@article{PimentelElardoKozytskaBugnietal.2010,
  author    = {Pimentel-Elardo, Sheila Marie and Kozytska, Svitlana and Bugni, Tim S. and Ireland, Chris M. and Moll, Heidrun and Hentschel, Ute},
  title     = {Anti-Parasitic Compounds from Streptomyces sp. Strains Isolated from Mediterranean Sponges},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-68312},
  year      = {2010},
  abstract  = {Actinomycetes are prolific producers of pharmacologically important compounds accounting for about 70\% of the naturally derived antibiotics that are currently in clinical use. In this study, we report on the isolation of Streptomyces sp. strains from Mediterranean sponges, on their secondary metabolite production and on their screening for anti-infective activities. Bioassay-guided isolation and purification yielded three previously known compounds namely, cyclic depsipeptide valinomycin, indolocarbazole alkaloid staurosporine and butenolide. This is the first report of the isolation of valinomycin from a marine source. These compounds exhibited novel anti-parasitic activities specifically against Leishmania major (valinomycin IC50 < 0.11 μM; staurosporine IC50 5.30 μM) and Trypanosoma brucei brucei (valinomycin IC50 0.0032 μM; staurosporine IC50 0.022 μM; butenolide IC50 31.77 μM). These results underscore the potential of marine actinomycetes to produce bioactive compounds as well as the re-evaluation of previously known compounds for novel anti-infective activities.},
  subject      = {Biologie},
  language  = {en}
}
@article{AbdelmohsenPimentelElardoHanoraetal.2010,
  author    = {Abdelmohsen, Usama Ramadan and Pimentel-Elardo, Sheila M. and Hanora, Amro and Radwan, Mona and Abou-El-Ela, Soad H. and Ahmed, Safwat and Hentschel, Ute},
  title     = {Isolation, Phylogenetic Analysis and Anti-infective Activity Screening of Marine Sponge-Associated Actinomycetes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-68307},
  year      = {2010},
  abstract  = {Terrestrial actinomycetes are noteworthy producers of a multitude of antibiotics, however the marine representatives are much less studied in this regard. In this study, 90 actinomycetes were isolated from 11 different species of marine sponges that had been collected from offshore Ras Mohamed (Egypt) and from Rovinj (Croatia). Phylogenetic characterization of the isolates based on 16S rRNA gene sequencing supported their assignment to 18 different actinomycete genera representing seven different suborders. Fourteen putatively novel species were identified based on sequence similarity values below 98.2\% to other strains in the NCBI database. A putative new genus related to Rubrobacter was isolated on M1 agar that had been amended with sponge extract, thus highlighting the need for innovative cultivation protocols. Testing for anti-infective activities was performed against clinically relevant, Gram-positive (Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus) and Gram-negative (Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa) bacteria, fungi (Candida albicans) and human parasites (Leishmania major, Trypanosoma brucei). Bioactivities against these pathogens were documented for 10 actinomycete isolates. These results show a high diversity of actinomycetes associated with marine sponges as well as highlight their potential to produce anti-infective agents.},
  subject      = {Biologie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Nazeer2010,
  author    = {Nazeer, Ahmed},
  title     = {Physiological and molecular basis of Azospirillum-Arabidopsis Interaction},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-51673},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {The present study was aimed at revealing the early signalling events during the interaction of the diazotrophic soil bacterium Azospirillum brasilense with its host plant Arabidopsis thaliana. Furthermore, taking advantage of the micro array technique, a comprehensive overview of Arabidopsis genes has been undertaken which are affected upon association with A. brasilense The characterization of the early responses of Arabidopsis plants upon inoculation with Azospirillum brasilense strain Sp7 clearly indicated parallels with the initial events in plant pathogen interaction. For instance, not only bacterial preprations (lysates) form Azospirillum elicited an apoplastic alkalinization of the culture medium, but also the live bacteria, which were even more effective. Besides, in a luminol based assay, the bacterial lysates triggered production of the reactive oxygen species (ROS) in the Arabidopsis leaf discs. Interestingly, the elongation factor receptor mutants (efr) were completely insensitive to Azospirillum, suggesting elongation factor Tu (EF-TU) recognition as elicitor by Arabidopsis. This hypothesis was further validated with a bioinformatic approach. The N terminus initial 26 amino acids from Azospirillum EF-TU gene (elf26) showed more similarity to the elf26 sequences of bacteria like Agrobacterium tumefaciens which elicit responses in the plants through EF-TU rather than Pseudomonas syringae where the potent elicitor is flagellin 22. Universal transcriptome profiling of Arabidopsis thaliana seedlings upon inoculation with Azospirillum brasilense over a time course of six, twenty four and ninty six hours revealed very little genetic responses in the early time points. However, a bulk of genes was differentially regulated in 96 hours post inoculation (96hpi). The nature of these genes indicated that the bacterial treatment, among others, greatly affect the processes like cell wall modification, hormone metabolism, stress and secondary metabolism. Additionally expression levels of a numer of transcription factors (TFs) related to basic helix loop helix (BHLH) and MYB domain containing TF families were altered with Azospirillum inoculation. Particularly the BHLH TFs were among the most highly regulated genes. The array results from Azospirillum treated plants were further compared with the already available data emnating from treatment with flagellin 22 (flg22), oligogalacturonides (OGs) and Agrobacterium tumefaciens. Noteworthy, very different set of genes were affected upon inoculation with Azospirillum in relation to other treatments. Secondly a cluster of proteins involved in the biosynthesis of aliphatic glucosinolates (GSL) were uniquely induced upon Sp7 exposure. Genes operating in flavonoid biosynthesis also showed a distinct regulation trend in the comparative analysis. Taken together, the study in question provides insights into the early signalling events in the context of Azospirillum-Arabidopsis association and the bacterial signals recognized by the plants. The array data, at the same time, elucidates the genetic factors of Arabidopsis triggered upon association with Azospirillum brasilense.},
  subject      = {Azospirillum brasilense},
  language  = {en}
}
@article{CarpanetoKoepsellBambergetal.2010,
  author    = {Carpaneto, Armando and Koepsell, Hermann and Bamberg, Ernst and Hedrich, Rainer and Geiger, Dietmar},
  title     = {Sucrose- and H+-Dependent Charge Movements Associated with the Gating of Sucrose Transporter ZmSUT1},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-68538},
  year      = {2010},
