@phdthesis{Ackermann2010,
  author    = {Ackermann, Matthias},
  title     = {Studien zum Verhalten von Anthocyanen aus Heidelbeeren im Humanstoffwechsel - Stabilisierung und Bindung durch Proteine},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-53336},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Identifizierung und Strukturaufkl{\"a}rung von Anthocyanen und ihrer Metabolite erfolgten mit Hilfe der mittels Hochleistungsfl{\"u}ssigchromatographie-Diodenarray-Detektion-Elektro-spray-Tan¬dem¬massen¬spektrometrie (HPLC-DAD-ESI-MS/MS). Quantitative Analysen wurden via HPLC-DAD durchgef{\"u}hrt. Die hierzu erforderlichen Referenzverbindungen wurden mittels pr{\"a}parativer HPLC aus Heidelbeeren isoliert (Reinheit zwischen 85,8\% und 99,4\%). Der Gehalt an Anthocyanen in den untersuchten Heidelbeerfr{\"u}chten lag bei 6 g/kg. Bez{\"u}glich der mengen¬m{\"a}ßigen Verteilung dominierten Delphinidin- und Cyanidin¬glykoside vor den Glykosiden von Malvidin, Petunidin und Peonidin. Als konjugierte Zucker¬reste kamen vor allem Glukose und Galaktose vor, der Gehalt an Arabinosiden war weit geringer. Bei oraler Aufnahme erfolgt ein erster Kontakt der Anthocyane mit Speichel. Daher wurde dessen Wirkung auf die Heidelbeeranthocyane in ex vivo-Studien {\"u}ber einen (unphysio-logisch langen) Zeitraum von bis zu 30 Minuten untersucht. Dabei konnte wurde ins-besondere der Einfluß des pH-Wertes auf die Stabilit{\"a}t der Anthocyane aufgezeigt werden. Zur Simulation des Verhaltens von Anthocyanen im Magen wurden die einzelnen Heidelbeeranthocyane mit k{\"u}nstlichem Magensaft (pH 1,81) {\"u}ber vier Stunden inkubiert. Hier erwiesen sich alle untersuchten Verbindungen als stabil. Die anschließend von uns mit simuliertem Duodenalsekret (pH 7,2) {\"u}ber einen Zeitraum von 24 Stunden durchgef{\"u}hrten Studien zeigten, dass die Anthocyane unterschiedlich starken Modifizierungen unterlagen. Unter den schwach alkalischen Bedingungen wurden vor allem die Glykoside des Delphinidins schnell abgebaut, aber auch die {\"u}brigen Anthocyane erwiesen sich unter diesen Bedingungen als nicht stabil; nach 24 h war kein Anthocyan mehr nachweisbar. Um die Metabolisierungsvorg{\"a}nge der Anthocyane im D{\"u}nn- und Dickdarm zu untersuchen, wurden ex vivo-Inkubationen jeweils mit frischem Ileo- bzw. Kolo¬stoma-beutel¬inhalt durchgef{\"u}hrt. W{\"a}hrend die Abbaugeschwindigkeit in der ilealen Fl{\"u}ssigkeit vor allem von der pH-Stabilit{\"a}t des Aglykons abh{\"a}nig war, konnten im Dickdarm einzig die Arabinoside nach einer Stunde noch alle in geringen Konzentrationen identifiziert werden. Die meisten Glukoside und Galaktoside waren zu diesem Zeitpunkt schon vollst{\"a}ndig abgebaut. Da im Darm von einer hydrolytischen Spaltung der Anthocyane in Anthocyanidin und Zucker ausgegangen wird, wurde die Metabolisierung von Anthocyanidinen unter physio-logischen pH-Bedingungen untersucht. Neben der jeweiligen Spaltung in das Benzoe¬s{\"a}ure-derivat des B-Ringes sowie Phloroglucinessigs{\"a}ure traten verschiedene Poly¬merisierungs¬-produkte auf, deren Strukturen nicht aufgekl{\"a}rt werden konnten. In einer weiteren Versuchsreihe wurde die renale Ausscheidung von Anthocyanen bei Ileostomieprobanden nach oraler Applikation von 300 g Heidelbeeren {\"u}ber einen Zeitraum von acht Stunden untersucht. Es zeigte sich, dass ein Stoma des terminalen Ileums keinen Einfluss auf die Absorption und Metabolisierung der Anthocyane hatte. Die Bilanzierung der Anthocyane im Urin erfolgte als {\"A}quvalente von Malvidin-3-O-glukosid, da nicht alle Anthocyanmetabolite zur Verf{\"u}gung standen. Der Zeitpunkt der maximalen renalen Anthocyanausscheidung sowie die Menge der ausgeschiedenen Anthocyane waren starken interindividuellen Schwankungen unterworfen. Das Aus¬sscheidungs¬maximum (tmax) lag zwischen 0,5 und zwei Stunden. Bei der ausge¬schiedenen Menge wurden Werte zwischen 0,007\% und 0.019\% der auf¬ge¬nommenen Anthocyane ermittelt. Aufgrund der literaturbekannten Unterschiede zwischen den in Serum und Urin gefunden Anthocyanmengen ist davon auszugehen, dass es nach Anthocyanverzehr zu Inter-aktionen mit Proteinen in Blut oder Geweben kommt. Mittels Blutfraktionierung wurde das humane Serumalbumin (HSA) als wichtigster Bindungspartner der Anthocyane im Blut identifiziert. Anhand spektroskopischer Methoden war es m{\"o}glich, die Bindungs¬parameter zu berechnen. Als Bindungsort wurde der hydrophile Eingang der lipophilen Warfarin-Bindungstasche in der Subdom{\"a}ne IIA des HSA-Molek{\"u}ls mittels "molecular modelling" identifiziert. Nasschemische Untersuchungen ergaben, dass die Bindung der Anthocyane an HSA diese vor ihrem pH-abh{\"a}ngigen Abbau sch{\"u}tzt. Eine signifikante Herab¬setzung der chemischen Abbaugeschwindig¬keit konnte auch f{\"u}r bovines Serumalbumin beobachtet werden. Diese Erkenntnis ließ sich auf andere, mit dem HSA-Molek{\"u}l nicht strukurverwandte lebensmittelrelevante Albumine {\"u}bertragen. So zeigten Anthocyane große Stabilit{\"a}t in Milch und Eiklar, wobei die Stabilisierung auf eine Wechselwirkung mit den Proteinen Laktalbumin und Ovalbumin zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden konnte. Die in dieser Arbeit erlangten Erkenntnisse hinsichtlich Absorption, Metabolisierung und systemischer Verf{\"u}gbarkeit im menschlichen Organismus leisten einen Beitrag zum besseren Verst{\"a}ndnis der Wirkungen von Anthocyanen. Die neuen Erkenntnisse der Protein¬bindung sind vor allem f{\"u}r die Bewertung der Verf{\"u}gbarkeit der Anthocyane in humanem Gewebe relevant.},
  subject      = {Heidelbeere},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Adler2012,
  author    = {Adler, Melanie},
  title     = {New approaches to improve prediction of drug-induced liver injury},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-69512},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Das h{\"a}ufige Scheitern neuer Arzneistoffkandidaten aufgrund von Lebertoxizit{\"a}t in pr{\"a}klinischen und klinischen Studien stellt ein erhebliches Problem in der Entwicklung von neuen Arzneimitteln dar. Deshalb ist es wichtig, neue Ans{\"a}tze zu entwickeln, mit deren Hilfe unerw{\"u}nschte Wirkungen von Arzneimitteln fr{\"u}her und zuverl{\"a}ssiger erkannt werden k{\"o}nnen. Um die Vorhersage von Lebertoxizit{\"a}t in pr{\"a}klinischen Studien zu verbessern, wurden im Rahmen dieser Arbeit zwei wesentliche Ans{\"a}tze gew{\"a}hlt: 1) die Evaluierung neuer Biomarker, durch die Lebertoxizit{\"a}t zuverl{\"a}ssiger und empfindlicher detektiert werden k{\"o}nnte und 2.) wirkmechanistische Untersuchungen mittels Toxcicogenomics f{\"u}r ein besseres Verst{\"a}ndnis der zugrunde liegenden Mechanismen der Arzneimittel-induzierten Toxizit{\"a}t. Ein Ziel dieser Arbeit war, die F{\"a}higkeit einiger neuer potenzieller Biomarker (NGAL, Thiostatin, Clusterin und PON1) zu bewerten, Arzmeimittel-induzierte Lebertoxizit{\"a}t in Ratten fr{\"u}hzeitig zu erkennen. Die Ergebnisse zeigen, dass PON1 und Clusterin infolge eines durch die verabreichten Arzneistoffkandidaten verursachten Leberschadens nicht konsistent ver{\"a}ndert waren. Diese beiden Marker sind daher, verglichen mit bestehenden klinisch-chemischen Markern, nicht f{\"u}r eine sichere Vorhersage von Arzneistoff-induzierten Lebersch{\"a}den geeignet. Bei Thiostatin und NGAL zeigte sich hingegen ein zeit- und dosisabh{\"a}ngiger Anstieg im Serum und Urin behandelter Tiere. Diese Ver{\"a}nderungen, die gut mit der mRNA Expression im Zielorgan {\"u}bereinstimmten, korrelierten mit dem Schweregrad der Arzneistoff-induzierten Lebersch{\"a}den. Die Analyse mittels ROC zeigte, Thiostatin im Serum, nicht aber NGAL, ein besserer Indikator f{\"u}r Arzneimittel-induzierte hepatobili{\"a}re Sch{\"a}den ist als die routinem{\"a}ßig verwendeten klinische-chemischen Marker, wie z.B. die Leberenzyme ALP, ALT und AST. Thiostatin wird jedoch als Akute-Phase-Protein in einer Vielzahl von Geweben exprimiert und kann somit nicht spezifisch als Lebermarker betrachtet werden. Dennoch zeigen unsere Ergebnisse, dass Thiostatin als sensitiver, minimal-invasiver diagnostischer Marker f{\"u}r Entz{\"u}ndungsprozesse und Gewebesch{\"a}den eine sinnvolle Erg{\"a}nzung in der pr{\"a}klinischen Testung auf Lebertoxizit{\"a}t darstellt. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde mittels RNA-Interferenz das pharmakologische Target des Arzneistoffkandidaten BAY16, der Glukagonrezeptor, auf mRNA-Ebene gehemmt und anhand von Genexpressionsanalysen untersucht, ob die pharmakologisch-bedingte Modulation des Glukagonrezeptors eine Rolle in der Toxizit{\"a}t von BAY16 spielt. Desweiteren sollten diese Arbeiten Aufschluss geben, welche molekularen Ver{\"a}nderungen auf die pharmakologische Wirkung des Arzneistoffs zur{\"u}ckzuf{\"u}hren sind, und daher f{\"u}r den Mechanismus der Toxizit{\"a}t m{\"o}glicherweise wenig relevant sind. W{\"a}hrend BAY16 in Konzentrationen von 75 µM starke zytotoxische Wirkungen aufwies, hatte die siRNA vermittelte Depletion des Glukagonrezeptors keinen Einfluss auf die Vitalit{\"a}t prim{\"a}rer Rattenhepatozyten. Daraus l{\"a}sst sich ableiten, dass die Hepatotoxizi{\"a}t von BAY16 in vitro und in vivo nicht mit der pharmakologischen Modulation des Glukagonrezeptors assoziiert ist. Diese Ergebnisse wurden durch die Tatsache gest{\"u}tzt, dass die meisten der durch BAY16 induzierten Genexpressionsver{\"a}nderungen unabh{\"a}ngig von der pharmakologischen Modulation des Glucagonrezeptors auftraten. Diese beobachteten off-target-Effekte beinhalteten Ver{\"a}nderungen im Fremdstoffmetabolismus, oxidativer Stress, erh{\"o}hte Fetts{\"a}uresynthese und Ver{\"a}nderungen im Cholesterol- und Gallens{\"a}uremetabolismus. Obwohl Ver{\"a}nderungen in diesen molekularen Mechanismen zum Fortschreiten eines Leberschadens beitragen k{\"o}nnen, ist es anhand dieser Daten nicht m{\"o}glich einen eindeutigen Mechanismus f{\"u}r die Toxizit{\"a}t von BAY16 abzuleiten. In dieser Arbeit konnte jedoch gezeigt werden, dass die Anwendung der siRNA-Technologie einen neuen methodischen Ansatz darstellt, um Mechanismen arzneimittelbedingter Toxizit{\"a}t besser verstehen zu k{\"o}nnen.},
  subject      = {Biomarker},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Afify2007,
  author    = {Afify, Samar},
