,4]octanen (Hausanen) I generiert, die Carbokationen k{\"o}nnen durch Protonierung mit TFA und HClO4 erhalten werden. Ein mechanistisches Bild wird gezeichnet wie durch das Wechselspiel aus konformationellen, sterischen und elektronischen Faktoren ein stereochemischer Erinnerungseffekt die Produktselektivit{\"a}t der 1,2-Umlagerung bestimmt. Das Produktverh{\"a}ltnis der Umlagerungsprodukte II und III spiegelt nicht die unterschiedlichen Wanderungstendenzen der Substituenten R wider. Es wird gezeigt, wie durch strukturelle Variation der Ringanellierung in den 1,3-Radikalkationen das Umlagerungsverhalten derart manipuliert werden kann, dass entweder sterereochemische Kontrolle (stereochemischer Erinnerungseffekt) oder Curtin / Hammett-Verhalten zutrifft. In der Elektrontransfer-induzierten 1,2-Umlagerung der usane I entstehen regioselektiv die beiden Cyclopentene II (Wanderung der CH3-Gruppe) und III (Wanderung der R-Gruppe) durch eine 1,2-Verschiebung der beiden Methylenbr{\"u}ckensubstituenten zum Methylterminus (Schema A). F{\"u}r alle Hausanderivate I ist das Verh{\"a}ltnis der beiden Umlagerungsprodukte II und III ann{\"a}hernd gleich und reflektiert nicht die zu erwartende Wanderungstendenz Methyl < Ethyl < Benzyl, Allyl (Tabelle A). Der Grund f{\"u}r diesen stereochemischen Erinnerungseffekt liegt darin, dass die Wanderung der CH3-Gruppe schneller erfolgt als die konformationelle {\"A}quilibrierung der beiden Radikalkationkonformere anti-I•+ syn-I•+. Die s{\"a}urekatalysierte Umsetzung mit TFA ergibt eine {\"a}hnliche Regio- und Stereoselektivit{\"a}t wie in der ET-induzierten Umlagerung, es entstehen ausschließlich die Cyclopentene II und III. Die Umsetzung mit HClO4 f{\"u}hrt zu einer kompletten Umkehr der zuvor beobachteten Produktselektivit{\"a}ten (Tabelle A). Die Unterschiede in den Produktselektivit{\"a}ten werden mit dem Auftreten der drei unterschiedlichen Intermediate I•+, I(edge-H)+ und I(corner-H)+ in der Umlagerung erkl{\"a}rt. Bei der ET-induzierten Umlagerung und der S{\"a}urekatalyse mit TFA werden die gewinkelten Intermediate I•+ und I(edge-H)+ durchlaufen, wohingegen bei der Protonierung mit HClO4 direkt das offene Carbokation I(corner-H)+ gebildet wird. F{\"u}r alle Umlagerungsmodi findet jedoch bevorzugt Wanderung der CH3-Gruppe statt, so dass die Produktselektivit{\"a}t durch einen stereochemischen Erinnerungseffekt bestimmt wird. Um den Einfluss einer zus{\"a}tzlichen Ringanellierung auf das Umlagerungsverhalten zu untersuchen, wird ebenfalls die ET-induzierte Umlagerung f{\"u}r das tetracyclischen Hausan IV untersucht (Tabelle B). Die Umsetzung des Phenyl-substituierten Hausans IV\&\#61537; mit TBA•+SbCl6- resultiert regioselektiv die beiden diquinanverwandten Umlagerungsprodukte V\&\#61537; (55\%) und VI\&\#61537; (45\%) durch Wanderung der CH3-Gruppe und des CH2-Fragments des anellierten Ringes. Die Umlagerung des Methyl-substituierten Derivats IV\&\#61538; verl{\"a}uft hingegen weder regio- noch stereoselektiv zu den drei Isomeren V\&\#61538; (37\%), VI\&\#61538; (25\%) und VII\&\#61538; (43\%). F{\"u}r die Umsetzung mit HClO4 wird im Fall von Hausan IV\&\#61537;\&\#61472;eine komplette Umkehr der Regioselektivit{\"a}t beobachtet und es entsteht haupts{\"a}chlich das Produkt VII\&\#61537; (67\%), sowohl die beiden Regioisomeren V\&\#61537; (24\%) und VI\&\#61537; (9\%). Das Methyl-substituierte Derivat IV\&\#61538; ergibt bei der Umsetzung mit HClO4 regio- und stereoselektiv ausschließlich das Cyclopenten V\&\#61538; (> 95\%). Die Produktselektivit{\"a}t der 1,2-Umlagerung des Hausans IV\&\#61537; l{\"a}sst sich durch die Viskosit{\"a}t (\&\#61544;\&\#61481; des verwendeten L{\"o}sungsmittels steuern. Mit zunehmender Viskosit{\"a}t nimmt der Anteil an Methylwanderungsprodukt V\&\#61537; zu, so dass sich