  abstract  = {Background: In contrast to man the majority of higher plants use sucrose as mobile carbohydrate. Accordingly protondriven sucrose transporters are crucial for cell-to-cell and long-distance distribution within the plant body. Generally very negative plant membrane potentials and the ability to accumulate sucrose quantities of more than 1 M document that plants must have evolved transporters with unique structural and functional features. Methodology/Principal Findings: To unravel the functional properties of one specific high capacity plasma membrane sucrose transporter in detail, we expressed the sucrose/H+ co-transporter from maize ZmSUT1 in Xenopus oocytes. Application of sucrose in an acidic pH environment elicited inward proton currents. Interestingly the sucrose-dependent H+ transport was associated with a decrease in membrane capacitance (Cm). In addition to sucrose Cm was modulated by the membrane potential and external protons. In order to explore the molecular mechanism underlying these Cm changes, presteady-state currents (Ipre) of ZmSUT1 transport were analyzed. Decay of Ipre could be best fitted by double exponentials. When plotted against the voltage the charge Q, associated to Ipre, was dependent on sucrose and protons. The mathematical derivative of the charge Q versus voltage was well in line with the observed Cm changes. Based on these parameters a turnover rate of 500 molecules sucrose/s was calculated. In contrast to gating currents of voltage dependentpotassium channels the analysis of ZmSUT1-derived presteady-state currents in the absence of sucrose (I =Q/t) was sufficient to predict ZmSUT1 transport-associated currents. Conclusions: Taken together our results indicate that in the absence of sucrose, 'trapped' protons move back and forth between an outer and an inner site within the transmembrane domains of ZmSUT1. This movement of protons in the electric field of the membrane gives rise to the presteady-state currents and in turn to Cm changes. Upon application of external sucrose, protons can pass the membrane turning presteady-state into transport currents.},
  language  = {en}
}
@article{HarthKotzschHuetal.2010,
  author    = {Harth, Stefan and Kotzsch, Alexander and Hu, Junli and Sebald, Walter and Mueller, Thomas D.},
  title     = {A Selection Fit Mechanism in BMP Receptor IA as a Possible Source for BMP Ligand-Receptor Promiscuity},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-68497},
  year      = {2010},
  abstract  = {Background: Members of the TGF-b superfamily are characterized by a highly promiscuous ligand-receptor interaction as is readily apparent from the numeral discrepancy of only seven type I and five type II receptors available for more than 40 ligands. Structural and functional studies have been used to address the question of how specific signals can be deduced from a limited number of receptor combinations and to unravel the molecular mechanisms underlying the protein-protein recognition that allow such limited specificity. Principal Findings: In this study we have investigated how an antigen binding antibody fragment (Fab) raised against the extracellular domain of the BMP receptor type IA (BMPR-IA) recognizes the receptor's BMP-2 binding epitope and thereby neutralizes BMP-2 receptor activation. The crystal structure of the complex of the BMPR-IA ectodomain bound to the Fab AbD1556 revealed that the contact surface of BMPR-IA overlaps extensively with the contact surface for BMP-2 interaction. Although the structural epitopes of BMPR-IA to both binding partners coincides, the structures of BMPR-IA in the two complexes differ significantly. In contrast to the structural differences, alanine-scanning mutagenesis of BMPR-IA showed that the functional determinants for binding to the antibody and BMP-2 are almost identical. Conclusions: Comparing the structures of BMPR-IA bound to BMP-2 or bound to the Fab AbD1556 with the structure of unbound BMPR-IA shows that binding of BMPR-IA to its interaction partners follows a selection fit mechanism, possibly indicating that the ligand promiscuity of BMPR-IA is inherently encoded by structural adaptability. The functional and structural analysis of the BMPR-IA binding antibody AbD1556 mimicking the BMP-2 binding epitope may thus pave the way for the design of low-molecular weight synthetic receptor binders/inhibitors.},
  subject      = {Physiologische Chemie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Mumm2010,
  author    = {Mumm, Patrick},
  title     = {Elektrophysiologische Untersuchungen der Ionenfl{\"u}sse und ihrer Regulation in Stomakomplex-bildenden Zellen von Zea mays und Schließzellen von Arabidopsis thaliana},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-49267},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {1. Im Rahmen dieser Arbeit konnten neue Erkenntnisse hinsichtlich des angenomme-nen gerichteten Ionentransports zwischen Schließ- und Nebenzellen von Zea mays gewonnen werden: a. Mittels der Patch-Clamp-Technik wurden in beiden Zelltypen S-Typ-{\"a}hnliche Anionenkan{\"a}le identifiziert. In Nebenzellen konnten sie durch steigende zytosolische Ca2+-Konzentrationen gehemmt und durch ABA und zytosolische Alkalisierung stimuliert werden. Die S-Typ-Anionenkan{\"a}le der Schließzellen wurden hingegen durch eine Alkalisierung kaum beeinflusst und durch steigende zytosolische Ca2+-Konzentrationen stimuliert. b. Dar{\"u}ber hinaus konnte an intakten Mais-Pflanzen mit der Einstich-Elektroden-Technik gezeigt werden, dass Nebenzellen eine gegenl{\"a}ufige Polarisation des Membranpotentials w{\"a}hrend der Licht-/Dunkel-induzierten Stomabewegung aufweisen. Da das Membranpotential der Nebenzellen von Hordeum vulgare ein zu Mais {\"a}hnliches Verhalten w{\"a}hrend der Stomabewegung zeigte und gegenl{\"a}u-fig zur Membranpolarisation der benachbarten Schließzellen war, ist ein {\"a}hnli-ches Verhalten bei Zea mays Schließzellen naheliegend. c. Zudem wurde in intakten Nebenzellen von Zea mays eine zytosolische Alkali-sierung w{\"a}hrend der Licht-induzierten Stoma{\"o}ffnung beobachtet, die bei Stomaschluss wieder auf den Ursprungswert zur{\"u}ckkehrte. d. Mit Hilfe rekonstruktierter 3D-Modelle von intakten Mais-Stomakomplexen konnte ein Volumenverh{\"a}ltnis zwischen Schließ- und Nebenzellen von 1:6 bzw. 1:4 bei ge{\"o}ffneten und geschlossenen Stomata ermittelt werden. Unter Einbeziehung der Vorarbeiten unserer Arbeitsgruppe konnten die hier gewon-nenen Erkenntnisse schl{\"u}ssig in ein Modell zur Beschreibung des Shuttle-Ionentransports zwischen Neben- und Schließzellen w{\"a}hrend der Licht-induzierten Stomabewegung eingebunden werden. 2. Des Weiteren wurden die S-Typ-Anionenstromantworten von A. thaliana Schließ-zellen in Patch-Clamp-Experimenten n{\"a}her untersucht. Dabei waren die S-Typ-Anionenstr{\"o}me bei Ca2+- bzw. ABA-Stimulation in CPK23- und OST1-Verlustmutanten im Vergleich zum Wildtyp stark reduziert. Diese in vivo generierten Daten untermauern die in vitro Ergebnisse der Arbeitsgruppe von Prof. R. Hedrich (Universit{\"a}t W{\"u}rzburg), dass OST1 und CPK23 Interaktionspartner des S-Typ-Anionenkanals SLAC1 in A. thaliana sind. Das SLAC1-homologe Gen SLAH3 ko-diert f{\"u}r einen Nitrat-permeablen S-Typ-Anionenkanal in Schließzellen, der zudem durch externes Nitrat aktiviert wird. Da in slac1-3 Verlustmutanten S-Typ-{\"a}hnliche Anionenstr{\"o}me generiert werden konnten, wenn Nitrat das dominierende Anion dar-stellte oder den Chlorid-basierten L{\"o}sungen externes Nitrat zugegeben wurde, scheint SLAH3 unter bestimmten Bedingungen einen alternativen Weg f{\"u}r die Ent-lassung von Anionen aus der Schließzelle darzustellen. 3. Die elektrophysiologische Charakterisierung der R-Typ-Anionenkan{\"a}le in A. thaliana Schließzellen belegt, dass dieser Kanal {\"a}hnliche Grundcharakteristika aufweist, die schon in Vicia faba beschrieben wurden: eine starke Spannungsab¬h{\"a}ngigkeit, sowie schnelle Aktivierungs- und Deaktivierungskinetiken. Im Gegensatz zu Vicia faba wurde die Spannungsabh{\"a}ngigkeit dieses Kanaltyps in A. thaliana nicht durch externes Malat beeinflusst. Jedoch war unter externen Malatbedingungen die Stromantwort einer almt12-Verlustmutante im Vergleich zu Wildtyp-Schließzellen erheblich reduziert, w{\"a}hrend unter externen Sulfatbe¬dingungen keine Unterschiede zwischen Wildtyp und almt12-Verlustmutante auszu¬machen waren. ALMT12 scheint demnach f{\"u}r den Malat-aktivierten Teil des R-Typ-Anionenkanals verantwortlich zu sein.},