  title     = {Drug targeting delivery systems for treatment of Raf-1 induced lung tumors in mice},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-22249},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {The aim of the present study was to design different dosage forms as carrier systems to deliver sorafenib to the lung of BXB-23 transgenic mice using different routes of administration. Three dosage forms were used one of them was an oil-in-water emulsion and the oral route was chosen for this experiment. The other delivery system was a liposome preparation for intratracheal instillation. In this case the oral route was considered as a control experiment. The last dosage form was PLGA microspheres. Before sorafenib administration it was important to develop a HPLC method to assess sorafenib absorption after its administration and to determine its concentrations in mouse serum. The HPLC method allowed sorafenib quantification in small volumes (30 µl) of mouse serum and tissues. The developed HPLC method was validated resulting in satisfactory selectivity, good linearity, good accuracy and precision over the concentration range examined. Sorafenib was successfully incorporated in a fat emulsion (o/w) using a traditional method resulting in a white homogenous emulsion and no particle aggregation was observed. Sorafenib exhibited antitumor activity on the lung adenoma in BXB-23 transgenic mice when administered orally (2 mg sorafenib per mouse) in the emulsion preparation. The determined effect was an approximately 29 \% reduction in the tumor area of the adenoma foci and a proliferation reduction. In order to improve the pharmacological effects of sorafenib on the lung adenoma in BXB-23 mice, the targeting of sorafenib directly to the site of action (the lung) was an attractive concept. For this purpose the intratracheal route was used. Since sorafenib administration by instillation required incorporation of sorafenib in a dosage form suitable for its lipophilic nature, a liposome suspension was the second dosage form used. A lyophilization method was employed for sorafenib liposome preparation utilizing dilauroylphosphatidylcholine (DLPC) which is safe and tolerable for the lung. Incorporation of sorafenib in the liposomes did not influence the particle size and its distribution. The sorafenib liposomes showed high encapsulation efficiency, good stability at 4 °C for one month and satisfactory in vitro release properties and inhibited Raf-1 mediated activation of ERK in cell culture assay. In a pharmacokinetic experiment sorafenib loaded liposomes were instilled directly into the lung. The results revealed that a significant level of sorafenib was achieved in the lung tissues after 2 hours and then reduced after 48 h and remained nearly constant for one week. On the other hand, only traces of sorafenib were found in the mice serum up to 48 h. Subsequently, the pharmacological activity of sorafenib (1 mg per mouse) was studied when delivered in a liposomal suspension intratracheally to treat the lung adenoma of BXB-23 mice. The data of this experiment demonstrated that sorafenib intratracheal instillation resulted in a reduction of tumor area of adenoma foci (67 \%) and an elevation of the percent of apoptotic cells. In contrast, prolongation of the treatment period did not further enhance sorafenib activity on the lung adenoma. This previous finding suggested a development of multidrug resistance (MDR) by the adenoma foci cells against sorafenib instillation, which was examined by immunohistochemistry staining. The percent of MDR positive cells was higher after two and three weeks sorafenib liposome instillation treatment than that after one week treatment. The last dosage form used for sorafenib was microspheres, which were prepared by emulsion-diffusion-evaporation method using biodegradable PLGA 50:50 resulting in a white lyophilized powder. The system was characterized physicochemically and revealed a good microspheres yield, high encapsulation efficiency, a homogenous particle size distribution and slow in vitro release of sorafenib. The other strategy studied in the present research project was gene delivery to target the lung bearing tumor of BXB-23 mice using a non-viral vector (polyethylenimine). Polyethylenimine (PEI) was used to investigate its efficiency in transfecting lung bearing tumor of BXB-23 mice model and its ability to transfect the adenoma foci cells. LacZ, which encodes Beta-galactosidase was used in the present study as a reporter gene and was complexed with PEI before delivered intravenously. A high LacZ expression in the alveolar region with some expression in the adenoma foci was observed. On contrary, a low LacZ expression in the alveoli and in the adenoma foci was achieved after instillation of the same polyplex intratracheally.},
  subject      = {Maus},
  language  = {en}
}
@article{AghaiZimmermannKurlbaumetal.2021,
  author    = {Aghai, Fatemeh and Zimmermann, Sebastian and Kurlbaum, Max and Jung, Pius and Pelzer, Theo and Klinker, Hartwig and Isberner, Nora and Scherf-Clavel, Oliver},
  title     = {Development and validation of a sensitive liquid chromatography tandem mass spectrometry assay for the simultaneous determination of ten kinase inhibitors in human serum and plasma},
  series = {Analytical and Bioanalytical Chemistry},
  volume    = {413},
  journal   = {Analytical and Bioanalytical Chemistry},
  issn      = {1618-2642},
  doi       = {10.1007/s00216-020-03031-7},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-231925},
  pages     = {599-612},
  year      = {2021},
  abstract  = {A liquid chromatography tandem mass spectrometry method for the analysis of ten kinase inhibitors (afatinib, axitinib, bosutinib,cabozantinib, dabrafenib, lenvatinib, nilotinib, osimertinib, ruxolitinib, and trametinib) in human serum and plasma for theapplication in daily clinical routine has been developed and validated according to the US Food and Drug Administration andEuropean Medicines Agency validation guidelines for bioanalytical methods. After protein precipitation of plasma samples withacetonitrile, chromatographic separation was performed at ambient temperature using a Waters XBridge® Phenyl 3.5μm(2.1×50 mm) column. The mobile phases consisted of water-methanol (9:1, v/v) with 10 mM ammonium bicarbonate as phase A andmethanol-water (9:1, v/v) with 10 mM ammonium bicarbonate as phase B. Gradient elution was applied at a flow rate of 400μL/min. Analytes were detected and quantified using multiple reaction monitoring in electrospray ionization positive mode. Stableisotopically labeled compounds of each kinase inhibitor were used as internal standards. The acquisition time was 7.0 min perrun. All analytes and internal standards eluted within 3.0 min. The calibration curves were linear over the range of 2-500 ng/mLfor afatinib, axitinib, bosutinib, lenvatinib, ruxolitinib, and trametinib, and 6-1500 ng/mL for cabozantinib, dabrafenib, nilotinib,and osimertinib (coefficients of correlation≥0.99). Validation assays for accuracy and precision, matrix effect, recovery,carryover, and stability were appropriate according to regulatory agencies. The rapid and sensitive assay ensures high throughputand was successfully applied to monitor concentrations of kinase inhibitors in patients.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Albert2009,
  author    = {Albert, Christoph},
  title     = {Die kontinuierliche Ultrafiltration als Screeningtechnik zur Bestimmung der Plasmaproteinbindung von Arzneistoffen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-36914},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Das Ausmaß der Proteinbindung eines Arzneistoffs wirkt sich auf viele unterschiedliche pharmakokinetische Parameter aus. So wird beispielsweise das Verteilungsvolumen, die Metabolisierung oder die Elimination des entsprechenden Stoffes durch die H{\"o}he seiner Proteinbindung beeinflusst. Da nur der im Plasma frei vorliegende Anteil eines Arzneistoffs in der Lage ist biologische Membranen zu {\"u}berwinden, k{\"o}nnen auch nur die freien Arzneistoffmolek{\"u}le eine pharmakologische Wirkung an Rezeptoren oder Enzymen ausl{\"o}sen. Dementsprechend ist auch die Intensit{\"a}t der hervorgerufenen Wirkung von der Gr{\"o}ße des ungebundenen Anteils eines Arzneistoffs abh{\"a}ngig. Aufgrund dieser Zusammenh{\"a}nge ist klar, dass die Proteinbindung eines Arzneistoffes letztendlich Einfluss auf die Dosisfindung hat. Zur Ermittlung der Proteinbindung stehen viele unterschiedliche Methoden, wie beispielsweise die HPLC, Kapillarelektrophorese, Ultrazentrifugation, Gleichgewichtsdialyse und Ultrafiltration zur Verf{\"u}gung. In der vorliegenden Arbeit wurde die kontinuierliche Ultrafiltration zur Ermittlung der Proteinbindung von Arzneistoffen angewendet. Hier wird die Proteinbindung nicht nur anhand einer bestimmten Arzneistoff- bzw. Albuminkonzentration gemessen, sondern {\"u}ber einen weiteren Bereich von Wirkstoff-Protein-Verh{\"a}ltnissen beobachtet. Des Weiteren ist der apparative Aufwand im Vergleich zu vielen anderen Methoden als geringer einzustufen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde, die auf der von Heinze[122] entwickelte Messanlage weiter optimiert und eine zweite Anlage mit einem Diodenarraydetektor aufgebaut. F{\"u}r letztere musste eine Software-Anpassung vorgenommen werden. Folgende Projekte wurden durchgef{\"u}hrt: 1) Um den In-vivo-Bedingungen nahe zu kommen, wurde bei der Bestimmung der Proteinbindung der Sartane nicht nur BSA und HSA verwendet, sondern erstmals auch humanes Plasma. Die Plasmamessungen der Sartane verliefen insgesamt problemlos, allerdings ist eine erfolgreiche Messung stark von der Qualit{\"a}t des eingesetzten Plasmas abh{\"a}ngig, wie Messungen der Naphthylisochinoline gezeigt haben. Im Vergleich mit HSA und Plasma ergaben die Messungen der Sartane mit bovinem Serumalbumin geringf{\"u}gig erniedrigte Proteinbindungswerte. Insgesamt sind alle Ergebnisse sehr gut mit den Literaturwerten vergleichbar. 2) Das Ausmaß der Proteinbindung von Naphthylisochinolinen war bislang unbekannt und lag im Bereich von ca. 30-70\%. Erneut waren die Resultate aus den Messungen von BSA und HSA nahezu gleich. 