das V\&\#61537;/VI\&\#61537; Verh{\"a}ltnis beim {\"U}bergang von Dichlormethan (\&\#61544;\&\#61472; = 0.36 cP) zu 1,4-Butandiol (\&\#61544;\&\#61472; = 89.2 cP) fast verdoppelt. Im Gegensatz dazu zeigt das Produktverh{\"a}ltnis II\&\#61542; / III\&\#61542; der Umlagerung von den diastereomeren Hausanen anti-I\&\#61542; und syn-I\&\#61542; keine Viskosit{\"a}tsabh{\"a}ngigkeit. Anhand der f{\"u}r die Umlagerung beobachteten Produktverh{\"a}ltnissen wird, ausgehend vom Hausanisomer anti-I\&\#61542; einerseits und Hausanisomer syn-I\&\#61542; andererseits, das Ausmaß an Stereoselektivit{\"a}t der 1,2-Umlagerung durch eine detaillierte Kinetikanalyse quantifiziert Die CD3-Wanderung (k2), ausgehend vom vom anti-I\&\#61542;•+(verdrillt) Konformer, erfolgt ca. sieben Mal schneller als die konformationelle anti-zu-syn (k1) Transformation zum Radikalkationkonformer syn-I\&\#61542;•+(verdrillt). Wohingegen die CD3-Wanderung (k3), ausgehend vom syn-I\&\#61542;•+(verdrillt) Konformer, nur ca. drei Mal schneller ist als die syn-zu-anti Transformation (k-1) zum Radikalkation anti-I\&\#61542;•+(verdrillt). F{\"u}r die Umlagerung der aus den Hausanen I generierten Radikalkationen und Carbokationen wird ein stereochemischer Erinnerungseffekt beobachtet. Die Wanderungsselektivit{\"a}t wird durch konformationelle und sterische Effekte bestimmt und ist unabh{\"a}ngig von der Wanderungstendenz des Substituenten R. Die konformationellen Effekte der 1,2-Umlagerung von 1,3-Cyclopentandiyl-Radikalkationen k{\"o}nnen durch eine geeignete Variation der Ringanellierung so gesteuert werden, dass entweder ein stereochemischer Erinnerungseffekt (tricyclische Hausane I) oder ein Curtin/Hammett-Verhalten (tetracyclische Hausane IV) beobachtet wird. Die zus{\"a}tzliche Cyclohexananellierung im Hausan IV l{\"o}scht den stereochemischen Erinnerungseffekt und bewirkt eine f{\"u}r radikalkationische Intermediate erstmalig beobachtete Viskosit{\"a}tsabh{\"a}ngigkeit der Produktselektivit{\"a}t in der Umlagerung.},
  subject      = {Cyclopentadienderivate},
  language  = {de}
}
@phdthesis{EbertDuemig2000,
  author    = {Ebert-D{\"u}mig, Regina},
  title     = {Expression und Regulation 1,25(OH) 2 -Vitamin D 3-responsiver Gene in monozyt{\"a}ren Zellen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-1101},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2000},
  abstract  = {Das Secosterid Vitamin D3 wird durch die Nahrung aufgenommen oder im Organismus synthetisiert, wobei eine Reaktion in der Haut durch einen photochemischen Prozess katalysiert wird.Durch zwei Hydroxylierungsschritte in Leber und Niere wird Vitamin D3 {\"u}ber 25(OH) Vitamin D3 zum aktiven 1,25(OH)2 Vitamin D3-Hormon. 1,25(OH)2 Vitamin D3 hat eine wichtige Funktion im Knochenstoffwechsel, es reguliert die Ca2+-Resorption im D{\"u}nndarm. Die 1,25(OH)2 Vitamin D3-Synthese in der Niere wird durch Parathormon (PTH) kontrolliert. Ist die Serum Ca2+-Konzentration niedrig, wird PTH ausgesch{\"u}ttet und die 1a-Hydroxylase, das 25(OH) Vitamin D3-aktivierende Enzym, stimuliert. Das Prinzip der (Seco)steroid-Aktivierung und -Inaktivierung in glandul{\"a}ren Organen, wie Leber und Niere mit anschließender Freisetzung der aktiven Hormone und Transport zu den jeweiligen Zielgeweben gilt heute nicht mehr uneingeschr{\"a}nkt. Auch Einzelzellen sind in der Lage Steroid-modifizierende Enzyme, die Hydroxylasen und Dehydrogenasen, zu exprimieren. Monozyt{\"a}re Zellen exprimieren das 1,25(OH)2 Vitamin D3-aktivierende und das -inaktivierende Enzym, die 1a-Hydroxylase und die 24-Hydroxylase. Sie sind somit in der Lage, 1,25(OH)2 Vitamin D3 zu sezernieren, welches parakrin auf Nachbarzellen wirken kann. In diesem Zusammenhang wurde die Expression und Regulation der 1a-Hydroxylase in peripheren Blutmonozyten (PBM) und