  subject      = {Schließzelle},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Peer2010,
  author    = {Peer, Markus},
  title     = {Sphingolipide - Analytik, Biosynthese und Funktion in der Arabidopsis thaliana Pathogenantwort},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-55034},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Sphingolipide (SPL) sind wichtige und ubiquitar verbreitete Bestandteile von Biomembranen. Aufgrund der enormen Vielfalt, der komplexen Struktur und diverser physiko-chemischer Eigenschaften der Sphingolipide gestaltet sich die qualitative und quantitative Untersuchung der Sphingolipide allerdings schwierig. In dieser Arbeit konnten, basierend auf publizierten Methoden, analytische Verfahren entwickelt werden, mit deren Hilfe sich die Gehalte spezifischer Sphingolipide in A. thaliana quantitativ nachweisen lassen. Unter Einsatz eines targeted metabolite profiling-Ansatzes wurde die Rolle spezifischer Sphingolipide in der Pflanzen-Pathogen Interaktion charakterisiert. Infiltration von avirulenten P. syringae pv. tomato (Pst) in Bl{\"a}tter von A. thaliana f{\"u}hrte zu schnell und transient erh{\"o}hten Gehalten der freien Sphingobase Phytosphingosin (t18:0). Im Gegensatz zu avirulenten Pst kam es nach Infiltration von virulenten Pst zu einer schnellen R{\"u}ckkehr auf Basalniveau und nicht zu einer hypersensitiven Antwort (HR), was auf eine positiv regulatorische Rolle von t18:0 in Abwehrreaktionen von Pflanzen hinwies, z.B. bei der HR. Damit konnte in der vorliegenden Arbeit zum ersten Mal gezeigt werden, dass die Spiegel freier Sphingobasen der Pflanze, insbesondere von t18:0, in Antwort auf bakterielle Pathogene reguliert werden. Diese spezifische Regulation korreliert, in Abh{\"a}ngigkeit von der Pathogeninfektion, mit dem Verlauf der HR. Im Unterschied zu avirulenten St{\"a}mmen sind virulente Pst in der Lage, Abwehrreaktionen des Wirtsorganismus zu unterdr{\"u}cken. Daher tritt keine HR auf, welche die Ausbreitung des Pathogens stoppen k{\"o}nnte. Die unterschiedliche Beeinflussung der t18:0 Gehalte virulenter und avirulenter St{\"a}mme zeigte sich auch in Experimenten mit einem anderen P. syringae Stamm. Freie Sphingobasen zeigten in dieser Arbeit typische Merkmale von Signalmolekulen: geringe basale Spiegel, schnelle und transiente Gehaltsanderungen, pr{\"a}zise Regulation sowie spezifische Wirkeffekte. Sphingolipide stellen somit, neben den etwa durch PAMPs ausgel{\"o}sten und durch Phytohormone vermittelten, weitere Signalwege in der Pflanzen Pathogen Interaktion dar. Die Infiltration von Pst in Bl{\"a}tter der A. thaliana Mutante sbh1-1 f{\"u}hrte zu transient erh{\"o}hten d18:0 Spiegeln. In dieser Mutante ist die Funktion von einer der zwei Sphingobasen-Hydroxylasen gest{\"o}rt. Wie sich nach Totalhydrolyse zeigte, sind die Gesamtgehalte von t18:0 in der Mutante allerdings nicht reduziert. Dies spricht daf{\"u}r, dass der pathogenabh{\"a}ngige transiente Anstieg von t18:0 durch de novo Synthese aus d18:0 entsteht und nicht durch Freisetzung aus komplexen Sphingolipiden mittels spezifischer Lipasen. Somit ist die Hydroxylase SBH1 f{\"u}r den schnellen signalvermittelten Anstieg von t18:0 verantwortlich. Neben t18:0 l{\"o}sen auch strukturell {\"a}hnliche freie Sphingobasen, z.B. d18:1 und d18:0, Abwehrreaktionen und Zelltod aus, w{\"a}hrend andere Sphingobasen (d20:0 und d20:1) sowie Ceramide keine Reaktionen ausl{\"o}sten. Dies weist auch direkt auf die Spezifit{\"a}t der beteiligten Mechanismen hin.},
  subject      = {Sphingolipide},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Looser2010,
  author    = {Looser, Jens},
  title     = {Funktionelle Analyse der Photoaktivierten Adenylatzyklase (PAC) aus Euglena gracilis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-48283},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Die Photoaktivierte Adenylatzyklase PAC ist in E. gracilis an der Phototaxis beteiligt und besteht aus den zwei unterschiedlich großen Proteinen PACalpha und PACbeta. Beide besitzen jeweils zwei FAD bindende (BLUF) Dom{\"a}nen F1 und F2 sowie zwei Zyklasedom{\"a}nen C1 und C2. An den Zyklasedom{\"a}nen findet die Umsetzung von ATP in cAMP statt und die BLUF-Dom{\"a}nen werden f{\"u}r die Lichtaktivierung ben{\"o}tigt. F{\"u}r diese Arbeit wurde PAC und Mutanten davon heterolog in Oocyten von Xenopus laevis exprimiert. PAC besitzt bereits im Dunkeln Adenylatzyklaseaktivit{\"a}t, die durch Belichtung erh{\"o}ht werden kann. Die Zunahme der Aktivit{\"a}t erfolgt mit einer Zeitkonstante von unter 100 ms, die Abnahme nach der Belichtung hat eine Zeitkonstante im Bereich von 10ms. Das f{\"u}r die katalytische Umsetzung in allen Klasse III Nukleotidzyklasen ben{\"o}tigte Dimer zweier Zyklasedom{\"a}nen ist in PAC das Dimer aus C1 und C2. Durch Messungen mit PAC-Mutanten, bei denen jeweils eine Zyklasedom{\"a}ne defekt war, konnte gezeigt werden, dass diese Dimerisierung in PACalpha intermolekular auftritt. Ebenso wurde gezeigt, dass ein solches Dimer aus Zyklasedom{\"a}nen von PACalpha und PACbeta bestehen kann. Der Austausch der Zyklasedom{\"a}nen von PACalpha durch Zyklasedom{\"a}nen der Guanylatzyklasen GCY35 und GCY36 aus C. elegans f{\"u}hrte zu einem Verlust der Zyklaseaktivit{\"a}t. Die Proteine wurden aber zumindest teilweise korrekt gefaltet, was durch Dimerbildung mit Knockoutmutanten von PAC in Koexpressionsexperimenten gezeigt werden konnte. Die Fusionsproteine aus PACalpha und den CNG-Kan{\"a}len CNGA2 und OLF f{\"u}hrten in Oocyten zu einer deutlich geringeren Leitwert{\"a}nderung als eine Expression der Einzelproteine. Sowohl bei einer N-terminalen Fusion des Kanals an PAC als auch bei der C-terminalen Fusion war es jeweils der Kanal, der im Fusionsprotein stark gehemmt war. Eine Deletion des C-Terminus von PACalpha f{\"u}hrte zu einem nicht funktionsf{\"a}higen Protein, das auch in Koexpression mit PAC-Knockoutmutanten keine messbare Adenylatzyklaseaktivit{\"a}t zeigte. Wurde die F2-Dom{\"a}ne deletiert, so verlor PAC ebenfalls seine Zyklaseaktivit{\"a}t vollst{\"a}ndig. Die C1-Dom{\"a}ne war aber korrekt gefaltet, was durch eine Koexpression mit PAC-Mutanten gezeigt werden konnte, die in einer ihrer Zyklasedom{\"a}nen defekt waren. Beide Chim{\"a}ren aus PACalpha und PACbeta besaßen Adenylatzyklaseaktivit{\"a}t. Diese war bei der Chim{\"a}re mit dem C-terminalen Teil von PACalpha deutlich h{\"o}her als bei der Chim{\"a}re mit dem C-terminalen Teil von PACbeta, was darauf hindeutet, dass im C-terminalen Teil von PAC der Grund f{\"u}r den Aktivit{\"a}tsunterschied zwischen PACalpha und PACbeta liegt. F{\"u}r die Ver{\"a}nderung der Substratspezifit{\"a}t von einer Adenylat- zu einer Guanylatzyklase waren Mutationen an mindestens drei Aminos{\"a}uren erforderlich. Die ebenfalls hergestellten Einzel- und Doppelmutanten verhielten sich wie der Wildtyp oder hatten eine deutlich eingeschr{\"a}nkte Adenylatzyklaseaktivit{\"a}t. Bei der Tripelmutante PACalpha K250E T319G S329Y war Guanylatzyklaseaktivit{\"a}t nachweisbar, die aber geringer war als die noch vorhandene Adenylatzyklaseaktivit{\"a}t. Die Quadrupelmutante PACalpha K250E D317K T319G S329Y zeigte ebenfalls lichtinduzierbare Adenylatzyklaseaktivit{\"a}t, die ca. 0,3\% der Aktivit{\"a}t der Wildtyp-PACalpha entsprach. Die Guanylatzyklaseaktivit{\"a}t dieser Mutante war ca. dreifach h{\"o}her als deren Adenylatzyklaseaktivit{\"a}t. Somit konnte gezeigt werden, dass sich durch die Mutation weniger einzelner Aminos{\"a}uren die Substratspezifit{\"a}t von PAC von ATP nach GTP verschieben l{\"a}sst.},
  subject      = {Euglena gracilis},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Winter2010,
  author    = {Winter, Thorsten Ralf},