3) Am Beispiel der Interaktion zwischen Phenprocoumon und Phenylbutazon wurden zwei unterschiedliche Ans{\"a}tze getestet, um die Verdr{\"a}ngung aus der Proteinbindung zu simulieren. Die erste Methode entsprach hierbei einer Konkurrenz der beiden interagierenden Stoffe um die Proteinbindungsstellen. Durch den Einfluss des Phenylbutazon verringerte sich die Proteinbindung des Phenprocoumon um 1\%, was allerdings als statistisch nicht signifikant betrachtet werden kann. Im zweiten Ansatz, der eine direktere Verdr{\"a}ngung aus der Proteinbindung simulieren sollte, fiel die Proteinbindung des Phenprocoumon gegen{\"u}ber den Einzelmessungen um 2,5\% ab. Unter physiologischen Konzentrationsverh{\"a}ltnissen sank sich die Proteinbindung des Phenprocoumon auf 93,3\%. Der freie Anteil erh{\"o}hte sich dementsprechend von 1\% auf 6,7\%. Somit konnte der Einfluss des Phenylbutazon auf die Proteinbindung des Phenprocoumon erfolgreich nachgewiesen werden. Die unver{\"a}nderte Proteinbindung des Phenylbutazon im inversen Ansatz und die ermittelten pK-Werte best{\"a}tigen diese Interaktion. Grunds{\"a}tzlich ist es also m{\"o}glich mit der kontinuierlichen Ultrafiltration solche Interaktionen zu simulieren. 4) Zuletzt sollte der Frage nachgegangen werden, ob es mit der kontinuierlichen Ultrafiltration auch m{\"o}glich ist die Proteinbindung von wasserunl{\"o}slichen Stoffen, n{\"a}mlich den Aziridinen, in Gegenwart steigender Mengen DMSO, zu bestimmen. Die erhaltenen Ergebnisse wurden mit Literaturwerten ohne DMSO-Zusatz verglichen. Abgesehen von Candesartan, das eine lineare Korrelation zwischen DMSO-Gehalt der Wirkstoffl{\"o}sung und Absinken der Proteinbindung zeigte, konnte kein Zusammenhang zwischen der DMSO-Konzentration und der gemessenen Proteinbindung festgestellt werden. Die Mittelwerte lagen im Bereich der Literaturwerte. Insgesamt zeigten alle Versuchsreihen, dass die kontinuierliche Ultrafiltration eine ausgezeichnete, schnelle und robuste Screeningmethode zur Bestimmung des Ausmaßes der Proteinbindung bekannter und neuer Wirkstoffe darstellt.},
  subject      = {Plasmaproteinbindung},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Almeling2011,
  author    = {Almeling, Stefan},
  title     = {The use of aerosol-based detection systems in the quality control of drug substances},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-64722},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {The work presented in this thesis was mainly targeted at exploring the capabilities of evaporation based LC detectors as well as further alternatives for the control of impurities in substances not exhibiting a suitable chromophore for UV-detection. In the course of the work carried out, several new methods for the identification, impurities control and composition testing of APIs were elaborated. An evaporation based detector that entered into the field of pharmaceutical analysis in the recent years was the Evaporative Light Scattering Detector (ELSD). However, non-reproducible spikes were reported when injecting concentrated test solutions as they are usually required for the control of impurities. The reasons, for the appearance of these spikes as well as possibilities for their avoidance were explored in a systematic study. Moreover, the dependence of the detector sensitivity on different eluent composition, eluent flow-rate and ELSD settings was investigated. In the course of the revision of the Ph.Eur. monographs for aspartic acid and alanine, a C18 reversed phase ion-pair LC method using 1 mmol/L of perfluoroheptanoic acid as an ion-pair reagent and a charged aerosol detector (CAD) was developed and fully validated for the purity control of Asp. The method was capable of separating the organic acids and major amino acids known to occur as process related impurities. With a slight modification, the method was also applicable for the purity control of Ala. Based on the developed LC-CAD method for the impurity control of alanine, a comparative study of the performance characteristics of different evaporation based LC detectors, i.e. ELSD, CAD and the recently developed Nano Quantity Analyte Detector (NQAD) was carried out. Additionally, an MS detector and qNMR were included in this study. It was found that the control of impurities in Alanine at an ICH conform level could be ensured using LC coupled to CAD, MSD and NQAD detection as well as by the use of qNMR. In terms of performance, prize and ease of use CAD and NQAD were found to be the most suitable alternatives. In terms of repeatability and sensitivity, the CAD appeared slightly superior to the NQAD. The quality of streptomycin sulfate is not sufficiently controlled by the current Ph.Eur. monograph in that an appropriate test for the control of the related substances is missing. A study was carried out to develop a C18 reversed phase ion-pair LC method using pentafluoropropionic acid as an ion-pair reagent and a CAD for the identification and control of the related substances. The developed method allowed the separation of 21 impurities from streptomycin. Moreover, coupling of the method to MS allowed the identification of the separated impurities. The method was shown to be sufficiently sensitive to control the related substances with a disregard limit of 0.1\% as it is normally applied in the Ph.Eur. for products derived from fermentation. Currently, the aescin content of horse-chestnut standardized dry extract is determined using a complex and laborious photometric determination. A more selective LC-UV assay determination for beta-aescin has been proposed for the Ph.Eur. draft monograph of horse-chestnut standardized dry extract. Possibilities were explored to further improve the LC-method using detection by CAD. It was demonstrated that by the use of a modified LC-CAD method several problems related to the differences in the UV-response of the various components contained in the active aescin fraction could be eliminated. Moreover the proposed reference standard strategy was reviewed. Eventually, it was demonstrated on the example of two different clusters of pharmacologically active peptides how low energy collision induced dissociation mass spectrometry (low energy CID-MS) can successfully be used for identification testing in pharmacopoeial monographs. In this respect, the combination of a direct confirmation of the molecular mass via the m/z-ratio of the molecule ions with structural sequence information obtained by low energy CID-MS experiments was found to deliver a higher degree of certainty of the identity of a given substance than the set of tests currently described in the monographs. A significant gain in efficiency and throughput and important reduction of the amount of sample consumed during testing were identified as being additional advantages of this approach. Taken together, it could be demonstrated on various examples how recent technological advancements in the field of analytical chemistry can contribute to improve the quality control of APIs.},
  subject      = {Elektronensprayionisations-Massenspektrometrie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Althaus2006,
  author    = {Althaus, Georg},
  title     = {Der modifizierte Auslauftrichter - Eine neue Methode zur Beurteilung der Potenz nanoskaliger Fließregulierungsmittel},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-17743},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Basierend auf dem Auslauftrichter nach DIN ISO 4324 wurde ein neuartiges Ger{\"a}t zur Bestimmung der Fließeigenschaften von Sch{\"u}ttg{\"u}tern entwickelt. Der modifizierte Auslauftrichter zerst{\"o}rt mit Hilfe eines speziellen R{\"u}hrwerkzeuges ausflussverhindernde Sch{\"u}ttgutbr{\"u}cken. Durch Charakterisierung des Ausflussverhaltens eines Modellsch{\"u}ttgutes (Aerosil 200/Maisst{\"a}rke) konnten verschiedene Prozessparameter identifiziert werden, die eine Abh{\"a}ngigkeit von unterschiedlichen Fließeigenschaften des Modellsch{\"u}ttgutes aufweisen. Mit Hilfe des modifizierten Auslauftrichters wurden im weiteren Teil dieser Arbeit bin{\"a}re Mischungen aus einem Fließregulierungsmittel und Maisst{\"a}rke auf ihr Fließverhalten untersucht. Hierdurch konnte eine Aussage {\"u}ber das fließregulierende Potential der Nanomaterialien erhalten werden. Es zeigte sich, dass die Prim{\"a}rpartikelgr{\"o}ße, die Aggregatfestigkeit und der hydrophile/hydrophobe Charakter der jeweiligen Nanomaterialien einen entscheidenden Einfluss auf das fließregulierende Potential der Nanomaterialien besitzten.},
  subject      = {Nanostrukturiertes Material},
  language  = {de}
}
@article{AltmannMutWolfetal.2021,
  author    = {Altmann, Stephan and Mut, J{\"u}rgen and Wolf, Natalia and Meißner-Weigl, Jutta and Rudert, Maximilian and Jakob, Franz and Gutmann, Marcus and L{\"u}hmann, Tessa and Seibel, J{\"u}rgen and Ebert, Regina},
  title     = {Metabolic glycoengineering in hMSC-TERT as a model for skeletal precursors by using modified azide/alkyne monosaccharides},
  series = {International Journal of Molecular Sciences},
  volume    = {22},
  journal   = {International Journal of Molecular Sciences},
  number    = {6},
  issn      = {1422-0067},
  doi       = {10.3390/ijms22062820},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-259247},
  year      = {2021},
  abstract  = {Metabolic glycoengineering enables a directed modification of cell surfaces by introducing target molecules to surface proteins displaying new features. Biochemical pathways involving glycans differ in dependence on the cell type; therefore, this technique should be tailored for the best results. We characterized metabolic glycoengineering in telomerase-immortalized human mesenchymal stromal cells (hMSC-TERT) as a model for primary hMSC, to investigate its applicability in TERT-modified cell lines. The metabolic incorporation of N-azidoacetylmannosamine (Ac\(_4\)ManNAz) and N-alkyneacetylmannosamine (Ac\(_4\)ManNAl) into the glycocalyx as a first step in the glycoengineering process revealed no adverse effects on cell viability or gene expression, and the in vitro multipotency (osteogenic and adipogenic differentiation potential) was maintained under these adapted culture conditions. In the second step, glycoengineered cells were modified with fluorescent dyes using Cu-mediated click chemistry. In these analyses, the two mannose derivatives showed superior incorporation efficiencies compared to glucose and galactose isomers. In time-dependent experiments, the incorporation of Ac\(_4\)ManNAz was detectable for up to six days while Ac\(_4\)ManNAl-derived metabolites were absent after two days. Taken together, these findings demonstrate the successful metabolic glycoengineering of immortalized hMSC resulting in transient cell surface modifications, and thus present a useful model to address different scientific questions regarding glycosylation processes in skeletal precursors.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Appel2008,
