@phdthesis{Mut2023,
  author    = {Mut, J{\"u}rgen},
  title     = {Synthese komplexer funktionaler Mono- und Oligosaccharid-Bausteine zur Untersuchung und Modifikation von Membranoberfl{\"a}chen humaner mesenchymaler Stromazellen},
  doi       = {10.25972/OPUS-32065},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-320654},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Bei der Biofabrikation werden Zellen mit einem Biomaterial versetzt (vereint werden diese als Biotinte definiert) und durch additive Fertigungsmethoden wie dem 3D-Druck zu hierarchischen Strukturen aufgebaut. Zur Herstellung von k{\"u}nstlichen Gewebe und zuk{\"u}nftig auch von funktionalen Organen ist ein detailliertes Zellverst{\"a}ndnis essentiell. Im Rahmen dieser Dissertation wurden Systeme generiert, um die Zellmembranen von mesenchymalen Stromazellen gezielt zu ver{\"a}ndern und um die Modifikationen zu charakterisieren. Durch Inkubation mit unnat{\"u}rlichen Zuckern werden diese von Zellen aufgenommen und in den Zellmetabolismus eingeschleust und auf die Glycoproteine {\"u}bertragen. Diese Methode ist als metabolic glycoengineering bekannt. Dazu wurden diverse humane Saccharid-Analoga mit bioorthogonalen Gruppen (Azid oder Alkin) synthetisiert. Alle in dieser Arbeit vorgestellten Molek{\"u}le wurden NMR-spektroskopisch als auch massenspektrometrisch charakterisiert. Die acetylierten Mannosamin-Derivate konnten {\"u}ber zwei Stufen und die Sialins{\"a}ure-Derivate {\"u}ber sechs Stufen synthetisiert werden. Sialins{\"a}uren sind die terminalen Zucker an Glycanketten von Proteinen mit wichtigen biologischen Funktionen. Im Rahmen des SFB TRR225 konnte in Kooperation mit der Gruppe von Prof. Dr. R. Ebert der Einbau der Saccharide in mesenchymalen Stromazellen durch Fluoreszenzmikroskopie evaluiert werden. Aufgrund des effizienteren Einbaus der Sialins{\"a}ure mit Alkingruppe gegen{\"u}ber der mit Azidgruppe, wurde dieser in den folgenden massenspektrometrischen Analysen eingesetzt. Die Messungen der markierten Glycoproteine wurden von Dr. Marc Driessen durchgef{\"u}hrt und der metabolische Einbau von SiaNAl und Ac4ManNAl in den Stromazellen gegen{\"u}bergestellt. 55 Glycoproteine konnten durch SiaNAl und 94 durch Ac4ManNAl charakterisiert werden. Ein Abgleich der Proteindatenbanken eine Anreicherung von Proteine durch F{\"u}tterung von SiaNAl die in Signaltransduktion, Zellkontakte und Differenzierung involviert sind, womit metabolic glycoengineering prinzipiell zur Optimierung von Biofabrikationsprozessen genutzt werden kann.},
  subject      = {Glykane},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Heckl2014,
  author    = {Heckl, Steffen},
  title     = {Kohlenhydratmalassimilation bei der Hashimotothyreoiditis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-140362},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {Die autoimmune Thyreoiditis nach Hashimoto stellt aktuell eine der h{\"a}ufigsten Autoimmunerkrankungen eines Organs und die h{\"a}ufigste Ursache der Hypothyreose dar. Die Hashimotothyreoiditis (HT) weist eine hohe Pr{\"a}valenz und Inzidenz auf. Es existieren Hinweise, dass die Inzidenz der HT aus noch nicht gekl{\"a}rten Gr{\"u}nden gestiegen sein k{\"o}nnte. Die Kohlenhydrate Fruktose, Laktose und Sorbitol werden in der Lebensmittelproduktion umfassend eingesetzt. Insbesondere die industrielle Verwendung sowie der weltweite Konsum von Fruktose und Laktose unterlagen in den letzten Jahrzehnten einer rasanten