  title     = {Induced indirect defense in soybean and maize: Effects of ultraviolet radiation, nitrogen availability and heavy metal stress},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-54145},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Plants exposed to herbivory may defend themselves by attracting the "enemies of their enemies", a phenomenon called induced indirect defense (IID). In this process, the de novo production and emission of volatile organic compounds (VOC) by the affected plant is activated via a jasmonic acid (JA) dependent signaling cascade. VOC can be very specific for the inducing herbivore as well as for the emitting plant. Carnivores as predatory mites and parasitoid wasps use these substances as prey- or host-finding cues. If the herbivore is parasitized successfully, its development is slowed and thus the damage of the plant is decreased. Additional abiotic stress may modulate the plant's ability to produce and/or emit herbivore induced VOC. Ultraviolet (UV) radiation can have multiple physiological effects on plants, amongst others the activation of the expression of genes that are also activated during anti-herbivore defense. To investigate UV effects, foils with different UV transmittance were used to manipulate ambient solar radiation. One foil was permeable for the whole solar spectrum including UV radiation whereas the other excluded radiation below a wavelength of 400 nm. Soybean exposed to UV increased concentrations of isorhamnetin- and quercetin-based flavonoids as effective photo-protective compounds in the leaves and showed a reduced growth compared to plants exposed to ambient radiation lacking UV. The altered chemical composition of the leaves had no effect on food choice and performance of herbivorous Spodoptera frugiperda larvae. Photo-protection by flavonoids seems to be efficient to prevent further UV effects on IID as plants of both treatments emitted the same blend of induced VOC and hence females of the parasitoid Cotesia marginiventris did not prefer plants from on of the treatments in the olfactometer. Nitrogen is one important macronutrient for all trophic levels and thus deficiency of this nutrient was expected to affect IID of soybean profoundly. To manipulate N availability for soybean plants hydroponic culture was used. One treatment was cultured in a standard hydroponic solution whereas in the N deficiency treatment in the solution all salts containing N were replaced with N-free salts. In N deficient plants root biomass was increased to allow the plant to forage more efficiently for the nutrient. Despite this morphological adaptation, photosynthetic efficiency as well as leaf N and soluble protein content were reduced significantly in N deficient soybean. The N deficiency was passed on to the third trophic level as herbivores fed with the affected leaves had a reduced body N content on her part and showed a decreased growth but no feeding preference for the superior food. Parasitoids reared in such N deficient herbivores had significant lower pupal weight compared to parasitoids reared in hosts fed with fully fertilized soybean. N deficient plants emitted a quantitatively altered herbivore induced blend. The two terpenes β-Bergamotene and (E,E)-α-Farnesene were emitted in higher amounts whereas (Z)-3-Hexenyl-α-methylbutyrate was emitted in significantly lower amount. Despite this quantitatively modified VOC blend the parasitoids host-searching behavior was not affected. Heavy metals (HM) are proposed to affect various biochemical pathways in plants including defense pathways by production of reactive oxygen species (ROS) in the tissue. The ROS on its part may affect production and release of endogenous JA, an important messenger in defense signaling. In this study maize plants were grown hydroponically and exposed to different increased concentrations of copper and cadmium. Maize seems to be able to exclude the excess HM from the leaves because the HM were found mainly in the roots and only to a minor degree in the shoots of the plants. Despite this exclusion the HM significantly affected uptake of other metal ions into the plant. The excess of the HM in combination with the attenuated uptake of other ions led to a reduced growth of roots and shoots as well as to reduced photosynthetic efficiency. Thus the nutritional value of the plants for the herbivore was lowered either by direct toxic effects of the HM or indirectly by altering plant chemical composition. S. frugiperda larvae fed with leaves exposed to high HM concentrations showed a significantly reduced growth but they did prefer neither control nor HM treated plants in a food-choice assay. Cu had a transient priming effect on JA as pre-exposure to a high excess of Cu led to higher amounts of herbivore induced JA compared to control plants exposed only to standard concentration of Cu. As anticipated the increased JA was followed by an increase in herbivore induced VOC in high-Cu treated plants caused by a increase of the green leaf volatiles (E)-3-Hexenal, (Z)-3-Hexenol and (Z)-3-Hexenylacetat and the terpenes Linalool, (E)-α-Bergamotene, (E)-β-Farnesene, and β-Sesquiphellandrene. Despite these profound changes in herbivore induced VOC the parasitoids host searching behavior was not affected. As described, the abiotic stresses UV, N deficiency and excess HM affected the morphology and physiology of soybean and maize, the performance of the herbivore S. frugiperda and even the performance of the parasitoid C. marginiventris. However the host searching behavior of the parasitoid was not affected even if the herbivore induced VOC blend was altered. Thus parasitoids seem to be a very reliable defender for plants and IID a very robust way of herbivore defense.},
  subject      = {Mais},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Demir2010,
  author    = {Demir, Fatih},
  title     = {Lipid rafts in Arabidopsis thaliana leaves},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-53223},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Arabidopsis thaliana (A.th.) mesophyll cells play a pivotal role in the regulation of the drought stress response. The signaling \& transport components involved in drought stress regulation within lipid rafts of the plasma membrane were investigated by DRM isolation from highly purified plasma membranes. Detergent treatment with Brij-98 and Triton X-100 resulted in a total of 246 DRM proteins which were identified by nano HPLC-MS/MS. The majority of these proteins could be isolated by Triton X-100 treatment (78.5 \%) which remains the "golden" standard for the isolation of DRMs. Comparing in-gel and in-solution digestion approaches disclosed additional protein identifications for each method but the in-gel approach clearly delivered the majority of the identified proteins (81.8 \%). Functionally, a clear bias on signaling proteins was visible - almost 1/3 of the detected DRM proteins belonged to the group of kinases, phosphatases and other signaling proteins. Especially leucine-rich repeat receptor-like protein kinases and calcium-dependent protein kinases were present in Brij-98 \& Triton X-100 DRMs, for instance the calcium-dependent protein kinase CPK21. Another prominent member of DRMs was the protein phosphatase 2C 56, ABI1, which is a key regulator of the ABA-mediated drought stress response in A.th. The lipid raft localization of the identified DRM proteins was confirmed by sterol-depletion with the chemical drug MCD. Proteins which depend upon a sterol-rich environment are depleted from DRMs by MCD application. Especially signaling proteins exhibited a strong sterol-dependency. They represented the vast majority (41.5 \%) among the Triton X-100 DRM proteins which were no longer detected following MCD treatment. AtRem 1.2 \& 1.3 could be shown to be sterol-dependent in mesophyll cells as well as two CPKs (CPK10 \& CPK21) and the protein phosphatase ABI1. AtRem 1.2 \& 1.3 could be proven to represent ideal plant lipid raft marker proteins due to their strong