@phdthesis{Nuber2010,
  author    = {Nuber, Susanne},
  title     = {ß-Arrestin/Rezeptor-Interaktionen - Ein endogenes "Werkzeug" ligandenspezifischer Signaltransduktion},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-53188},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Die Bedeutung der β-Arrestine als multifunktionelle Adapterproteine GPCR-vermittelter Signaltransduktion hat in den letzten Jahren immer mehr zugenommen. In der vorliegenden Arbeit lag der Schwerpunkt auf der Untersuchung der molekularen Basis und der Ligandenabh{\"a}ngigkeit sowohl der β-Arrestin/Rezeptor-Interaktion als auch β-Arrestin- (un-)abh{\"a}ngiger Signaltransduktionsmechanismen. Im ersten Teil wurde der Einfluß potentieller Phosphorylierungsstellen im C-Terminus des β2AR bzw. im C-Terminus und der TM3 des P2Y1R auf die agonisteninduzierte β-Arrestin/Rezeptor-Interaktion, Internalisierung und Desensibilisierung untersucht. Durch Mutationsanalysen konnten Ser 352/Thr 358 im distalen C-Terminus des P2Y1R als Schl{\"u}sselstellen der β-Arrestin-Translokation und Internalisierung identifiziert werden, w{\"a}hrend ein oder mehrere Phosphorylierungsstellen im proximalen P2Y1R C-Terminus die molekulare Grundlage der Rezeptordesensibilisierung darstellen. Dar{\"u}ber hinaus machte die Anwendung verschiedener PKC- oder CaMK-Inhibitoren sowie der Einsatz des PKC-Aktivators PMA deutlich, dass die P2Y1R-Desensibilisierung und β-Arrestin-Translokation durch unterschiedliche Kinasen kontrolliert werden. Zudem konnte mit Hilfe der FRET-Technik gezeigt werden, dass die Phosphorylierungsstellen zwischen den Positionen 355 und 364 im proximalen β2AR C-Terminus essentielle Bereiche der β-Arrestin-Translokation darstellen. Im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit wurden Agonisten am β2-adrenergen Rezeptor bzw. dem P2Y2R auf ihre F{\"a}higkeit hin untersucht verschiedene mit dem jeweiligen Rezeptor verkn{\"u}pfte G-Protein- bzw. β-Arrestin-Funktionen in unterschiedlichem Ausmaß zu aktivieren („biased agonism"). Da eine solche ligandenselektive Aktivierung rezeptorvermittelter Signalwege bis dato nur mit synthetischen Liganden detailliert untersucht wurde, galt das besondere Interesse der Analyse der durch die endogenen Substanzen induzierten Signalmuster. Die Betrachtung der Noradrenalin- bzw. Adrenalin-induzierten β-Arrestin/Rezeptor-Interaktion, β-Arrestin2-Translokation, Rezeptorinternalisierung, G-Protein-Aktivierung sowie cAMP-Produktion am β2AR machte deutlich, dass es sich beim Ph{\"a}nomen des „biased agonism" um einen endogenen Mechanismus handelt. Dar{\"u}ber hinaus konnte gezeigt werden, dass auch zur Tokolyse eingesetzte β2AR-Agonisten spezifische Signalmuster induzieren. Die Beobachtung, dass UTP und ATP sowohl unterschiedliche β-Arrestin1/2-Translokationsals auch ERK-Aktivierungsmuster am P2Y2R induzieren best{\"a}rkte das Konzept des „biased agonism" als endogenes Ph{\"a}nomen. Das ligandenabh{\"a}ngige β-Arrestin-Translokationsverhalten des P2Y2R ließ zudem die agonistenbedingte Zuteilung des Rezeptors zu den „Klasse A" oder „Klasse B" Rezeptoren zu. Die detaillierte Untersuchung agonisteninduzierter Rezeptor/Effektor-Interaktionen und Signalmuster d{\"u}rfte helfen die Anwendung klinisch relevanter Substanzen zu optimieren.},
  subject      = {G-Protein gekoppelte Rezeptoren},
  language  = {de}
}
@phdthesis{ElMerahbi2021,
  author    = {El Merahbi, Rabih},
  title     = {Adrenergic-induced ERK3 pathway drives lipolysis and suppresses energy dissipation},
  doi       = {10.25972/OPUS-21751},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-217510},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2021},
  abstract  = {Obesity-induced diabetes affects over 400 million people worldwide. Obesity is a complex metabolic disease and is associated with several co-morbidities, all of which negatively affect the individual's quality of life. It is commonly considered that obesity is a result of a positive energy misbalance, as increased food intake and lower expenditure eventually lead to the development of this disease. Moreover, the pathology of obesity is attributed to several genetic and epigenetic factors that put an individual at high risk compared to another. Adipose tissue is the main site of the organism's energy storage. During the time when the nutrients are available in excess, adipocytes acquire triglycerides, which are released during the time of food deprivation in the process of lipolysis (free fatty acids and glycerol released from adipocytes). Uncontrolled lipolysis is the consequent event that contributes to the development of diabetes and paradoxically obesity. To identify the genetic factors aiming for future therapeutic avenues targeting this pathway, we performed a high-throughput screen and identified the Extracellular-regulated kinase 3 (ERK3) as a hit. We demonstrate that β-adrenergic stimulation stabilizes ERK3 leading to the formation of a complex with the co-factor MAP kinase-activated protein kinase 5 (MK5) thereby driving lipolysis. Mechanistically, we identify a downstream target of the ERK3/MK5 pathway, the transcription factor FOXO1, which promotes the expression of the major lipolytic enzyme ATGL. Finally, we provide evidence that targeted deletion of ERK3 in mouse adipocytes inhibits lipolysis, but elevates energy dissipation, promoting lean phenotype and ameliorating diabetes. Moreover, we shed the light on our pharmacological approach in targeting ERK3/MK5 pathways using MK5 specific inhibitor. Already after 1 week of administering the inhibitor, mice showed signs of improvement of their metabolic fitness as showed here by a reduction in induced lipolysis and the elevation in the expression of thermogenic genes. Taken together, our data suggest that targeting the ERK3/MK5 pathway, a previously unrecognized signaling axis in adipose tissue, could be an attractive target for future therapies aiming to combat obesity-induced diabetes.},
  subject      = {Metabolism},
  language  = {en}
}