Steigerung, obwohl ein hoher Prozentsatz der Bev{\"o}lkerung zur Malassimilation jener Kohlenhydrate pr{\"a}disponiert ist. In einer internistischen Praxis (Praxis Frau Dr. med. I. Heckl, Bad Homburg) zeigte sich, dass HT-Patienten trotz verifizierter Euthyreose vermehrt {\"u}ber gastrointestinale Symptome berichteten. Unter anderem wurden eine bakterielle Fehlbesiedelung des D{\"u}nndarmes und eine Z{\"o}liakie ausgeschlossen. In der weiteren Abkl{\"a}rung durch die Praxis Dr. I. Heckl wurde eine deutliche H{\"a}ufung der Malassimilation der Kohlenhydrate Fruktose, Laktose oder Sorbitol unter euthyreoten HT-Patienten ersichtlich. In Abh{\"a}ngigkeit von einer konsequenten Nahrungsumstellung normalisierten sich regelm{\"a}ßig das Befinden der Patienten sowie die sonographischen, die serologischen und die laborchemischen Marker der HT, sodass man einen urs{\"a}chlichen Zusammenhang empirisch vermuten konnte. Im Rahmen einer prospektiven Studie sollte dieser neu beobachtete Zusammenhang zwischen der HT und der Kohlenhydratmalassimilation in der Klinik und Poliklinik f{\"u}r Nuklearmedizin der Universit{\"a}t W{\"u}rzburg untersucht werden. In einem unizentrischen Fall-Kontroll-Studiendesign wurden 45 euthyreote HT-Patienten und 38 schilddr{\"u}sengesunde Kontrollpersonen auf das Vorliegen einer Kohlenhydratmalassimilation mittels des Wasserstoffatemtests (H2-Atemtest) untersucht. Alle Probanden erhielten einen Fruktose-H2-Atemtest sowie einen Laktose-H2-Atemtest inklusive einer kapill{\"a}ren Blutglukosemessung. Im Falle eines positiven Ergebnisses des Fruktose-H2-Atemtests wurde ein Glukose-H2-Atemtest zum Ausschluss einer bakteriellen Fehlbesiedelung des D{\"u}nndarmes durchgef{\"u}hrt. Lieferte der Fruktose-H2-Atemtest ein negatives Ergebnis, so folgte ein H2-Atemtest mit Sorbitol. Das Auftreten gastrointestinaler Symptome w{\"a}hrend der Testdurchf{\"u}hrung wurde dokumentiert. Symptomfrageb{\"o}gen und semiquantitative Ern{\"a}hrungsfrageb{\"o}gen im retrospektiven Design dienten der Erfassung allt{\"a}glicher Symptome und Ern{\"a}hrungsgewohnheiten. Blutproben dienten der Messung von Schilddr{\"u}senhormonen, Schilddr{\"u}senautoantik{\"o}rpern, Gewebstransglutaminase-Antik{\"o}rpern und Antiparietalzell-Autoantik{\"o}rpern. Unter den euthyreoten HT-Patienten konnte ein signifikant h{\"a}ufigeres Auftreten der Fruktose- sowie der Laktosemalassimilation im Vergleich zu den schilddr{\"u}sengesunden Kontrollpersonen demonstriert werden. Die Fruktosemalassimilation wurde bei den HT-Patienten mit 48,9\% signifikant h{\"a}ufiger als in der Kontrollgruppe nachgewiesen (p=0,035). Im Kontrollgruppenkollektiv hatte eine Fruktosemalassimilation lediglich bei 26,3\% der Probanden bestanden. Eine Laktosemalassimilation wurde bei den HT-Patienten mit 42,2\% signifikant h{\"a}ufiger als im Kontrollkollektiv diagnostiziert, welches in 21,1\% der F{\"a}lle eine Laktosemalassimilation aufwies (p=0,04). Insgesamt lag eine Fruktose- und / oder Laktosemalassimilation bei 73,3\% der HT-Patienten und bei 42,1\% der Kontrollgruppenprobanden vor. Somit vertrugen nur 26,7\% der Fallgruppe, jedoch 57,9\% der Kontrollgruppe beide Kohlenhydrate (p=0,004). Hinsichtlich der Pr{\"a}valenz der Sorbitolmalassimilation oder eines positiven Glukose-H2-Atemtestes kam kein signifikanter Unterschied zur Darstellung. Die Auswertung der Ern{\"a}hrungsfrageb{\"o}gen zeigte f{\"u}r beide Kollektive eine vergleichbare durchschnittliche Konsummenge der