  author    = {Appel, Markus},
  title     = {Untersuchungen zur 2H/1H- und 13C/12C-Isotopenfraktionierung bei der Biogenese von Aromastoffen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-28426},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {F{\"u}r die Authentizit{\"a}tsbewertung achiraler Aromastoffe ist die gaschromatographische Isotopenverh{\"a}ltnismessung mittels massenspektrometrischer Analyse ein etabliertes Verfahren. Diese Technik erm{\"o}glicht es, {\"u}ber geeignete Datenbanken authentischer Referenzproben gesicherte Aussagen hinsichtlich deren Herkunft aus nat{\"u}rlicher oder synthetischer Quelle zu treffen. Zunehmend ins Interesse r{\"u}ckt allerdings auch die Frage, ob es mittels Techniken der Stabilisotopenanalytik ebenso m{\"o}glich ist, das breite Feld der legislativ als „nat{\"u}rlich" deklarierten Aromastoffe analytisch weiter in deren Herkunft aus biotechnologischer oder nat{\"u}rlicher („ex plant") Quelle aufzutrennen. Zwar kann dieser Fragestellung prinzipiell {\"u}ber die Erweiterung bestehender Stabilisotopen-Datenbanken mit authentischen Proben nachgegangen werden, sie scheitert jedoch h{\"a}ufig an der limitierten Verf{\"u}gbarkeit authentischer biotechnologischer Referenzen oder der eingeschr{\"a}nkten Kenntnis {\"u}ber die der Produktion „nat{\"u}rlicher" Aromastoffe zugrundeliegenden Verfahrenstechniken. Eine m{\"o}gliche Vorgehensweise zur Umgehung dieses Sachverhalts stellt daher die in Anlehnung an beschriebene biotechnologische Verfahren im Labormaßstab durchgef{\"u}hrte Produktion ausgew{\"a}hlter und somit auch authentischer Referenz-Aromastoffe dar. Diese Methode hat zudem den Vorteil, dass gegebenenfalls zus{\"a}tzliche Informationen {\"u}ber m{\"o}gliche Isotopenfraktionierungen in solchen Systemen ermittelt werden k{\"o}nnen, welche sich nicht nur zur Authentizit{\"a}tspr{\"u}fung als n{\"u}tzlich erweisen k{\"o}nnen, sondern auch zur stetig wachsenden Grunderkenntnis {\"u}ber Isotopenfraktionierungen in biologischen Systemen beitragen. Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher, der geschilderten Fragestellung bez{\"u}glich ausgew{\"a}hlter Aromastoffe aus den Gruppen der C6-Aldehyde und -Alkohole („Gr{\"u}nnoten") sowie der G{\"a}rungsalkohole nachzugehen. Zu diesem Zweck erfolgten zum einen im Labormaßstab die biogenetische Bildung von C6-Aldehyden und -Alkoholen ausgehend von den unges{\"a}ttigten Fetts{\"a}uren Linol- und Linolens{\"a}ure, ferner wurden parallel Edukte, Intermediate und Produkte isoliert und hinsichtlich ihrer Stabilisotopengehalte durch Bestimmung der Delta-2H(V-SMOW)- und Delta-13C(V-PDB)-Werte untersucht. Zum anderen sind auf fermentativem Wege ausgehend von unterschiedlichen Kohlenhydratquellen die G{\"a}rungsalkohole 2-Phenylethanol und 2-Methyl-1-propanol dargestellt worden. Des weiteren galt es, die bei den G{\"a}rungsalkoholen resultierende Datenlage dahingehend zu pr{\"u}fen, ob sich diese {\"u}ber eine Korrelation der Delta-2H(V-SMOW)- und Delta-13C(V-PDB)-Werte dazu eignet, eine Authentizit{\"a}tsbewertung dieser Aromastoffe hinsichtlich nat{\"u}rlicher oder synthetischer Herkunft zu erm{\"o}glichen.},
  subject      = {Aroma},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Ates2010,
  author    = {Ates, Ebru},
  title     = {Analytische und Effektor-Studien von N-Acyl-Ethanolaminphosphaten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-54369},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Bei N-Acyl-Ethanolaminphosphaten handelt es sich um eine bislang wenig untersuchte Klasse polarer Substanzen, deren Erforschung aufgrund ihrer strukturellen Analogie zu apolaren, physiologisch wirksamen N-Acyl-Ethanolaminen von Interesse ist. Zu bear-beiten waren analytische Fragestellungen, die auch synthetische Aufgaben beinhalteten, wie Methodenentwicklung und Versuche zur Erfassung von N-Acyl-Ethanolamin-phosphaten in ausgew{\"a}hlten Lebensmitteln sowie strukturelle Studien zur „Bioaktivit{\"a}t" der Verbindungen. Erstes Ziel der vorliegenden Arbeit war es demzufolge, eine geeig-nete Methode f{\"u}r deren qualitative und quantitative Analytik zu entwickeln. Gleichzei-tig wurden ausgew{\"a}hlte N-Acyl-Ethanolaminphosphate synthetisiert. Aufgrund des literaturbekannten Vorkommens von N-Acyl-Ethanolaminen in Wein wurden f{\"u}r die Lebensmitteluntersuchungen fermentierte Produkte, d.h. drei verschie-dene Sake (Japanischer Reiswein) und ein fermentierter Rotkohl verwendet. Parallel zu diesen Untersuchungen erfolgten auch Studien zur Stabilit{\"a}t der N-Acyl-Ethanolamin-phosphate. Versuchsreihen zur {\"U}berpr{\"u}fung potentieller „Bioaktivit{\"a}t" umfassten Studien mit al-kalischer Phosphatase, PhospholipaseA2, Lipoxygenase, Xanthinoxidase, β-N-Acetyl-hexosaminidase und dem Cannabinoidrezeptor-1.},
  subject      = {Aminoethanolderivate},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Attia2003,
  author    = {Attia, Mohamad Ibrahim},
  title     = {Design, synthesis and pharmacological evaluation of certain GABAB agonists},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-7551},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {Ziel dieser Arbeit war die Synthese von (RS)-5-Amino-3-aryl(methyl)-pentans{\"a}ure Hydrochloride, 3-Aminomethyl-5-chlor-benzols{\"a}ure Hydrochlorid und(RS)-4-Amino-3-(4´-ethynyl(jod)-phenyl)-butans{\"a}ure Hydrochloride und die Testung der pharmakologischen Aktivit{\"a}t dieser Verbindungen. Die synthetisierten Verbindungen wurden als GABAB-Rezeptor Agonisten, in einem auf Ca2+-Messungen basierenden Funktional-Assay (in vitro tsA Zellen mit GABAB1b/GABAB2/G\&\#945;q-z5 transfektiert), getestet und daraus ein Struktur-Aktivit{\"a}ts Modell abgeleitet. Im allgemein Teil dieser Arbeit wird ein {\"U}berblick, {\"u}ber die Neurotransmitter- Rezeptoren (Liganden gesteuerte Ionen-Kanal-Rezeptoren und G Protein-gekoppelte Rezeptoren) des zentralen Nervensystems und deren Agonisten und Antagonisten, gegeben. Eine ausf{\"u}hrliche Diskussion zur Synthesestrategie der Verbindungen der Zwischenstufen und der Ausgangsmaterialien wird in den Schemata 2-6 beschrieben. Die synthetisierten Verbindungen wurden als GABAB Agonisten gepr{\"u}ft. Zus{\"a}tzlich wurden diese im 3D Homologie Modell mit FlexiDock Programm gedockt. Daraus wurde ein Modell zur Voraussage der Aktivit{\"a}t von Analogen und Homologen des Baclofens abgeleitet. Letztendlich wurde ein Pharmakophor-Modell f{\"u}r GABAB Agonisten mit DISCO (DIStance COmparisons) Programm erstellt.},
  subject      = {Baclofen},
  language  = {en}
}
@article{AttiaHerdeisBraeunerOsborne2013,
  author    = {Attia, Mohamed I. and Herdeis, Claus and Br{\"a}uner-Osborne, Hans},
  title     = {GABA(B)-Agonistic Activity of Certain Baclofen Homologues},
  series = {Molecules},
  volume    = {18},
  journal   = {Molecules},
  number    = {9},
  doi       = {10.3390/molecules180910266},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-129690},
  pages     = {10266-10284},
  year      = {2013},
  abstract  = {Baclofen (1) is a potent and selective agonist for bicuculline-insensitive GABAB receptors and is used clinically as an antispastic and muscle relaxant agent. In the search for new bioactive chemical entities that bind specifically to GABAB receptors, we report here the synthesis of certain baclofen homologues, namely (R,S)-5-amino-3-arylpentanoic acid hydrochlorides (R,S)-1a-h as well as (R,S)-5-amino-3-methylpentanoic acid [(RS)-1i] to be evaluated as GABABR agonists. Compound 1a is an agonist to GABAB receptors with an EC50 value of 46 μM on tsA201 cells transfected with GABAB1b/GABAB2/Gqz5, being the most active congener among all the synthesized compounds.},
  language  = {en}
}
@article{BajdaWieckowskaHebdaetal.2013,
  author    = {Bajda, Marek and Wieckowska, Anna and Hebda, Michalina and Guzior, Natalia and Sotriffer, Christoph A. and Malawska, Barbara},
  title     = {Structure-Based Search for New Inhibitors of Cholinesterases},
  series = {International Journal of Molecular Sciences},
  volume    = {14},
  journal   = {International Journal of Molecular Sciences},
  number    = {3},
  doi       = {10.3390/ijms14035608},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-129423},
  pages     = {5608-5632},
  year      = {2013},
  abstract  = {Cholinesterases are important biological targets responsible for regulation of cholinergic transmission, and their inhibitors are used for the treatment of Alzheimer's disease. To design new cholinesterase inhibitors, of different structure-based design strategies was followed, including the modification of compounds from a previously developed library and a fragment-based design approach. This led to the selection of heterodimeric structures as potential inhibitors. Synthesis and biological evaluation of selected candidates confirmed that the designed compounds were acetylcholinesterase inhibitors with \(IC_{50}\) values in the mid-nanomolar to low micromolar range, and some of them were also butyrylcholinesterase inhibitors.},
  language  = {en}
}
@article{BalasubramanianSkafHolzgrabeetal.2018,
  author    = {Balasubramanian, Srikkanth and Skaf, Joseph and Holzgrabe, Ulrike and Bharti, Richa and F{\"o}rstner, Konrad U. and Ziebuhr, Wilma and Humeida, Ute H. and Abdelmohsen, Usama R. and Oelschlaeger, Tobias A.},
  title     = {A new bioactive compound from the marine sponge-derived Streptomyces sp. SBT348 inhibits staphylococcal growth and biofilm formation},
  series = {Frontiers in Microbiology},
  volume    = {9},
  journal   = {Frontiers in Microbiology},
  doi       = {10.3389/fmicb.2018.01473},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-221408},
  year      = {2018},
