@phdthesis{Merdanovic2005,
  author    = {Merdanovic, Melisa},
  title     = {Charakterisierung von NadR : das essentielle Enzym der NAD-Synthese bei Haemophilus influenzae},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-14907},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {I Zusammenfassung Haemophilus influenzae, ein Gram-negatives, Bakterium der Familie Pasteurellaceae, kann beim Menschen eine Vielzahl an Erkrankungen ausl{\"o}sen: Die bekapselte St{\"a}mme, v. a. mit Typ b Kapsel k{\"o}nnen Cellulitis, septische Arthritis, Epiglottitis und Meningitis verursachen. Die nicht-bekapselte St{\"a}mme k{\"o}nnen Otitis media, Sinusitis, Pneumonie und in selteneren F{\"a}llen Bakter{\"a}mie verursachen. Ein besonderes Merkmal des Metabolismus von H. influenzae ist dessen Unf{\"a}higkeit Nikotinamid-Adenin-Dinukleotid (NAD+) de novo zu synthetisieren. Daher sind die Enzyme bzw. Transporter, die an NAD+ Aufnahme und Resynthese beteiligt sind, als putative antimikrobielle Ziele von Interesse. In unserer Arbeitsgruppe konnte gezeigt werden, dass NAD+ zu Nikotinamidribosyl degradiert werden muss, bevor es in die Zelle aufgenommen werden kann. Auch Proteine, die an der Degradation des exogenen NAD+ zu Nikotinamidribosyl und dessen anschließender Aufnahme in die Zelle verantwortlich sind, konnten identifiziert und charakterisiert werden. Wie Nikotinamidribosyl im Cytoplasma wiederum zu NAD+ synthetisiert wird, ist auch erst k{\"u}rzlich gekl{\"a}rt worden: f{\"u}r NadR konnte sowohl eine Ribosyl-Nukleotid-Kinase (RNK) Aktivit{\"a}t als auch eine Nikotinamid-Mononukleotid-Adenylyltransferase (NMNAT) Aktivit{\"a}t in vitro gezeigt werden. Die Kristallstruktur von hiNadR im Komplex mit NAD+ wurde auch aufgekl{\"a}rt. In dieser Arbeit sollte NadR, insbesondere dessen RNK Dom{\"a}ne, in vivo und in vitro n{\"a}her charakterisiert werden. Um zu untersuchen, ob beide Dom{\"a}nen in vivo essentiell sind, wurden Deletionsmutanten erzeugt, bei welchen die komplette bzw. der C-terminale Teil der RNK Dom{\"a}ne fehlten. Diese Deletionen konnten im nadV+ Hintergrund erzeugt werden. Die Deletionen konnten in H. influenzae nur zusammen mit dem nadV-Gen transferiert werden oder alternativ nur in die Zellen, die mit pNadRKan Plasmid transformiert wurden. Dies verdeutlicht, dass nicht nur die NMNAT Dom{\"a}ne sondern auch die RNK Dom{\"a}ne bzw. sogar nur wenige C-terminal fehlende Aminos{\"a}uren des NadR Proteins essentiell f{\"u}r die Lebensf{\"a}higkeit von H. influenzae sind. Gleichzeitig zeigen diese Experimente, dass die RNK-Dom{\"a}ne in Anwesenheit von NadV redundant ist. Ein weiterer Ph{\"a}notyp der RNK-Deletionsmutante zeigte sich beim Nikotinamidribosyl-Transport. Im Gegensatz zum Wt, welcher ca. 60-80\% des 14C-Nikotinamidribosyls aufnahm, konnte f{\"u}r die RNK-Deletionsmutante nur 2-5\% Aufnahme gemessen werden. Dies konnte durch das pNadRKan Plasmid komplementiert werden. Weiterhin wurde festgestellt, dass spontan Aminopyridin-resistente H. influenzae Zellen Mutationen im nadR Gen haben, insbesondere im Walker A-Motif (P-Loop) der RNK Dom{\"a}ne. Zus{\"a}tzlich konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass NadR aus Aminopyridin und ATP Aminopyridin-Adenin-Dinukleotid synthetisieren kann. Somit konnte gezeigt werden, dass die wachstumshemmende Wirkung eigentlich durch das aus Aminopyridin synthetisierte Aminopyridin-Adenin-Dinukleotid entsteht, welches NAD+ in Redox-Reaktionen verdr{\"a}ngt, wodurch es letztendlich zum Stillstand des Metabolimus kommt. Durch Einf{\"u}hren von gezielten AS-Substitutionen im Walker A und B Motif und in der LID-Dom{\"a}ne von NadR, konnten einige Aminos{\"a}uren identifiziert werden, welche essentiell f{\"u}r die Aktivit{\"a}t der RNK Dom{\"a}ne sind. Alle Aminos{\"a}uren-Substitutionen f{\"u}hrten zum Verlust der RNK Aktivit{\"a}t, die NMNAT Aktivit{\"a}t jedoch war nicht beeintr{\"a}chtigt. Desweiteren wurden diese NadR Punktmutanten in vivo untersucht. F{\"u}r alle konnte eine signifikante Defizienz in der Nikotinamidribosyl-Aufnahme beobachtet werden, die gemessene Aufnahme lag im Bereich der RNK-Deletionsmutante. Dadurch konnte eine direkte Korrelation zwischen der RNK Aktivit{\"a}t und der Nikotinamidribosyl-Aufnahme gezeigt werden. In weiteren in vitro Experimenten konnte f{\"u}r NadR eine Feedback-Inhibition durch das NAD+ gezeigt werden, wobei NAD+ in erster Linie die RNK Dom{\"a}ne von NadR inhibiert. Eine graduelle Erh{\"o}hung der NAD+ Konzentration f{\"u}hrte in den in vitro Assays zu einer graduellen Abnahme der RNK. Bei der NMNAT Aktivit{\"a}t jedoch zeigte sich keine signifikante Inhibition in Anwesenheit von NAD+. Begleitende in vivo Experimente, zeigten eine 2/3 Reduktion der Nikotinamidribosyl-Aufnahme bei den Zellen, die mit NAD+ inkubiert wurden, d. h. h{\"o}here intrazellul{\"a}re NAD+ Konzentration hatten. F{\"u}r die genauere Analyse der Feedback-Inhibition durch NAD+ wurden weitere Punktmutanen hergestellt. Bei zwei der Punktmutanten wurde eine Beeintr{\"a}chtigung der NadR-Aktivit{\"a}t beobachtet, daher wurden diese Punktmutanten von weiteren Analysen im Bezug auf NAD+-Feedback Inhibition ausgeschlossen. Eine Mutante (NadRW256F) jedoch, zeigte {\"a}hnliche Aktivit{\"a}t wie das Wt-NadR. In Anwesenheit von NAD+ wurde die RNK Aktivit{\"a}t dieser Punktmutante, im Gegensatz zum Wt-Protein, kaum gehemmt. Dadurch konnte W256 als eine der Aminos{\"a}uren identifiziert werden, die an der Vermittlung der NAD+-bedingten Inhibition der RNK-Dom{\"a}ne beteiligt ist.},
  subject      = {Haemophilus influenzae},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Albers2000,
  author    = {Albers, Christine},
  title     = {Reinigung und Charakterisierung der alpha-Methylacyl-CoA-Racemase aus menschlicher Leber},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-770},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2000},
  abstract  = {Im Katabolismus methylverzweigter Fetts{\"a}uren spielt die alpha-Methylacyl-CoA-Racemase eine wichtige Rolle, indem sie die (R)- und (S)-Isomere von alpha-methylverzweigten Fetts{\"a}uren als Coenzym A Thioester racemisiert. Methylverzweigte Fetts{\"a}uren entstehen beim Abbau von Isoprenoiden und werden dar{\"u}ber hinaus auch von vielen Organismen, wie z.B. Mycobakterien, synthetisiert. Die Hauptaufgabe der Racemase ist aber vermutlich in der Biosynthese von Gallens{\"a}uren zu sehen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die alpha-Methylacyl-CoA-Racemase aus humanem Gewebe zu reinigen und zu charakterisieren sowie ihre physiologische Rolle im Katabolismus verzweigtkettiger Fetts{\"a}uren und der Gallens{\"a}urebiosynthese zu untersuchen. Die alpha-Methylacyl-CoA-Racemase wurde aus humanem Gewebe zur Homogenit{\"a}t gereinigt, umfassend biochemisch charakterisiert und zur genauen molekularbiologischen Analyse in E.coli kloniert. Die Aktivit{\"a}t der Racemase wurde anhand der [³H]H2O-Freisetzung aus [alpha-³H]-a-Methylacyl-CoAs bestimmt. Die humane Racemase ist in der aktiven Form ein monomeres Protein und besteht aus 382 Aminos{\"a}uren. Als Substrate akzeptiert das Enzym ein breites Spektrum von alpha-Methylacyl-CoAs. Neben den Coenzym A-Thioestern alpha-methylverzweigter Fetts{\"a}uren, wie Pristans{\"a}ure, werden auch CoA-Ester von Steroidderivaten, z.B. des Gallens{\"a}ureintermediats Trihydroxycoprostans{\"a}ure, und aromatischen Phenylpropions{\"a}uren, wie dem Analgetikum Ibuprofen, umgesetzt. Freie Fetts{\"a}uren, geradkettige oder beta-methylverzweigte Acyl-CoAs werden nicht racemisiert. Die alpha-Methylacyl-CoA-Racemase ist im Menschen zu ca. 80 Prozent auf die Peroxisomen und ca. 20 Prozent auf die Mitochondrien verteilt, wobei entsprechende peroxisomale (PTS 1) und mitochondriale (MTS) Transportsignale die Lokalisation bestimmen. Die vollst{\"a}ndige cDNA-Sequenz der humanen a-Methylacyl-CoA-Racemase hat eine Gesamtl{\"a}nge von 2039 Basenpaaren mit einem offenen Leseraster von 89 - 1237 bp. Das Startcodon ATG ist in eine klassische Kozak-Sequenz zum Translationsstart eingebettet. Die Protein endet am C-Terminus mit dem Sequenzmotiv -KASL, das dem peroxisomalen Transportsignal (PTS I) einiger S{\"a}ugetierkatalasen entspricht. Aufgrund alternativer Polyadenylierung sind in allen untersuchten menschlichen Geweben Transkripte von 1,6 kb bzw. 2,0 kb zu finden. Es liegt keine gewebsabh{\"a}ngige Polyadenylierung vor, die Racemase wird aber gewebsspezifisch exprimiert (besonders stark in Leber und Niere). Das humane Racemasegen liegt auf dem kurzen Arm des Chromosoms 5 nahe am Centromer (5p1.3), im Intervall von D5S651 (46,6 cM) und D5S634 (59.9 cM).},
  subject      = {Alpha-Methylacyl-CoA racemase},
  language  = {de}
}