presence in Triton X-100 DRMs and dependency upon a sterol-rich environment. When fluorescence labeled AtRem 1.2 \& 1.3 were transiently expressed in A.th. leaves, they localized to small, patchy structures at the plasma membrane. CPK21 was an intrinsic member of Triton X-100 DRMs and displayed extreme susceptibility to sterol-depletion by MCD in immunological and proteomic assays. Calcium-dependent protein kinases (CPKs) have already been studied to be involved in drought stress regulation, for instance at the regulation of S-type anion channels in guard cells. Hence, further transient expression studies with the anion channel SLAH3, protein kinase CPK21 and its counterpart, protein phosphatase ABI1 were performed in Nicotiana benthamiana. Transient co-expression of CPK21 and the anion channel SLAH3, a highly mesophyll- specific homologue of the guard cell anion channel SLAC1, resulted in a combined, sterol-dependent localization of both proteins in DRMs. Supplementary co-expression of the counterpart protein phosphatase ABI1 induced dislocation of SLAH3 from DRMs, probably by inactivation of the protein kinase CPK21. CPK21 is known to regulate the anion channel SLAH3 by phosphorylation. ABI1 dephosphorylates CPK21 thus leading to deactivation and dislocation of SLAH3 from DRMs. All this regulative events are taking place in DRMs of A.th. mesophyll cells. This study presents the first evidence for a lipid raft-resident protein complex combining signaling and transport functions in A.th. Future perspectives for lipid raft research might target investigations on the lipid raft localization of candidate DRM proteins under presence of abiotic and biotic stress factors. For instance, which alterations in the DRM protein composition are detectable upon exogenous application of the plant hormone ABA? Quantitative proteomics approaches will surely increase our knowledge of the post-transcriptional regulation of gene activity under drought stress conditions.},
  subject      = {Ackerschmalwand},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Stange2010,
  author    = {Stange, Annette},
  title     = {Beziehung zwischen Ca2+-Hom{\"o}ostase und Aktivit{\"a}t der S-Typ Anionenkan{\"a}le in Schließzellen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-52131},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Pflanzen regulieren ihren Gasaustausch mit der Atmosph{\"a}re, indem sie die {\"O}ffnungsweite von Poren in der Epidermis von Bl{\"a}ttern, sog. Stomata, ver{\"a}ndern. Bei Wassermangel werden die stomat{\"a}ren Poren geschlossen, um den Verlust von Wasser zu minimieren. Dieser Vorgang wird durch das Phytohormon ABA ausgel{\"o}st, welches eine Aktivierung von Anionenkan{\"a}len in der Plasmamembran der Schließzellen induziert. Obwohl die Aktivierung der Anionenkan{\"a}le ein zentrales Element in der ABA-Antwort darstellt, ist der Signalweg, der zu der Aktivierung der Anionenkan{\"a}le f{\"u}hrt, nur l{\"u}ckenhaft verstanden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Rolle von Signalintermediaten wie Proteinkinasen, -phosphatasen, Lipid-abgeleiteten Botenstoffen und Ca2+ bei der Aktivierung der Anionenkan{\"a}le untersucht. Hinsichtlich Ca2+ lag ein spezieller Fokus auf der Generierung von Ca2+-Signalen und auf der Frage, inwieweit ein Anstieg in der cytosolischen freien Ca2+-Konzentration f{\"u}r eine Aktivierung der Anionenkan{\"a}le ausreicht. F{\"u}r diese Studien wurde haupts{\"a}chlich die Zwei-Elektroden-Spannungsklemm- (DEVC) Technik in Kombination mit Ca2+-Konzentrationsmessungen durch den Ca2+-sensitiven Farbstoff FURA-2 angewendet. Die M{\"o}glichkeit Anionenkan{\"a}le durch Ca2+ zu aktivieren wurde getestet, indem Ca2+-Signale in intakten Schließzellen von Nicotiana tabacum durch hyper- und depolarisierte Spannungen ausgel{\"o}st wurden und gleichzeitig die Str{\"o}me, die {\"u}ber die Plasmamembran flossen, gemessen wurden. Dabei f{\"u}hrte eine Hyperpolarisation zu einer transienten Erh{\"o}hung der cytosolischen freien Ca2+-Konzentration w{\"a}hrend des Spannungssprunges, wohingegen eine Depolarisation zun{\"a}chst eine Erniedrigung der cytosolischen freien Ca2+-Konzentration ausl{\"o}ste und das Ca2+-Signal bei Repolarisation der Plasmamembran auftrat. Dies weist darauf hin, dass in beiden F{\"a}llen hyperpolarisations-aktivierte Ca2+-Kan{\"a}le beteiligt sind, wobei das Schwellenpotential der Schließzellen, bei dem ein Ca2+-Signal ausgel{\"o}st wird, nach einer langen Depolarisation zu positiveren Spannungen verschoben ist. Die Modulation der Spannungssensitivit{\"a}t der Schließzellen w{\"a}hrend einer langen Depolarisation findet m{\"o}glicherweise durch eine Aktivierung der Ca2+-Kan{\"a}le und/oder eine Inhibierung verschiedener Ca2+-Transportproteine durch eine niedrige cytosolische freie Ca2+-Konzentration statt. Der durch Hyperpolarisation bzw. durch lange Depolarisation induzierte transiente Anstieg in der cytosolischen freien Ca2+-Konzentration korrelierte mit einer transienten Aktivierung von S-Typ Anionenkan{\"a}len. Die Analyse der Ca2+-Konzentrations- und Zeitabh{\"a}ngigkeit ergab, dass die S-Typ Anionenkan{\"a}le durch Ca2+ in einem schnellen Signalweg mit einer halbmaximalen cytosolischen freien Ca2+-Konzentration von 515 nM (SE=235, n=33) aktiviert werden. Der durchschnittliche maximale S-Typ Anionenstrom lag bei -349 pA (SE=107, n=33) bei einer Spannung von -100 mV. Die Wirkung von Ca2+ auf Transportvorg{\"a}nge {\"u}ber die Plasmamembran wurde auch in Dr{\"u}senzellen von Dionaea muscipula untersucht. In diesem Zelltyp induzierte eine mechanische Stimulierung der Triggerhaare ein Ca2+-Signal, wobei mehr als zwei Aktionspotentiale n{\"o}tig waren, um einen transienten Ca2+-Anstieg auszul{\"o}sen. Diese Daten zeigen, dass die Depolarisationsphase des Aktionspotentials in den Dr{\"u}sen nicht direkt mit Ca2+-Fl{\"u}ssen assoziiert ist. Anstelle einer Ca2+-abh{\"a}ngigen Aktivierung scheinen Anionenkan{\"a}le in Dr{\"u}sen von Dionaea muscipula also in einem Ca2+-unabh{\"a}ngigen Signalweg aktiviert zu werden. Diesen Aktivierungsmechanismus gibt es auch im ABA-Signalweg in Schließzellen. Dort findet eine Ca2+-unabh{\"a}ngige Aktivierung der S-Typ Anionenkan{\"a}le durch Proteinkinasen wie OST1 und CPK23 statt, wobei die Proteinphosphatase ABI1 als negativer Regulator diskutiert wird. In dieser Arbeit konnte die Redundanz von OST1 und CPK23 sowie Komponenten des Ca2+-abh{\"a}ngigen Weges in DEVC-Experimenten mit ost1-2- und cpk23-Mutanten von Arabidopsis thaliana beobachtet werden, die beide S-Typ Anionenkanalaktivit{\"a}t zeigten. Die Aktivit{\"a}t von S-Typ Anionenkan{\"a}len in Arabidopsis thaliana Mutanten, denen der S-Typ Anionenkanal SLAC1 fehlt, deutet außerdem an, dass redundante S-Typ Anionenkan{\"a}le vorhanden sind, die auch durch andere Proteinkinasen aktiviert werden k{\"o}nnten. ABA-induzierte S-Typ Anionenstr{\"o}me waren auch in abi1-Transformanten von Nicotiana tabacum messbar, wobei eine geringere Sensitivit{\"a}t gegen{\"u}ber ABA als im Wildtyp auftrat, was auf eine unvollst{\"a}ndige Inhibierung des ABA-Signalweges hindeutet. Die Redundanz der Intermediate im ABA-Signalweg war auch in Studien mit dem Lipid-abgeleiteten Botenstoff Phosphatids{\"a}ure sichtbar, der nur einen langsamen und unvollst{\"a}ndigen Stomaschluss induzierte, was allerdings auch auf eine untergeordnete Rolle von Phosphatids{\"a}ure im ABA-Signalweg hinweisen k{\"o}nnte.},
  subject      = {Schließzelle},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Abdelmohsen2010,
  author    = {Abdelmohsen, Usama Ramadan},