  abstract  = {Staphylococcus epidermidis, the common inhabitant of human skin and mucosal surfaces has emerged as an important pathogen in patients carrying surgical implants and medical devices. Entering the body via surgical sites and colonizing the medical devices through formation of multi-layered biofilms leads to refractory and persistent device-related infections (DRIs). Staphylococci organized in biofilms are more tolerant to antibiotics and immune responses, and thus are difficult-to-treat. The consequent morbidity and mortality, and economic losses in health care systems has strongly necessitated the need for development of new anti-bacterial and anti-biofilm-based therapeutics. In this study, we describe the biological activity of a marine sponge-derived Streptomyces sp. SBT348 extract in restraining staphylococcal growth and biofilm formation on polystyrene, glass, medically relevant titan metal, and silicone surfaces. A bioassay-guided fractionation was performed to isolate the active compound (SKC3) from the crude SBT348 extract. Our results demonstrated that SKC3 effectively inhibits the growth (MIC: 31.25 \(\mu\)g/ml) and biofilm formation (sub-MIC range: 1.95-<31.25 \(\mu\)g/ml) of S. epidermidis RP62A in vitro. Chemical characterization of SKC3 by heat and enzyme treatments, and mass spectrometry (HRMS) revealed its heat-stable and non-proteinaceous nature, and high molecular weight (1258.3 Da). Cytotoxicity profiling of SKC3 in vitro on mouse fibroblast (NIH/3T3) and macrophage (J774.1) cell lines, and in vivo on the greater wax moth larvae Galleria mellonella revealed its non-toxic nature at the effective dose. Transcriptome analysis of SKC3 treated S. epidermidis RP62A has further unmasked its negative effect on central metabolism such as carbon flux as well as, amino acid, lipid, and energy metabolism. Taken together, these findings suggest a potential of SKC3 as a putative drug to prevent staphylococcal DRIs.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Balk2015,
  author    = {Balk, Anja},
  title     = {Ionic liquids of active pharmaceutical ingredients: A novel platform addressing solubility challenges of poorly water soluble drugs},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-121925},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Starting in the late 1990s ionic liquids (ILs) gained momentum both in academia as well as industry. ILs are defined as organic salts with a melting point below 100 °C. Active pharmaceutical ingredients (APIs) may be transferred into ILs by creating salts with a bulky counterion with a soft electron density. ILs have demonstrated the potential to tune important pharmaceutical features such as the solubility and the dissolution rate, particularly addressing the challenge of poor water soluble drugs (PWSD). Due to the tunability of ILs, modification of physico-chemical properties of APIs may be envisioned without any modifications of the chemical structure. In the first chapter the potential as well as the limitation of ILs are discussed. The chapter commences with an overview of preparation and characterization of API-ILs. Moreover, examples for pharmaceutical parameters are presented which may be affected by IL formation, including the dissolution rate, kinetic solubility or hygroscopicity as well as biopharmaceutical performance and toxicology. The impact of IL formation on those pharmaceutically relevant features is highlighted, resulting in a blueprint for a novel formulation concept to overcome PWSD challenges without the need for structural changes of the API. Within the second chapter the IL concept is detailed for one specific API - counterion combination. A poorly water soluble acidic API against migraine attacks was transformed into an IL in an effort to minimize the time to maximum plasma concentration (tmax) and optimize the overall bioavailability. These studies were conducted in parallel to a prodrug of the API for comparison of the IL strategy versus a strategy involving modification of the API's structure. A significantly longer duration of API supersaturation and a 700 fold faster dissolution rate of the IL in comparison to the free acid were obtained and the underlying mechanism was elucidated. The transepithelial absorption was determined using Caco-2 cell layers. For the IL about 3 times more substance was transported in comparison to the prodrug when substances were applied as suspensions, despite the higher permeability of the prodrug, as increased solubility of the IL exceeded this effect. Cytotoxicity of the counterion was assessed in hepatic, renal and macrophage cell lines, respectively, and IC50 values were in the upper µM / lower mM range. The outcome of the study suggested the IL approach instrumental for tuning biopharmaceutical properties, without structural changes of the API as required for preparation of prodrugs. Thus the toolbox for formulation strategies of poorly water soluble drugs could be extended by an efficient concept. The third chapter focuses on the effect of different counterions on the physico-chemical properties of an API-IL, in particular to overcome the challenge of poor water solubility. Therefore, the same poorly water soluble acidic API against migraine attacks mentioned above was combined with 36 counterions resulting in ILs and low lattice enthalpy salts (LLES). Depending on the counterions, different dissolution rates, durations of supersaturation and hygroscopicities were obtained and release profiles could be tailored from immediate to sustained release. Besides, in vitro the cytotoxicity of the counterions was assessed in three cell lines. Using molecular descriptors such as the number of hydrophobic atoms, the graph theoretical diameter and the number of positive charges of the counterion, the dissolution rate, supersaturation and hygroscopicity as well as the cytotoxicity of counterions could be adequately modeled, rendering it possible to predict properties of new LLESs. Within the forth chapter different poorly water soluble APIs were combined with the counterion tetrabutylphosphonium (TBP) studying the impact on the pharmaceutical and physical properties of the APIs. TBP-ILs and low lattice enthalpy salts were prepared of the acidic APIs Diclofenac, Ibuprofen, Ketoprofen, Naproxen, Sulfadiazine, Sulfamethoxazole and Tolbutamide. NMR and IR spectroscopy, DSC, XRPD, DVS and dissolution rate measurements, release profiles and saturation concentration measurements were used to characterize the free acids and TBP salts as compared to the corresponding sodium salts. The TBP salts as compared to the free acids displayed lower melting points and glass transition temperatures and up to 1000 times higher dissolution rates. The increase in the dissolution rate directly correlated with the salts' hygroscopicity, an aspect which is critically discussed in terms of pharmaceutical translation challenges. In summary TBP ILs of solid salts were proved instrumental to approach the challenge of poor water solubility. The outcome profiled tailor-made counterions as a powerful formulation strategy to address poor water solubility, hence bioavailability and ultimately therapeutic potential of challenging APIs. In summary, a plethora of ILs and LLESs were prepared by combination of different acidic APIs and counterions. The IL and LLESs concept was compared to conventional salt and prodrug strategies. By choice of the counterion, biopharmaceutical relevant parameters were deliberately modified and release profiles were tuned ranging from immediate to prolonged release. The impact of distinct structural counterion features controlling the dissolution, supersaturation, hygroscopicity and counterion cytotoxicity were identified, correlations were presented and predictive models were built. ILs and LLESs could be proven to be a powerful concept for the formulation of poorly water soluble acidic APIs.},
  subject      = {Arzneimittel},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Bank2014,
  author    = {Bank, Stephanie},
  title     = {LC-ESI und MALDI-Massenspektrometrische Analyse nativer und derivatisierter Zucker und Glykane},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-106085},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {Glykane sind weitverbreitete Biomolek{\"u}le, die meist in Form von Glykokonjugaten, wie beispielsweise als Glykoproteine oder Glykolipide, vorliegen. Durch die Interaktion von Glykanen mit Glykan-bindenden Proteinen wird eine Vielzahl an biochemischen Prozessen ausgel{\"o}st, sowohl physiologischer, als auch pathologischer Art. Die Aufkl{\"a}rung der beteiligten Glykanstrukturen ist daher nicht nur wichtig f{\"u}r das Verst{\"a}ndnis dieser Prozesse, sondern kann auch Hinweise auf verschiedene Erkrankungen geben. Die Identifizierung von Glykanstrukturen kann {\"u}ber verschiedene Wege erfolgen. In der instrumentellen Analytik spielt dabei vor allem die ESI- und MALDI Massenspektrometrie eine wichtige Rolle, da diese sowohl f{\"u}r Detektion, als auch Fragmentierung großer Biomolek{\"u}le geeignet sind. Um die Analyse von Zuckern mittels chromatographischer und massenspektrometrischer Methoden zu erleichtern, werden h{\"a}ufig Derivatisierungsreagenzien eingesetzt. Diese verringern die Polarit{\"a}t der Zucker und erleichtern die Detektion durch das Einbringen von Chromo- oder Fluorophoren. Zur Derivatisierung am reduzierenden Terminus von Glykanen und Zuckern eignen sich vor allem Aminierungsreagenzien oder Hydrazide. Hydrazide haben gegen{\"u}ber anderen Derivatisierungsreagenzien den Vorteil einer einfachen, salzfreien Umsetzung, aus der ein stabiles Derivat mit geschlossenem terminalen Zuckerring hervorgeht. F{\"u}r die vorliegende Arbeit wurde die Derivatisierung mit den neuen Hydrazid Reagenzien INH und BINH, sowie dem bereits von Dr. P. Kapkov{\´a} bearbeiteten BACH untersucht. Als Vergleich dienten die underivatisierten Kohlenhydrate, wie auch das standardm{\"a}ßig eingesetzte Aminierungsreagenz 2-AB. Dabei sollte das Ver-halten verschiedener Zucker und Glykane in Bezug auf chromatographische Trennung, Signalintensit{\"a}t und Fragmentierung analysiert werden. Zun{\"a}chst wurde die Umsetzung von Mono-, Di- und Trisacchariden mit den neuen Derivatisierungsreagenzien INH und BINH optimiert. Dadurch konnte bei beiden Substanzen die komplette Umsetzung der Zucker in ihre Derivate gew{\"a}hrleistet werden. Auch die Derivatisierung mit Hilfe der Mikrowelle konnte bei INH erfolgreich durchgef{\"u}hrt werden. Auf diese Weise ließ sich die Reaktionszeit, im Vergleich zu den im Thermo-mixer® ben{\"o}tigten 90 Minuten, auf 20 Minuten verk{\"u}rzen. Aufgrund der großen Men-gen an Zucker und Derivatisierungsreagenz, die f{\"u}r die Umsetzung in der Mikrowelle n{\"o}tig sind, war der Versuch jedoch nur