jeweiligen Kohlenhydrate auf. Gastrointestinale Symptome waren w{\"a}hrend des Laktose-H2-Atemtests sowie w{\"a}hrend des Fruktose-H2-Atemtests jeweils in der Fallgruppe signifikant h{\"a}ufiger anzutreffen als in der Kontrollgruppe. Auch im Hinblick auf das Alltagsleben beschrieben die euthyreoten HT-Patienten signifikant h{\"a}ufiger unter den folgenden Symptomen zu leiden: Weicher Stuhlgang, Oberbauchschmerzen, Meteorismus, laute Darmger{\"a}usche, „Kugelbauch", Sodbrennen, Schleimauflagerungen des Stuhlgangs, Obstipation, M{\"u}digkeit, postprandiale Kraftlosigkeit, Depressionen, Heißhunger auf S{\"u}ßes, Migr{\"a}ne, Konzentrationsmangel und eine vermehrte Infektanf{\"a}lligkeit. Zur Kausalit{\"a}t des hier erstmals beschriebenen Zusammenhangs existieren mehrere Hypothesen. Die Einteilung der HT-Patienten gem{\"a}ß ihrer Schilddr{\"u}senautoantik{\"o}rper-Titer in Subkollektive ergab keinen Hinweis auf einen Einfluss der Aktivit{\"a}t des Autoimmungeschehens auf die H{\"a}ufigkeit der Kohlenhydratmalassimilation. Es steht zur Diskussion, ob die HT zur Entstehung einer Kohlenhydratmalassimilation f{\"u}hren, oder ob eine vorbestehende Kohlenhydratmalassimilation, im Sinne eines neu identifizierten Risikofaktors, zur Genese einer HT pr{\"a}disponieren k{\"o}nnte. In der vorliegenden Studie konnte erstmalig eine signifikante H{\"a}ufung der Kohlenhydratmalassimilation bei euthyreoten HT-Patienten aufgezeigt werden. Vor dem Hintergrund der weitreichenden lebensmittelindustriellen Verwendung und des hohen Konsums der Kohlenhydrate Fruktose, Laktose und Sorbitol sowie der hohen Pr{\"a}valenz und Inzidenz der HT, ergibt sich eine hohe Relevanz des hier nachgewiesenen Zusammenhangs. In der differenzialdiagnostischen Abkl{\"a}rung gastrointestinaler Beschwerden bei euthyreoten HT-Patienten nimmt die hier beschriebene Assoziation zwischen der HT und der Kohlenhydratmalassimilation einen besonderen Stellenwert ein. Die Kohlenhydratmalassimilation verk{\"o}rpert einen neuen, sowohl klinisch, als auch potentiell pathogenetisch relevanten Aspekt der Hashimotothyreoiditis.},
  subject      = {Schilddr{\"u}se},
  language  = {de}
}
@phdthesis{BertleffZieschang2014,
  author    = {Bertleff-Zieschang, Nadja Luisa},
  title     = {Galectin-1: A Synthetic and Biological Study of a Tumor Target},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-101529},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {Galectin-1 (hGal-1) is overexpressed by numerous cancer types and previously conducted studies confirmed that the β-galactoside-binding protein mediates various molecular interactions associated with tumor growth, spread and survival. Upon interaction with carbohydrate-based binding epitopes of glycan structures on human cell surfaces galectin-1 induces proliferative, angiogenetic and migratory signals and modulates negative T cell regulation which essentially helps the tumor to evade the immune response. These findings attributed galectin-1 a pivotal role in tumor physiology and strongly suggest the protein as target for diagnostic and therapeutic applications. Within the scope of this work a strategy was elaborated for designing tailor-made galectin-1 ligands by functionalizing selected hydroxyl groups of the natural binding partner N-acetyllactosamine (LacNAc) that are not involved in the sophisticated interplay between the disaccharide and the protein. Synthetic modifications intended to introduce chemical groups i) to address