  title     = {Antimicrobial Activities from Plant Cell Cultures and Marine Sponge-Associated Actinomycetes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-51483},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {This thesis is divided into three parts with the main goal allocating novel antimicrobial compounds that could be used as future antibiotics. The first part aimed to evaluate the potential of plant suspension cultures for the production of antimicrobial proteins. The extracellular, intracellular and cell wall bound fractions of seven heterotrophic and photomixotrophic plant cell suspension cultures treated with nine different elicitors were tested for the elicitor dependent production of antimicrobial proteins. Bioactivities were tested against a selected panel of human isolates including Gram-positive and Gram-negative bacteria as well as fungi using the disc diffusion assay. The intracellular fractions of elicited cell cultures were more active than extracellular fractions while the cell wall bound fractions showed lowest activities. Among the 21 fractions tested, the intracellular fraction of Lavendula angustifolia elicited with DC3000 was most active against Candida maltosa. The second most active fraction was the intracellular fraction of Arabidopsis thaliana elicited with salicylic acid which was moreover active against all test strains. The antimicrobial activity of elicited Arabidopsis thaliana cell cultures was tested by bioautography to locate the antimicrobial proteins in the crude extract. The intracellular fraction of photomixotrophic Arabidopsis thaliana cells elicited with salicylic acid was selected for further gel filtration chromatography on S-200 column leading to the purification of one 19 kDa antimicrobially active protein, designated, AtAMP. Our findings suggest that elicited plant cell cultures may present a new promising alternative source of antimicrobial proteins. The second part comprises the isolation of actinomycetes associated with marine sponges and testing the bioactivities of new species for further investigations. Actinobacterial communities of eleven taxonomically different sponges that had been collected from offshore Ras Mohamed (Egypt) and from Rovinj (Croatia) were investigated by a culture-based approach using different standard media for isolation of actinomycetes and media enriched with aqueous sponge extract to target rare and new actinomycete species. Phylogenetic characterization of 52 representative isolates out of 90 based on almost complete sequences of genes encoding 16S rRNA supported their assignment to 18 different actinomycete genera. Altogether 14 putatively new species were identified based on sequence similarity values below 98.2\% to other strains in the NCBI database. The use of M1 agar amended with aqueous sponge extract yielded a putative new genus related to Rubrobacter which highlighting the need for innovative cultivation protocols. Biological activity testing showed that five isolates were active against Gram-positives only, one isolate was active against Candida albicans only and one isolate showed activity against both groups of pathogens. Moreover, the antiparasistic activity was documented for four isolates. These results showed a high diversity of actinomycetes associated with marine sponges as well as highlighted their potential to produce anti-infective agents. The third part of the thesis focused on the isolation and structure elucidation of new bioactive compounds. Streptomyces strain RV15 recovered from sponge Dysidea tupha, was selected for further chemical analysis by virtue of the fact that it exhibited the greatest antimicrobial potential against Staphylococcus aureus as well as Candida albicans among the all tested strains. Moreover, members of the genus Streptomyces are well known as prolific producers of interesting pharmacologically active metabolites. Chemical analysis of the methanolic crude extract using different chromatographic tools yielded four new compounds. The structures of the new compounds were spectroscopically elucidated to be four new cyclic peptides, namely, cyclodysidins A-D. Their bioactivity was tested against different proteases, bacteria and Candida as well as tumor cell lines. The compounds did not show any significant activities at this point.},
  subject      = {Antimikrobieller Wirkstoff},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Seltmann2010,
  author    = {Seltmann, Martin Alexander},
  title     = {Bildung und Funktion von Jasmonaten w{\"a}hrend Seneszenz-Prozessen in Arabidopsis thaliana},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-51563},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Jasmons{\"a}ure und verwandte Oxylipine wurden bisher als Substanzen, die an der Regulation von Initialisierung und Progression der Blattseneszenz beteiligt sein sollen, kontrovers diskutiert. Bisherige Studien haben sich dabei auf die exogene Applikation von Jasmonaten oder die Messung endogener Spiegel beschr{\"a}nkt. Um die Funktion von Jasmonaten in der Seneszenz-Regulation zu kl{\"a}ren, wurden in dieser Arbeit die Profile freier und membranveresterter Oxylipine sowie die Auswirkungen verminderter Oxylipinbildung w{\"a}hrend der nat{\"u}rlichen Seneszenz und Seneszenz-{\"a}hnlicher Prozesse induziert durch Dunkel- und Sorbitol-Inkubation in Bl{\"a}ttern von Arabidopsis thaliana untersucht. Jasmons{\"a}ure sowie freie 12-Oxo-Phytodiens{\"a}ure steigen w{\"a}hrend dieser drei Prozesse an, mit dem st{\"a}rksten Anstieg von Jasmons{\"a}ure nach Dunkelinkubation. Eine deutliche Akkumulation membranveresterter Oxylipine (Arabidopside) konnte lediglich nach Flottierung auf Sorbitol festgestellt werden. Die Mengen an plastid{\"a}ren Mono- und Digalaktosyl-Diacylglycerolen verringerten sich jedoch w{\"a}hrend der Behandlungen bzw. im Verlauf der Alterung. Zur Untersuchung m{\"o}glicher Funktionen ansteigender Jasmonat-Konzentrationen wurden Lipoxygenase 2 RNAi-Pflanzen konstruiert, welche basal Jasmons{\"a}ure und 12-Oxo-Phytodiens{\"a}ure produzieren k{\"o}nnen, jedoch keinen Anstieg w{\"a}hrend Seneszenz- bzw. Stress-Prozessen zeigen. Die Gehalte an Chlorophyll und Membranlipiden sowie die Genexpression entwicklungsspezifischer Seneszenzmarker waren w{\"a}hrend der nat{\"u}rlichen und der dunkelinduzierten Seneszenz in diesen Pflanzen nicht ver{\"a}ndert. Dies legt nahe, dass diese Oxylipine im Verh{\"a}ltnis zu anderen endogenen Faktoren keine bzw. nur geringe Wirkungen auf die Seneszenz-Progression haben. Aus den gemachten Beobachtungen kann vielmehr geschlossen werden, dass bei diesen Prozessen die Akkumulation von Jasmonaten eher die Folge eines ver{\"a}nderten Lipid-Metabolismus als ein Ausl{\"o}ser der Seneszenz ist. Im Gegensatz dazu zeigen die Lipoxygenase 2 RNAi-Linien eine verlangsamte Seneszenz nach Sorbitol-Behandlung. {\"A}hnlich verh{\"a}lt sich die Allenoxid-Synthase Mutante dde2-2, die zwar 13-Lipoxygenase-Produkte aber keine Jasmonate bilden kann. Dies bedeutet, dass die Jasmonate und nicht andere 13-Lipoxygenase-Produkte f{\"u}r die Seneszenz-{\"a}hnlichen Symptome unter diesen Bedingungen verantwortlich sind. Dabei stellt die Sorbitol-induzierte Seneszenz einen Stress-Prozess dar, der sich in vielen Punkten von der nat{\"u}rlichen Seneszenz unterscheidet aber große {\"A}hnlichkeiten zur Seneszenz-Induktion nach exogener Jasmonat-Applikation aufweist. Lipoxygenase 2 ist also durch die Bereitstellung von Oxylipinen weniger in Entwicklungs- als vielmehr in Stress-Prozesse involviert.},
  subject      = {Ackerschmalwand},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Arand2010,
  author    = {Arand, Katja},