f{\"u}r INH geeignet. Im n{\"a}chsten Schritt wurde das Trennverhalten der verschiedenen Mono-, Di- und Tri-saccharid-Derivate auf RP-C18- und HILIC-Phasen untersucht. Bei den Monosaccha-riden konnte durch keines der Derivate eine vollst{\"a}ndige Trennung auf einer der Pha-sen erreicht werden. Das beste Ergebnis wurde durch INH auf der HILIC-S{\"a}ule erzielt, doch auch dort konnten die Epimere Glucose, Mannose und Galactose nicht vollst{\"a}n-dig separiert werden. Die Trennung der Disaccharide Maltose, Cellobiose und Lactose konnte auf der HILIC-Phase mit allen Derivaten außer BACH erfolgreich durchgef{\"u}hrt werden, auf der RP-C18 erwies sich dagegen nur 2-AB als geeignet. Bei den Trisac-chariden 3'SLN und 6'SLN konnten sowohl underivatisierte Zucker, als auch s{\"a}mtliche Derivate mittels HILIC getrennt werden. Auch auf der C18-Phase war eine Trennung der BINH, BACH und 2-AB-Derivate m{\"o}glich. Des Weiteren konnte durch die Derivati-sierungen die Signalintensit{\"a}t gegen{\"u}ber den underivatisierten Zuckern deutlich gesteigert werden. Nach ihrer Trennung lassen sich massegleiche Di- und Trisaccharide anhand des Fragmentierungsmusters unterscheiden. W{\"a}hrend bei den underivatisierten Disaccha-riden Maltose, Cellobiose und Lactose die charakteristischen Fragmente nur schwach sichtbar waren, konnte mit Hilfe der Hydrazide INH, BINH und BACH die Differenzie-rung deutlich erleichtert werden. Die 2-AB-Derivatisierung zeigte dagegen keine Ver-besserung der Fragmentierungseigenschaften. Bei der Unterscheidung der Trisaccharide 3'SLN und 6'SLN waren ebenfalls sowohl underivatisierte, als auch Hydrazid-derivatisierte Zucker im Vorteil gegen{\"u}ber den 2-AB-Derivaten. Die Derivatisierung der N-Glykane von Ribonuclease B und Ovalbumin f{\"u}hrte bei der Analyse mittels MALDI-TOF zu einer deutlichen Steigerung der Sensitivit{\"a}t. Beispiels-weise ließen sich bei den Glykanen des Ovalbumins durch die Derivatisierungen drei zus{\"a}tzliche Strukturen im Vergleich zu den nativen Glykanen detektieren. Auch das Fragmentierungsverhalten der Glykane am MALDI-TOF/TOF konnte mit Hilfe der Derivatisierungen erheblich verbessert werden. Besonders die Umsetzung mit BINH f{\"u}hrte zu einer Vielzahl charakteristischer Ringfragmente, wodurch die Aufkl{\"a}rung der verschiedenen Glykanstrukturen deutlich vereinfacht wurde. Auch im Vergleich zu 2 AB zeigten die Hydrazid-Derivate sowohl bessere Fragmentierungseigenschaften, als auch eine einfachere Handhabung f{\"u}r die Messung mittels MALDI-MS. Eine weitere M{\"o}glichkeit zur Identifikation von Glykanstrukturen liegt in der spezifischen Bindung durch Lektine. Diese Untersuchung gibt des Weiteren auch einen Hinweis auf funktionelle Eigenschaften der Glykane. Daf{\"u}r wird die hohe Affinit{\"a}t von Biotin-haltigen Derivatisierungsreagenzien zu Avidin und Streptavidin genutzt. Nach der auf diese Weise erfolgten Immobilisierung der Glykane k{\"o}nnen diese mittels spezifischer Lektine nachgewiesen werden. Die Eignung des neuen Derivatisierungsreagen-zes BINH f{\"u}r diese Zwecke wurde anhand eines Glykan-Arrays getestet. Dadurch ließ sich best{\"a}tigen, dass BINH-derivatisierte Glykane und Zucker sowohl in der Lage sind an Streptavidin zu binden, als auch durch Lektine nachgewiesen werden k{\"o}nnen. Daher kann davon ausgegangen werden, dass BINH grunds{\"a}tzlich f{\"u}r den Einsatz in bio-chemischen Methoden geeignet ist. Zusammenfassend l{\"a}sst sich sagen, dass die Derivatisierung von Kohlenhydraten mit INH, BINH und BACH zu einer deutlichen Verbesserung der Trenn- und Fragmentierungseigenschaften f{\"u}hrten. Dadurch konnten Identifizierung und Strukturanalyse sowohl von kleinen Zuckern, als auch von Glykanen erleichtert werden. Im Vergleich zu dem Standard-Derivatisierungsreagenz 2-AB zeigten die Hydrazide nicht nur im Bereich der Fragmentierungen, sondern auch durch die einfachere Derivatisierungsreaktion wesentliche Vorteile.},
  subject      = {MALDI-MS},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Baumann2011,
  author    = {Baumann, Daniel},
  title     = {Charakterisierung der Pharmakokinetik und Pharmakodynamik intranasaler Glucocorticoide anhand von in vitro und ex vivo Modellen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-57230},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Ziel dieser Arbeit war es die intranasalen pharmakokinetischen Abl{\"a}ufe nach topischer Applikation mittels in vitro und ex vivo Experimenten zu charakterisieren und ihre Auswirkungen auf die Pharmakodynamik zu beschreiben. Es wurden hierbei die nasal angewendeten Glucocorticoide Triamcinolonacetonid (TCA), Budesonid (Bud), Beclomethasondipropionat (BDP), Fluticasonpropionat (FP), Mometasonfuroat (MF) und Fluticasonfuroat (FF) sowie ihre handels{\"u}blichen Pr{\"a}parate Nasacort® (TCA), Budes® (Bud), ratioAllerg® (BDP), Flutide® Nasal (FP), Nasonex® (MF) und Avamys® (FF) untersucht. Zum Aufbringen der Wirkstoffsuspension auf die nasale Mukosa durch den Patienten kommen Dosierpumpsprays zum Einsatz, deren Dosiervorrichtung das Applikationsvolumen festlegen. Die Bestimmung des Spr{\"u}hstoßvolumens unterschiedlicher handels{\"u}blicher Pr{\"a}parate ergab Werte zwischen 56 und 147 µL/Spr{\"u}hstoß. Zum ersten Mal wurde eine Methode entwickelt, die es erm{\"o}glichte die Glucocorticoidkonzentration in den w{\"a}ssrigen {\"U}berst{\"a}nden handels{\"u}blicher Pr{\"a}parate zu bestimmen. Die Wasserl{\"o}slichkeit der unterschiedlichen Glucocorticoide sowie die galenische Zusammensetzung der Formulierungen konnten als m{\"o}gliche Einflussfaktoren f{\"u}r den bereits gel{\"o}sten Wirkstoffanteil ermittelt werden. Es konnte erstmals gezeigt werden, dass die L{\"o}slichkeit der Wirkstoffkristalle der lipophileren Substanzen wie BDP, FP, MF und FF durch das KNS signifikant verbessert wurde. Die L{\"o}slichkeit der hydrophileren Wirkstoffe wie TCA und Bud wurde durch das KNS dagegen nur leicht beeinflusst. Nach der Aufl{\"o}sung der Wirkstoffkristalle k{\"o}nnen die gel{\"o}sten Molek{\"u}le zur cytoplasmatischen Zielstruktur, dem Glucocorticoidrezeptor diffundieren und spezifisch binden. Neben der Rezeptorbindung erfolgt auch eine unspezifische Bindung an Nasengewebe. So wurde zun{\"a}chst mit einem einfachen, bereits etablierten Versuchsaufbau erstmalig die Bindung von FF an Nasengewebe im Vergleich zu anderen Glucocorticoiden in vitro untersucht. Die lipophileren Substanzen wie FF, MF und FP grenzten sich hierbei durch eine h{\"o}here Gewebebindung von den hydrophileren TCA und Bud ab. Es wurde ein neues Modell entwickelt, welches die pharmakokinetische Untersuchung zur Gewebebindung mit der Pharmakodynamik der Wirkstoffe in Form ihres antiinflammatorischen Effektes im Zellkulturmodell verkn{\"u}pfen sollte. So wurde wirkstoffges{\"a}ttigtes Gewebe einer extensiven Auswaschphase in Humanplasma ausgesetzt, um es anschließend mit humanen Lungenepithelzellen zu inkubieren. Es konnte gezeigt werden, dass alle Gewebeproben den Wirkstoff in das Zellkulturmedium freisetzten, was eine Hemmung der IL-8 Sekretion aus Lungenepithelzellen zur Folge hatte. Die St{\"a}rke des antiinflammatorischen Effektes der IL-8 Hemmung durch FF, FP, Bud und TCA entsprach der Kombination aus Geweberetention und intrinsischer Aktivit{\"a}t (Rezeptoraffinit{\"a}t) der Wirkstoffe. Gewebeproben des MF f{\"u}hrten zur geringsten IL-8 Hemmung, was durch die chemische Instabilit{\"a}t der Substanz erkl{\"a}rt werden konnte. Um eine weitere Ann{\"a}herung an physiologische Verh{\"a}ltnisse zu erreichen, wurde erfolgreich ein Modell entwickelt, welches nach Applikation der Suspension auf die Mukosa die pharmakokinetischen Abl{\"a}ufe simulieren sollte. Daf{\"u}r entscheidend war die Einbettung respiratorischen Gewebes in eine Gel-Matrix, wodurch eine zusammenh{\"a}ngende Mukosa-{\"a}hnliche Oberfl{\"a}che erreicht werden konnte. Als Modellsubstanzen wurden Bud aus Budes®-Nasenspray und FP aus Flutide® Nasal sowie als Vertreter der Antihistaminika Azelastin-HCl (AZ-HCl) aus Vividrin® akut eingesetzt. Es konnte gezeigt werden, dass die Gewebebindung des AZ-HCl im Vergleich zu den Glucocorticoiden am h{\"o}chsten war. Die gute Korrelation der Gewebebindung der Substanzen mit ihrem Verteilungsvolumen und der Vergleich von FP mit Bud zeigte die erfolgreiche Etablierung des Modells. Beide Glucocorticoide zeigten nach Applikation der Wirkstoffsuspension zun{\"a}chst eine {\"a}hnliche Assoziation an das Gewebe. Bei der Inkubation der Gewebe-Gel-Matrix mit Humanplasma wurde schließlich Fluticasonpropionat aus der Gewebe-Gel-Bindung im Vergleich zu Budesonid langsam freigesetzt. Weiterhin wurde im Gewebe-Gel-Modell die Bedeutung der Pharmakokinetik der Wirkstoffe auf die Pharmakodynamik ermittelt. Es wurden Freisetzungsproben der Gewebe-Gel-Matrices von AZ-HCl und FP auf ihre antiinflammatorische Aktivit{\"a}t untersucht. Die deutlich h{\"o}here Bindung des AZ-HCl an die Gewebe-Gel-Matrix {\"a}ußerte sich auch in h{\"o}heren Plasmakonzentrationen bei der Freisetzung im Vergleich zu FP. Jedoch konnte im Zellkulturmodell gezeigt werden, dass die Hemmung der IL-8 Freisetzung des FP, trotz der geringeren Konzentration in der Freisetzungsmatrix, das antiinflammatorische Potential des AZ-HCl {\"u}bertraf.},
  subject      = {Pharmakokinetik},
  language  = {de}
}
@article{BechtSchollmayerMonakhovaetal.2021,
  author    = {Becht, Alexander and Schollmayer, Curd and Monakhova, Yulia and Holzgrabe, Ulrike},
  title     = {Tracing the origin of paracetamol tablets by near-infrared, mid-infrared, and nuclear magnetic resonance spectroscopy using principal component analysis and linear discriminant analysis},
  series = {Analytical and Bioanalytical Chemistry},
  volume    = {413},
  journal   = {Analytical and Bioanalytical Chemistry},
  number    = {11},
  doi       = {10.1007/s00216-021-03249-z},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-265400},
  pages     = {3107-3118},
  year      = {2021},