a potential binding site adjacent to the carbohydrate recognition domain (CRD) with extended hGal-1-ligand interactions, ii) to implement a tracer isotope for diagnostic detection and iii) to install a linker unit for immobilization on microarrays. Resulting structures were investigated regarding their targeting ability towards galectin-1 by cocrystallization experiments, SPR and ITC studies. Potent binders were further probed for their diagnostic potential to trace elevated galectin-1 levels in microarray experiments and for an application in positron emission tomography (PET).},
  subject      = {Organische Synthese},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Memmel2015,
  author    = {Memmel, Elisabeth},
  title     = {Vom Glycochip zur lebenden Zelle - Studien zu Infektions- und Tumor-relevanten Kohlenhydrat-Erkennungsprozessen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-115825},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Kohlenhydrat-Protein-Wechselwirkungen sind h{\"a}ufig entscheidend beteiligt an verschiedenen einer Infektion oder malignen Erkrankung zugrunde liegenden molekularen Erkennungs-prozessen, die zu Adh{\"a}sion, Zell-Zell-Interaktion sowie Immunreaktion und -toleranz f{\"u}hren. Trotz der hohen Relevanz f{\"u}r Diagnostik und Therapie dieser Erkrankungen sind die betreffenden Strukturen und Mechanismen bisher nur ungen{\"u}gend untersucht und verstanden. Ziel dieser stark interdisziplin{\"a}r angelegten Arbeit war es daher, Methoden der Fachbereiche Chemie und Pharmazie, Biologie und Medizin, aber auch Physik zu kombinieren, um Kohlenhydraterkennungsprozesse im Detail zu untersuchen und auf dieser Basis strukturell neuartige diagnostische und therapeutische Anwendungen zu entwerfen. Die hochkomplexe Zusammensetzung einer Zelloberfl{\"a}che wurde zun{\"a}chst auf ihren Glycan-anteil reduziert und stark vereinfacht auf der Oberfl{\"a}che sogenannter Glycochips imitiert. Die verwendeten Systeme auf Basis einer Gold- bzw. Glasoberfl{\"a}che erg{\"a}nzen sich optimal in ihrer Eignung f{\"u}r komplement{\"a}re analytische Methoden wie Massenspektrometrie sowie quantifizierbare Fluoreszenzspektroskopie. Der {\"U}bergang auf die lebende Zelloberfl{\"a}che gelang mit Hilfe des Metabolic Glyco-engineering, das die kovalente Pr{\"a}sentation definierter Motive durch eine Cycloaddition zwischen zwei bioorthogonalen Reaktionspartnern (z.B. Azid und Alkin) erm{\"o}glicht. Auf diese Weise wurden in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe Sauer (Universit{\"a}t W{\"u}rzburg) zun{\"a}chst die Dichte und Verteilung verschiedener Oberfl{\"a}chenglycane auf humanen Zellen mittels hochaufl{\"o}sender Fluoreszenzmikroskopie (dSTORM) bestimmt. Diese Parameter zeigten im Modell des Glycochips einen entscheidenden Einfluss auf Bindungsereignisse und multivalente Erkennung und z{\"a}hlen auch auf nat{\"u}rlichen Zelloberfl{\"a}chen - in engem Zusammenhang mit der lateralen und temporalen Dynamik der Motive - zu den wichtigen Faktoren molekularer Erkennungsprozesse. Die gezielte Modifikation zellul{\"a}rer Oberfl{\"a}chenglycane eignet sich aber auch selbst als Methode zur Beeinflussung molekularer Wechselwirkungsprozesse. Dies wurde anhand des humanpathogenen Bakteriums S. aureus gezeigt, dessen Adh{\"a}sion auf Epithelzellen der Blasenwand durch Metabolic Glycoengineering partiell unterdr{\"u}ckt werden konnte. In einem erg{\"a}nzenden Projekt wurden zwei potentielle Metabolite eines konventionellen Antibiotikums - des Nitroxolins - mit bakteriostatischer sowie antiadh{\"a}siver Wirksamkeit dargestellt. Diese dienten als Referenzsubstanzen zur Verifizierung der postulierten Struktur der Derivate, werden aber auch selbst auf ihr Wirkprofil hin untersucht. Gleichzeitig stehen sie zusammen mit der Grundverbindung zudem als Referenz f{\"u}r die Wirkst{\"a}rke potentieller neu entwickelter Antiadh{\"a}siva zur Verf{\"u}gung.},