  title     = {Charakterisierung hydrophiler Permeationswege in der pflanzlichen Kutikula anhand der Permeationseigenschaften ionischer Aminos{\"a}uren},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-49954},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Um sich vor dem Austrocknen zu sch{\"u}tzen, haben Pflanzen eine Transpirationsbarriere entwickelt, die als Membran alle prim{\"a}ren, oberirdischen Pflanzenteile {\"u}berzieht. Diese so genannte Kutikula besteht haupts{\"a}chlich aus den lipophilen Komponenten Kutin und Wachs und reduziert so effektiv den Verlust von Wasser und wasserl{\"o}slichen N{\"a}hrstoffen aus dem Blattinneren. Trotzdem ist sie nicht vollst{\"a}ndig undurchl{\"a}ssig, und so k{\"o}nnen Wasser und gel{\"o}ste Substanzen wie organische und anorganische N{\"a}hrstoffe, Pestizide oder Umweltchemikalien die Kutikula in beiden Richtungen permeieren. Dabei ist offensichtlich, dass die zu Grunde liegenden Transportmechanismen den Ern{\"a}hrungszustand der Pflanzen, die Effizienz von Pestiziden und die Wirkung von Umweltchemikalien beeinflussen. Ein genaues Verst{\"a}ndnis der Transportprozesse auf denen die kutikul{\"a}re Permeation basiert, kann helfen die Wirkweise von blattapplizierten D{\"u}nge- und Pflanzenschutzmitteln zu optimieren, indem gezielt Wirk- oder Zusatzstoffe modelliert werden k{\"o}nnen, welche die Aufnahme steigern. In der vorliegenden Arbeit sollte deshalb der Einfluss physiko-chemischer Eigenschaften von hydrophilen Verbindungen auf die kutikul{\"a}re Permeation untersucht werden. Nicht zuletzt wegen ihrer strukturellen {\"A}hnlichkeit mit den blattapplizierten Herbiziden Glufosinat und Glyphosat wurden Aminos{\"a}uren als Modellsubstenzen ausgew{\"a}hlt. Die verwendeten Aminos{\"a}uren sind gut wasserl{\"o}slich, wobei alle Oktanol/Wasser Verteilungskoeffizienten kleiner als 1 sind. Zus{\"a}tzlich liegen alle Aminos{\"a}uren in gel{\"o}ster Form als Ionen vor, was zu einer Hydratisierung der Molek{\"u}le f{\"u}hrt. Es wird spekuliert, dass hydratisierte Molek{\"u}le keinen Zugang zur lipophilen Phase der Kutikula haben. Welche Rolle die Hydrath{\"u}lle bei der Permeation tats{\"a}chlich spielt, ist allerdings noch unklar. Viele Aktivwirkstoffe liegen nur unter ganz bestimmten Bedingungen in geladener Form vor, w{\"a}hrend die Richtung der kontinuierlichen Nettoladung der Aminos{\"a}uren durch den pH Wert modifiziert wird. Damit kann der Einfluss verschiedener Ladungszust{\"a}nde auf die kutikul{\"a}re Permeation unter Verwendung eines einheitlichen Sets von Modellsubstanzen untersucht werden. Unter nat{\"u}rlichen Bedingungen sind Aminos{\"a}uren unter anderem auf Blattoberfl{\"a}chen zu finden, wo sie blattassoziierten Mikroorganismen eine profitable Nahrungsquelle bieten. Ob {\"a}ußere Faktoren f{\"u}r die Deposition dieser Recourcen verantwortlich sind, oder ob der Ursprung innerhalb des Blattgewebes liegt, wird kontrovers diskutiert. Die Sorption von Aminos{\"a}uren in isolierte Kutikularmembranen ist sehr gering, und korreliert - anders als bei lipophilen Substanzen - nicht mit dem Oktanol/Wasser Verteilungskoeffizienten. Das zeigt, dass der Verteilung von lipophilen und hydrophilen Substanzen innerhalb der Kutikula verschiedene Mechanismen zu Grunde liegen. Unter einer gegebenen Bedingung werden die kutikul{\"a}ren Leitwerte der Aminos{\"a}uren negativ vom Molvolumen beeinflusst. Zudem {\"u}bersteigt die L{\"a}nge des Permeationswegs die eigentliche Dicke der Membran um ein Vielfaches. Diese Zusammenh{\"a}nge kennzeichnen eine gehinderte Diffusion innerhalb einer engporigen und weit verzweigten Umgebung. Eine {\"A}nderung des pH Wertes wirkt sich in unterschiedlicher Form auf die Leitwerte von Wasser und Aminos{\"a}uren aus. Mit steigendem pH Wert erh{\"o}ht sich die Wasserpermeabilit{\"a}t isolierter Kutikularmembranen, was durch eine zunehmende, messbare Wassersorption in die Kutikula erkl{\"a}rt werden kann. Eine pH abh{\"a}ngige Dissoziation funktioneller Gruppen bewirkt eine Schwellung des polaren Weges, weshalb auch f{\"u}r die anionischen Aminos{\"a}uren bei pH 11 die h{\"o}chsten Leitwerte gemessen wurden. Die zwitterionischen Aminos{\"a}uren bei pH 6 wiesen hingegen die geringsten Leitwerte auf, was im Widerspruch zu der Beobachtung steht, dass bei pH 1 die geringste Wassersorption in die Kutikula stattfindet. Eine Erkl{\"a}rung hierf{\"u}r liefern die Hydrath{\"u}llen, die bei den zwitterionischen Aminos{\"a}uren am st{\"a}rksten und bei den anionischen Species am geringsten ausgepr{\"a}gt sind. Eine negative Korrelation aller gemessenen Aminos{\"a}ureleitwerte mit den entsprechenden hydratisierten Molvolumen zeigt eindeutig, dass die Hydrath{\"u}lle eine wichtige Gr{\"o}ße f{\"u}r die Permeation durch die Kutikula darstellt. Dabei nimmt der Leitwert einer hydrophilen Substanz mit definiertem Molvolumen mit kleiner werdender Hydrath{\"u}lle zu. Intakte Bl{\"a}tter wurden in fl{\"u}ssiges Wasser als Rezeptorl{\"o}sung getaucht, um steady-state Bedingungen aufrecht zu erhalten. Dabei konnte gezeigt werden, dass die Permeabilit{\"a}ten von intakten Kutikularmembranen, die anhand der nat{\"u}rlichen Aminos{\"a}urekonzentration innerhalb der Bl{\"a}tter bestimmt wurden, in derselben Gr{\"o}ßenordnung liegen, wie die f{\"u}r isolierte Membranen gemessenen. Außerdem konnte ein Vergleich der Flussraten auf der Ober- und Unterseite der Bl{\"a}tter zeigen, dass die stomat{\"a}ren Poren nicht direkt in den Leachingprozess involviert sind.},
  subject      = {Permeation},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Griebel2010,
  author    = {Griebel, Thomas},
  title     = {Local and systemic resistance in Arabidopsis thaliana in response to Pseudomonas syringae: impact of light and phytosterols},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-48370},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Inoculation with plant pathogens induces a diverse range of plant responses which potentially contribute to disease resistance or susceptibility. Plant responses occuring in consequence of pathogen infection include activation of classical defence pathways and changes in metabolic activity. The main defence route against hemibiotrophic bacterial pathogens such as Pseudomonas syringae is based on the phytohormone salicylic acid (SA). SA-mediated responses are strictly regulated and have also been shown to depend on external factors, e.g. the presence of light. A major goal of this work was to provide a better understanding of the light dependency of plant defence responses mediated through SA. The second part of the project focussed on the influence of plant sterols on plant resistance. I analyzed leaf lipid composition and found that accumulation of the phytosterol stigmasterol in leaves and in isolated (plasma) membranes is a significant plant metabolic process occurring upon pathogen infection.},
  subject      = {Ackerschmalwand},
  language  = {en}
}
@phdthesis{EscalantePerez2010,
  author    = {Escalante Perez, Maria},
  title     = {Poplar responses to biotic and abiotic stress},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-46893},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {In this study poplar trees have been examined under different stress conditions. Apart from the detailed descriptions above two main conclusions might be drawn: i) A small plant like Arabidopsis thaliana is highly susceptible to stress situations that might become life-threatening compared to a tree that has extremely more biomass at its disposal. Such an organism might be able to compensate severe stress much longer than a smaller one. It seems therefore reasonable that a crop like Arabidopsis reacts earlier and faster to a massive threat. ii) In poplar both tested stress responses seemed to be regulated by hormones. The reactions to abiotic salt stress are mainly controlled by ABA, which also has a strong impact upon cold and drought stress situations. The term commonly used for ABA is "stress hormone" and is at least applicable to all abiotic stresses. In case of herbivory (biotic stress), jasmonic acid appears to be the key-player that coordinates the defence mechanism underlying extrafloral nectary and nectar production. Thus the presented work has gained a few more insights into the complex network of general stress induced processes of poplar trees. Future studies will help to understand the particular role of the intriguing indirect defence system of the extrafloral nectaries in more detail.},