  abstract  = {Most drugs are no longer produced in their own countries by the pharmaceutical companies, but by contract manufacturers or at manufacturing sites in countries that can produce more cheaply. This not only makes it difficult to trace them back but also leaves room for criminal organizations to fake them unnoticed. For these reasons, it is becoming increasingly difficult to determine the exact origin of drugs. The goal of this work was to investigate how exactly this is possible by using different spectroscopic methods like nuclear magnetic resonance and near- and mid-infrared spectroscopy in combination with multivariate data analysis. As an example, 56 out of 64 different paracetamol preparations, collected from 19 countries around the world, were chosen to investigate whether it is possible to determine the pharmaceutical company, manufacturing site, or country of origin. By means of suitable pre-processing of the spectra and the different information contained in each method, principal component analysis was able to evaluate manufacturing relationships between individual companies and to differentiate between production sites or formulations. Linear discriminant analysis showed different results depending on the spectral method and purpose. For all spectroscopic methods, it was found that the classification of the preparations to their manufacturer achieves better results than the classification to their pharmaceutical company. The best results were obtained with nuclear magnetic resonance and near-infrared data, with 94.6\%/99.6\% and 98.7/100\% of the spectra of the preparations correctly assigned to their pharmaceutical company or manufacturer.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Becht2022,
  author    = {Becht, Alexander Ulrich},
  title     = {New applications for spectroscopic and chemometric studies of drugs},
  doi       = {10.25972/OPUS-27534},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-275342},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Spectroscopic methods were established decades ago in a wide variety of fields. This also applies to the pharmaceutical field, although they initially were mostly used for identity testing or structure elucidation only. Technical developments, such as miniaturization (NMR benchtop devices), Fourier transformations (for NMR, MIR spectroscopy) or the combination with chemometric evaluation (e.g., in Process Analytical Technology, PAT), have further increased their importance and opened up new applications. The aim of this work was to investigate further new approaches and to find new applications for already established methods and to show their benefits. By means of MIR, NIR and NMR data and their chemometric evaluation (principal component analysis, PCA; hierarchical cluster analysis, HCA; linear discriminant analysis, LDA), possibilities were presented to successfully determine the manufacturer or the pharmaceutical company of various paracetamol preparations. In the course of this, various similarities and correlations between the preparations of individual companies could also be identified. For this purpose, a suitable sample preparation was developed for each spectroscopic method, and suitable measurement parameters in order to obtain reproducible spectra for the chemometric evaluation were determined. Furthermore, the results of the two unsupervised methods (HCA, PCA) were compared with each other. The HCA was able to confirm those of the PCA for the very most part. Additionally, through these methods it was possible to characterize many of the preparations based on clusters formed by comparable tablet compositions. In order to be able to measure unmortared, whole tablets using the NIR spectrometer, an attachment was developed and manufactured using 3D printing. Its functionality was demonstrated by measuring and analyzing the tablets of two different batches of nine paracetamol preparations. The batches were clearly distinguished on the basis of a PCA and a significant difference was also demonstrated by means of statistical tests. For NMR spectroscopy, a method was developed to obtain optimized "fingerprint" spectra of drug formulations. For this purpose, a 1D DOSY measurement was elaborated, in which the signals of the active ingredient could be filtered out by the appropriate choice of measurement parameters. The chemometric evaluation can thus focus on the remaining signals of the excipients, on the basis of which the preparations of the same API can be distinguished. Especially in the case of formulations that consist largely of active ingredient, data pre processing of the spectra can thus be simplified and greater importance can be assigned to the originally very small excipient signals. A quantitative 1H NMR method was developed for the comparison of a high field spectrometer (400 MHz) with a benchtop spectrometer (80 MHz) for two finished drugs. It was shown that it is possible to obtain comparable results with both instruments, but that the influence of the excipients on the signals and the lower resolution of the benchtop instrument must be taken into account. Therefore, it was not possible to obtain comparable results without further optimization of the method for one of the active ingredients. In the investigation of various reactions between APIs and excipients using DOSY, its usefulness as a screening method in stability testing was demonstrated. For this purpose, three different APIs and excipients were stressed together and the reaction mixtures were subsequently measured using DOSY. Based on the translational diffusion coefficient, the reaction products could be identified and distinguished from the active ingredients and the excipients used. The importance of thoughtful processing could also be demonstrated. If all peak heights are selected when evaluating signals split by direct spin spin coupling, this allows the detection of hidden signals as long as not all signals have the same diffusion coefficient. The selective selection of individual peak heights in the case of split signals also enables the evaluation of signals that overlap slightly. However, the limitations of this method were also shown when two signals overlap too much and differ too little in their diffusion coefficients. Hence, it has been successfully demonstrated in the various projects that the new chemometric approaches, as well as the new applications of already established methods, enable in depth findings and thus have a clear added value.},
  subject      = {Instrumentelle Analytik},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Beier2023,
  author    = {Beier, Charlotte},
  title     = {Metabolomische Untersuchung von Humanserum nach der Einnahme eines Kiefernrindenextraktes (Pycnogenol®)},
  doi       = {10.25972/OPUS-31691},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-316917},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Der aus der in Frankreich kultivierten Meeres-Kiefer (Pinus pinaster) gewonnene und standardisierte Rindenextrakt Pycnogenol enth{\"a}lt neben Procyanidinen auch weitere polyphenolische sekund{\"a}re Naturstoffe und ist zudem weltweit als USP-gelistetes Nahrungserg{\"a}nzungsmittel kommerziell erh{\"a}ltlich. Der Konsum von polyphenolreichen Lebensmitteln ist ebenso wie die Einnahme von Pycnogenol mit einer Vielzahl von positiven Effekten bei verschiedenen pathophysiologischen Prozessen assoziiert. Dazu z{\"a}hlen beispielsweise antioxidative oder antiinflammatorische Wirkungen, welche sowohl in vitro als auch in vivo beobachtet werden konnten. Bislang gelang es nach der Einnahme des Extraktes nicht alle in Humanserum oder -plasma detektierten Substanzen zu identifizieren; zudem ist nicht gekl{\"a}rt, von welchen Stoffen konkret eine Bioaktivit{\"a}t ausgeht oder ob diese durch synergistische Effekte zustande kommt. Aus diesen Gr{\"u}nden sollten in der vorliegenden Arbeit im Rahmen einer Klinischen Studie bislang nicht beschriebene Analyten in Humanserum mittels UHPLC-qTOF-MS charakterisiert werden. Hierbei wurde ein ungerichteter, metabolomischer Ansatz gew{\"a}hlt. Die Studienproben der Proband*innen wurden dabei also ohne etwaige Restriktionen analysiert, beispielsweise hinsichtlich m{\"o}glicher Molek{\"u}lstrukturen oder der Retentionszeiten der detektierten Analyten. N{\"a}her betrachtet werden sollten Analyten, die in einer individuellen Serumprobe nach Beginn der viert{\"a}gigen Pycnogenol-Einnahme neu auftraten. In Anschluss an eine Probenvorbereitung mittels methanolischer Proteinpr{\"a}zipitation im sauren Milieu konnten in dem Humanserum der Proband*innen im ESI-Positiv-Modus f{\"u}nf und im ESI-Negativ-Modus 23 interessante Analyten nachgewiesen werden, die auf die Einnahme von Pycnogenol zur{\"u}ckzuf{\"u}hren waren. Elf dieser Substanzen konnte eine Struktur zugeordnet werden, wobei alle ausschließlich als Sulfatkonjugate vorlagen. Zu diesen z{\"a}hlten neben Zimts{\"a}ure-Derivaten wie Ferulas{\"a}ure-Sulfat zudem Flavonoide, z. B. Taxifolin-Sulfat, aber auch Phenylvalerians{\"a}ure-Abk{\"o}mmlinge, beispielsweise Hydroxydihydroxyphenylvalerians{\"a}ure-Sulfat, sowie Vertreter aus der Gruppe der Benzoes{\"a}uren und weitere Aromaten wie z. B. Pyrogallol-Sulfat oder Protocatechus{\"a}ure-Sulfat. Nach unserem besten Wissen war der Aspekt der ausschließlichen Sulfatierung neuartig. Wie aufgrund des interindividuell variablen Metabolismus zu erwarten, insbesondere durch das enterale Mikrobiom, war die Verteilung dieser sogenannten Marker innerhalb der 15 Studienteilnehmenden sehr heterogen. Nicht jeder Marker wurde bei jeder Person erfasst; die Spannweite reichte dabei von einem Teilnehmenden im Falle des mikrobiellen Metaboliten Hydroxyphenylvalerians{\"a}ure-Sulfat bis hin zu 14 Proband*innen bei einer nicht-identifizierbaren, jedoch wahrscheinlich endogenen Substanz im ESI-Positiv-Modus. Am h{\"a}ufigsten wurden die elf zuordenbaren Analyten vier Stunden nach der Einnahme von Pycnogenol {\"u}ber einen Zeitraum von vier Tagen bestimmt. Im Anschluss sollte die Bioaktivit{\"a}t dieser Substanzen in einem endothelialen Zellkulturmodell untersucht werden. Das Endothel wurde als Zielstruktur gew{\"a}hlt, da eine endotheliale Dysfunktion in der Pathogenese einer Reihe von Krankheiten mit ausgepr{\"a}gter Mortalit{\"a}t und Morbidit{\"a}t eine bedeutende Rolle spielt. Zudem wurde bereits eine positive Wirkung auf die Endothelfunktion nach der Einnahme von Pycnogenol beschrieben, wobei bis dato der Mechanismus auf molekularer Ebene unklar war. Die Charakterisierung der Sulfatkonjugate bez{\"u}glich ihrer Bioaktivit{\"a}t ex vivo mit humanen Endothelzellen aus der Nabelschnurvene (HUVEC) gestaltete sich herausfordernd. Initial sollte untersucht werden, inwiefern diese Substanzen einer durch einen Entz{\"u}ndungsstimulus hervorgerufenen