monozyt{\"a}ren THP1-Zellen untersucht. Durch Supplementation der Zellen mit dem Substrat 25(OH) Vitamin D3 konnte die Produktion an aktivem 1,25(OH)2 Vitamin D3-Hormon in PBM signifikant gesteigert werden. In PBM konnte im Gegensatz zum systemischen Ca2+-Stoffwechsel nur ein geringer Einfluss auf die 1a-Hydroxylase-Aktivit{\"a}t beobachtet werden. Durch RT-PCR-Amplifikation konnte eine Expression des PTH Rezeptors Typ 1 (PTHR1) in PBM und Dendritischen Zellen nachgewiesen werden. Ein weiterer Ligand des PTHR1 ist PTH related Protein (PTHrP), ein Faktor der die Tumorhyperkalz{\"a}mie propagiert. Durch Markierungsexperimente mit fluoreszenz-markiertem PTHrP konnte gezeigt werden, dass PTHrP an die Zellmembran von PBM und Dendritischen Zellen bindet und in den Zellkern von Dendritischen Zellen transportiert wird. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Expression 1,25(OH)2 Vitamin D3-responsive Gene in Monozyten/Makrophagen untersucht. Die Expression der 24-Hydroxylase wird innerhalb der Differenzierung von myeloischen THP1-Zellen zu Makrophagen- bzw. Osteoklasten-{\"a}hnlichen Zellen transient induziert. Als weiteres 1,25(OH)2 Vitamin D3-responsives Gen wurde die Expression von Osteopontin (OPN) untersucht. OPN ist ein vor allem in Knochen vorkommendes Matrixprotein, das wesentlich an der Zelladh{\"a}sion beteiligt ist. OPN wird in THP1-Zellen im Zuge der Differenzierung zunehmend exprimiert. Durch immunhistochemische Untersuchungen konnte OPN in Granulomen von Morbus Crohn- und Leberschnitten detektiert werden. Es spielt hier eine wesentliche Rolle bei der Granulomentstehung. Die Thioredoxin Reduktase 1 (TR1) ist ein Selenoenzym, welches maßgeblich an der Reduktion von Disulfidbindungen in Proteinen beteiligt ist. Es moduliert Protein/Protein- und Protein/DNA-Interaktionen wie die Bindung der Transkriptionsfaktoren AP1 und NFkB an DNA-responsive Elemente. Die Expression der TR1 wird in THP1-Zellen im Rahmen der Differenzierung induziert und ist in differenzierten Zellen maximal. Aktivit{\"a}tsmessungen deckten sich mit dieser Beobachtung. In peripheren Blutmonozyten steigt die TR-Aktivit{\"a}t alleine durch Adh{\"a}sion der Zellen an das Kulturgef{\"a}ß und nach Behandlung mit 1,25(OH)2 Vitamin D3. Die Untersuchungen der vorliegenden Arbeit zeigten eine Abh{\"a}ngigkeit der TR-Aktivit{\"a}t vom Differenzierungsgrad der Zellen und der Supplementation des Mediums mit dem Spurenelement Selen. Die Expression weiterer Selenoproteine in monozyt{\"a}ren Zellen wurde nachgewiesen. So konnten durch 75Selenit-Markierungsexperimente neun Selenoproteine in THP1-Zellen detektiert werden, von denen f{\"u}nf sezerniert werden. Ein weiteres, in monozyt{\"a}ren Zellen charakterisiertes Selenoprotein ist die zellul{\"a}re Glutathionperoxidase. Ihre Aktivit{\"a}t konnte in Selenit-supplementierten Zellen um das 70fache gesteigert werden. Die Kultivierung monozyt{\"a}rer Zellen unter Selenit-Supplementation beeinflusst die Funktion dieser Zellen wesentlich. So konnte beobachtet werden, dass die Anzahl an phagozytierenden, zu Makrophagen differenzierten THP1-Zellen nach Selenit-Supplementation abnahm, w{\"a}hrend die Phagozytoserate der einzelnen Zellen anstieg. Die erzielten Ergebnisse zeigen, dass monozyt{\"a}re Zellen mit Komponenten des 1,25(OH)2 Vitamin D3 Stoffwechsels ausgestattet sind und aktives 1,25(OH)2 Vitamin D3-Hormon produzieren, sezernieren und inaktivieren k{\"o}nnen. Die lokale Kontrolle der 1,25(OH)2 Vitamin D3 Stoffwechsels ausgestattet sind und aktives 1,25(OH)2 Vitamin D3-responsiver Gene, wie die Expression des Selenoproteins TR1, das einen direkten Einfluss auf den Redoxstatus und den Abbau reaktiver Sauerstoffverbindungen in diesen und Nachbarzellen aus{\"u}bt.},
  subject      = {Vitamin D3},
  language  = {de}
}