  subject      = {Microarray},
  language  = {de}
}
@article{Hoegger2013,
  author    = {H{\"o}gger, Petra},
  title     = {Nutrition-derived bioactive metabolites produced by gut microbiota and their potential impact on human health},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-77349},
  year      = {2013},
  abstract  = {The functional role of human gut microbiota has attracted substantial interest and recent research has uncovered various aspects of the interplay between the complex communities of microorganisms colonizing the intestine and their hosts' health. The present review focuses on nutrition-derived bioactive metabolites produced by gut microbiota with potential beneficial effects upon human health. Thereby, the emphasis is on newly generated bacterial metabolites that are not concomitantly present at higher amounts in dietary sources and that have been previously detected in human blood samples. Since a multitude of different substances is generated by gut microbes primarily those metabolites which exert a more pronounced activity than their immediate precursor compound are discussed here. Specifically, the in vitro and in vivo nutridynamics as well as the nutrikinetics of equol, enterolactone / enterodiol, urolithins, 8-prenylnaringenin, 3,4-dihydroxyphenylacetic acid and 5-(3',4'-dihydroxyphenyl)-g-valerolactone, the short-chain fatty acids butyrate, propionate and acetate, and indole-3-propionic acid are reviewed. Though the metabolites' mechanism of action and the influence of health conditions on metabolite production are not always fully understood yet, there are many reasons to direct the attention to "gut health". It could offer new options for preventing or treating a variety of disease states and nutrition-derived microbial products might inspire future drug development.},
  subject      = {Kohlenhydrate},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Hufnagel2007,
  author    = {Hufnagel, Katja},
  title     = {Bakterielle Adh{\"a}renz an Kryoschnitten humaner Darmbiopsien - Screening von Kohlehydraten auf antibakterielle Wirkung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-25163},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Ziel dieser Arbeit war es, eine Reihe von 17 ausgew{\"a}hlten Kohlehydraten auf deren F{\"a}higkeit zu bewerten, die Adh{\"a}renz humanpathogener Enteritis-/Di{\"a}rrhoe-Erreger zu reduzieren oder g{\"a}nzlich zu verhindern. Gestestet wurde die Adh{\"a}renz an Kryoschnitten humaner Darmbiopsien. Hierbei wurde die bakterielle Adh{\"a}sion ohne Zusatz der Kohlehydrate bestimmt und als Vergleichswert gegen{\"u}ber dem Ansatz mit Zusatz der Kohlehydrate herangezogen. Dabei kamen St{\"a}mme folgender Spezies zum Einsatz: entero-aggregative E. coli, entero-h{\"a}morrhagische E. coli, entero-pathogene E. coli, entero-toxigene E. coli, Salmonella enterica Serovar Typhimurium und Shigella flexneri. Als Positiv-Kontrolle wurde Citrobacter freundii verwendet.},
  subject      = {Kohlenhydrate},
  language  = {de}
}