  subject      = {abiotic stress},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Attaran2010,
  author    = {Attaran, Elham},
  title     = {Regulation of pathogen-inducible volatile compounds in Arabidopsis and their role in plant defense},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-46715},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Plants are constantly attacked by pathogenic microbes. As a result, they have evolved a plethora of constitutive and inducible defense responses to defend against attempted pathogen infection. Although volatile organic compounds have been implicated in plant defense, direct evidence of their function in plant resistance is still lacking. I have examined the role of VOCs in Arabidopsis defense against the hemibiotrophic bacterial pathogen Pseudomonas syringae pv. maculicola. The obtained results show that the vegetative parts of Arabidopsis produces and emits the volatile phenylpropanoid MeSA and three kinds of terpenoids, (E,E)-4,8,12-trimethyltrideca-1,3,7,11-tetraene (TMTT), alpha-ionon and beta-farnesen, upon avirulent and virulent P. syringae inoculation. Whereas the most abundant volatiles, MeSA and TMTT, are already produced at early stages of infection in the compatible and incompatible interaction, enhanced emission of alpha-ionon and beta-farnesen can only be detected in later stages of the compatible interaction. It was revealed that pathogen-induced synthesis of TMTT in Arabidopsis requires the JA signaling pathway but occurs independently of SA defense signaling. Similarly, the production of MeSA is dependent on JA signaling but not on the SA defense signaling pathway. Furthermore, production of MeSA is dependent on the function of ISOCHORISMATE SYNTHASE1, which produces its precursor SA. Upon inoculation with avirulent P. syringae, endogenously produced JA activates the JA signalling pathway to mediate MeSA and TMTT synthesis. By contrast, in the compatible Arabidopsis-Psm interaction, production of MeSA predominantly depends on the P. syringea the virulence factor coronatine, which activates JA downstream signaling. To learn more about the role of inducible VOCs in plant defense responses, I have identified an Arabidopsis T-DNA insertions line with a defect in the TERPENE SYNTHASE4 (TPS4) gene. Emission profiles from this mutant revealed that the induced production of TMTT but not of alpha-ionone, beta-farnesene or MeSA are abolished, demonstrating that TPS4 specifically regulates the P. syringae-induced synthesis of TMTT in Arabidopsis. The lack of TMTT in tps4 mutants, however, does not affect plant defense responses and resistance induction against P. syringae. This excludes a role of the terpenoid as an effective phytoalexin in Arabidopsis leaves against the bacterial pathogen. Moreover, tps4 mutant plants are still able to mount a SAR response, excluding a signaling function of TMTT during SAR. An important aim of our studies was to address the defensive role of MeSA, the major VOC emitted from P. syringae-inoculated Arabidopsis leaves. MeSA has been recently proposed as a critical long distance signal in the development of SAR. I found that two independent T-DNA insertions lines with defects in expression of the pathogen-inducible SA methyl transferase gene BSMT1 are completely devoid of pathogen-induced production of MeSA. However, bsmt1 mutant plants are capable to increase the level of SA in systemic, non-infected leaves of Arabodopsis and develop SAR like wild-type plants upon local P. syringae-inoculation. Thus, MeSA does not function as a critical SAR signal in Arabidopsis. Further experiments showed that SA accumulation in distant leaves occurs due to de novo synthesis through isochorismate synthase. In addition, we also ruled out a critical defensive role of MeSA at inoculation sites, because bsmt1 mutants are able to build up SA-dependent defense responses and local resistance in a wild-type-like manner. The conversion of SA to MeSA and subsequently emission of MeSA from the plant might help the plant to detoxify an excess of SA. This process is regulated by the JA pathway and might be one means to mediate negative crosstalk between JA and SA signaling. Moreover, the COR-triggered conversion of SA to MeSA and emission of the volatile methyl ester could be a way by which virulent P. syringae is able to attenuate the SA-defense pathway.},
  subject      = {Ackerschmalwand},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Weidauer2010,
  author    = {Weidauer, Stella Elisabeth},
  title     = {Strukturelle und funktionelle Charakterisierung des Knochenwachstums-Modulators Sclerostin},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-46224},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Die Knochenhom{\"o}ostase erfolgt durch das Zusammenspiel mehrerer Zelltypen. W{\"a}hrend die Osteoblasten f{\"u}r den Knochenaufbau verantwortlich sind, resorbieren die Osteoklasten Knochengewebe. Beide Vorg{\"a}nge werden durch die Osteozyten streng reguliert. Eine St{\"o}rung im strikt regulierten Gleichgewicht zwischen Knochenabbau und Knochenaufbau kann daher zu Knochenkrankheiten wie Osteoporose f{\"u}hren. Auf molekularer Ebene erfolgt die Kommunikation zwischen den einzelnen Zelltypen {\"u}ber zwei wichtige Signalwege, den der „Bone Morphogenetic Protein"-Superfamilie (BMPs) und den der Wnt-Proteine. Die Signal{\"u}bertragung wird hierbei durch sekretierte Faktoren induziert, die an Rezeptoren auf der Zelloberfl{\"a}che binden. Deren Aktivierung f{\"u}hrt zu einem intrazellul{\"a}ren Signal, welches letztlich die Expression von Zielgenen reguliert. Beide Signalwege werden auf mehreren Ebenen, extrazellul{\"a}r, membranst{\"a}ndig und intrazellul{\"a}r reguliert. Das 2003 identifizierte Sclerostin ist ein Vertreter der extrazellul{\"a}ren Regulatorproteine und wurde aufgrund seiner Zugeh{\"o}rigkeit zur DAN-Familie zun{\"a}chst f{\"a}lschlicherweise als direkter Inhibitor des BMP-Signalwegs eingestuft. Mittlerweile wird allerdings davon ausgegangen, dass Sclerostin den Wnt-Signalweg negativ reguliert, indem es die Wnt Ko-Rezeptoren LRP5 und LRP6 bindet, die beide zu der Familie der „Low-density lipoprotein receptors" geh{\"o}ren. {\"U}ber den molekularen Inhibitionsmechanismus von Sclerostin war jedoch zum Startpunkt dieser Dissertationsarbeit wenig bekannt. Daher wurde Sclerostin im Rahmen dieser Arbeit biophysikalisch und biochemisch charakterisiert. Die Aufkl{\"a}rung mittels NMR-Spektroskopie ergab f{\"u}r Sclerostin eine Struktur, die sich in drei Regionen gliedert: den Cystinknoten, sowie einen „Loop"-Bereich und die Fingerregion. Vom zentralen Cystinknoten gehen drei Peptid-Schleifen in zwei entgegengesetzte Richtungen aus. Schleife eins und drei bilden eine definierte ß-Faltblattstruktur und {\"a}hneln zwei Fingern einer Hand. Die zweite Schleife, welche vom Cystinknoten isoliert in die entgegengesetzte Richtung verl{\"a}uft („Loop"), ist wie die beiden langen N- und C-Termini flexibel und unstrukturiert. Die in Zusammenarbeit mit der Firma AbD-Serotec entstandenen Fab-Fragmente erm{\"o}glichten die Bestimmung des Bindeepitops der Sclerostin/LRP5-Interaktion im Bereich der unstrukturierten dritten Schleife von Sclerostin. Die Struktur von Sclerostin und die Identifikation des Bindeepitops auf Sclerostinseite geben nun erste Einblicke in den molekularen Mechanismus der Sclerostin/LRP5-Interaktion. Diese Kenntnis kann f{\"u}r die Entwicklung von Kleinmolek{\"u}linhibitoren mittels rationalem Drugdesign genutzt werden, welche, wie auch der in Kooperation entwickelte die Sclerostinaktivit{\"a}t neutralisierende Antik{\"o}rper AbD09097, hochinteressante Ans{\"a}tze f{\"u}r neuartige anabole Therapien von Krankheiten mit Knochenschwund darstellen.},
  subject      = {Cytokine},
  language  = {de}
}