Sch{\"a}digung der endothelialen Glycocalyx entgegenwirken oder diese vermeiden k{\"o}nnen. Allerdings ließen sich mit den verschiedenen inflammatorischen Stimuli Lipopolysaccharid (LPS), Tumornekrosefaktor-α (TNF-α) und Wasserstoffperoxid bez{\"u}glich Konzentration und Inkubationsdauer keine reproduzierbaren Kulturbedingungen f{\"u}r eine valide ELISA-Quantifizierung des endothelialen Markers Heparansulfat etablieren. Im Anschluss erfolgte unter dem Einfluss einer TNF-α-Stimulation ein orientierendes Screening mit den Monosubstanzen Ferulas{\"a}ure und Protocatechus{\"a}ure bzw. mit deren Sulfatkonjugaten in Konzentrationen von 0,1 und 0,5 µM. Dabei zeigten die Konjugate beider Analyten bei der niedrigeren Konzentration tendenziell eine glycocalyx-protektive Wirkung, welche bei der h{\"o}heren Konzentration jedoch nicht mehr beobachtet werden konnte. Die endotheliale Permeabilit{\"a}t wurde mittels eines FITC-Dextran-Permeabilit{\"a}ts-Assays untersucht. Hiermit sollte ebenfalls ein m{\"o}glicher endothel-protektiver Einfluss der sulfatierten Substanzen unter entz{\"u}ndlichen Bedingungen (TNF-α-Stimulation) beleuchtet werden. Jedoch konnte weder bei Ferulas{\"a}ure oder Protocatechus{\"a}ure noch bei deren Sulfatkonjugate oder Taxifolin in diesem Modell ein Einfluss auf die endotheliale Barrierefunktion erfasst werden. Urspr{\"u}nglich war abschließend geplant in einem ex vivo-Modell die Humanserum-Proben mit dem darin enthaltenen Gemisch aus m{\"o}glicherweise bioaktiven Metaboliten direkt im Zellkulturmodell auf ihre Wirkung zu testen. Dies hat den Vorteil, dass simultan synergistische Effekte und Einfl{\"u}sse der Matrix untersucht werden k{\"o}nnen und ausschließlich in vivo erreichbare Konzentrationen eingesetzt werden. Aufgrund der limitierten Verf{\"u}gbarkeit der Studienproben und der oben geschilderten heterogenen Ergebnisse wurde auf eine weitere Analyse im Rahmen eines ex vivo-Modells verzichtet. Mit der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass nach der Einnahme von Pycnogenol resorbierte Bestandteile und Metabolite in Humanserum ausschließlich als Sulfatkonjugate vorlagen. Zudem wurde bez{\"u}glich der Evaluation der endothelialen Bioaktivit{\"a}t durch Polyphenole eine Grundlage f{\"u}r weitere Untersuchungen geschaffen. Damit konnte ein Beitrag zur pharmakokinetischen und -dynamischen Charakterisierung von Pycnogenol geleistet werden.},
  subject      = {Polyphenole},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Bergner2005,
  author    = {Bergner, Annina},
  title     = {Charakterisierung der Mikrostruktur und der Permeationseigenschaften von Polysiloxan-Netzwerken},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-13302},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Ziel dieser Arbeit war es, die Permeationseigenschaften von Polysiloxan-Membranen im Hinblick auf ihre definierte Mikrostruktur n{\"a}her zu analysieren. Es konnte gezeigt werden, dass die Mikrostruktur der Membranen einen statistisch signifikanten Einfluss auf die Permeationsgeschwindigkeit der untersuchten Substanzen hat. Zum besseren Verst{\"a}ndnis der Permeation wurden auch die Diffusionsvorg{\"a}nge innerhalb der Membran untersucht. Durch den Einsatz der Konfokalen Raman-Spektroskopie ist es gelungen, den Aufbau eines Konzentrationsgradienten innerhalb der Membran zu zeigen. Weiterhin konnte der Einfluss der Mikrostruktur der Membranen auf die Geschwindigkeit des Aufbaus dieses Gradienten nachgewiesen werden.},
  subject      = {Siloxane},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Berninger2019,
  author    = {Berninger, Michael},
  title     = {Development of Novel Quinolone Amides Against the African Sleeping Sickness - A Fluorine Walk},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-176428},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2019},
  abstract  = {In recent years the transmission of the Human African Trypanosomiasis could be significantly reduced. The reported cases in 2016 reached a historic low level of 2184 cases and these achievements can be ascribed to intense control and surveillance programmes.118 However, most of the reported cases (>1000 in 2015) occurred in the Democratic Republic of the Congo and thus, need to be treated adequately. In particular, when the parasites have traversed the blood-brain barrier (BBB), treatment proved to be even more difficult. In addition, the number of cases always came in waves due to many reasons, e.g., development of resistances. Thus, it can be expected from experiences of the past that the number of cases will increase again. Hence, novel chemical entities are desperately needed in order to overcome the drawbacks which are associated with the current treatment options. Our drug discovery approach included an initial drug repurposing strategy combined with a phenotypic screening. S. Niedermeier found novel active compounds derived from commercial fluoroquinolones. The most promising hit compound was further developed by G. Hiltensperger resulting in the lead quinolone amide GHQ168 (IC50 = 0.047 µM). This doctoral thesis is about new insights into the SAR of the quinolone amides and the enhancement of the lead compound. Special consideration was given to the fluorine atom in the quinolone amides and how certain fluorine substitution patterns influence the antitrypanosomal activity, physicochemical properties and pharmacokinetics (i.e. 'fluorine walk'). Moreover, the ability of the compound class crossing the BBB should be investigated. This feature is inevitable necessary in order to potentially treat African sleeping sickness stage II. The Gould-Jacobs protocol was predominantly used for the synthesis of the quinolone core. Since former SAR studies mainly concentrated on the variation in positions 1, 3 and 7, quinolone scaffolds (2a-i) with diverse substitution patterns regarding positions 5, 6, 7 and 8 were synthesised in this thesis. The resulting quinolone amides were evaluated for their antitrypanosomal activity. Voluminous residues in position C-5 resulted in diminished activities (compounds 13, 16 and 18) and solely small-sized moieties were tolerated. In particular the fluorine atom in position 5 revealed beneficial trypanocidal effects as shown for compounds 6 (IC50 = 0.05 µM), 8 (IC50 = 0.04 µM), and 24 (IC50 = 0.02 µM). Furthermore, having fluorine only in position 5 of the quinolone core could considerably reduce the cytotoxic effects (CC50 >100 µM, SI = >2000 for 6). Hence, the 5-fluoro-substituted quinolone amides were considered superior to GHQ168. Regarding the C-6 position all other moieties (e.g., H in 9, OCH3 in 10, CF3 in 12) except of a fluorine atom decreased the activity against Trypanosoma brucei brucei. A double fluorination in C-6 and C-8 was not beneficial (IC50 = 0.06 µM for 7) and a single fluorine atom in C-8 even showed a negative effect (IC50 = 0.79 µM for 5). The logP value is considered a surrogate parameter for lipophlicity and thus, affecting permeability and solubility processes. In particular the fluorine atom influences the lipophilicity due to versatile effects: Lipophilicity is increased by additional fluorine atoms on aromatic rings (7, 23) and reduced by fluorine atoms at an alkyl chain (49), respectively. Additionally, the 5-fluoro-substituted quinolone amides (6, 8, and 24) could prove the contrary effect of decreasing lipophilicity when the aromatic fluorine substituent is in vicinity to a carbonyl group. For the most promising drug candidates 6, 23, and 24 the respective metabolites and the metabolic turnover were investigated by C. Erk. In comparison to GHQ168 the hydroxylation of the benzylamide was prevented by the para-fluorine atom. Hence, half-life was extended for compound 23 (t1/2 = 6.4 h) and N-desalkylation was the predominant pathway. Moreover, the respective fluorine substitution pattern of the quinolone core affected the metabolism of compound 6. The 5-fluoro-substituted quinolone amide was less prone for biotransformation (t1/2 = 7.2 h) and half-life could even be further prolonged for compound 24 (t1/2 = 7.7 h). Due to the most appropriate safety profile of compound 6, this particular drug candidate was considered for in vivo study. Its poor solubility made a direct intraperitoneal administration unfeasible. Thus, an amorphous solid dispersion of 6 was generated using the spray-drying method according to the previous protocol. Unfortunately, the required solubility for the predicted in vivo study was not achieved. Furthermore, the compound class of the quinolone amide was evaluated for its ability for brain penetration. The methanesulfonyl precursor 48 was synthesised and subsequently radiofluorinated in the group of Prof. Dr. Samnick (Department of Nuclear Medicine, University Hospital of W{\"u}rzburg). The labelled compound [18F]49 was administered to mice, and its distribution throughout the body was analysed using positron emission tomography and autoradiography, respectively. The autoradiography of the murine brains revealed medium to high concentrations of [18F]49. Therefore, the quinolone amides are generally suitable for treating Human African Trypanosomiasis stage II. A scaffold hopping approach was performed starting from the quinolone amides and concluding with the compound class of pyrazoloquinolin-3-ones. The intramolecular hydrogen bond between the sec. amide and the C-4 carbonyl moiety was replaced by a covalent bond. The two compound classes were comparable regarding the antitrypanosomal activity to some degree (IC50 = 7.9 µM (EK02) vs. 6.37 µM (53a)). However, a final evaluation of 59 was not possible due to poor solubility.},
  subject      = {Trypanosomiase},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Beudert2024,
  author    = {Beudert, Matthias},
  title     = {Bioinspired Modification and Functionalization of Hydrogels for Applications in Biomedicine},
  doi       = {10.25972/OPUS-32288},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-322887},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {Over the years, hydrogels have been developed and used for a huge variety of different applications ranging from drug delivery devices to medical products. In this thesis, a poly(2-methyl-2-oxazoline) (POx) / poly(2-n-propyl-2-oxazine) (POzi) bioink was modified and analyzed for the use in biofabrication and targeted drug delivery. In addition, the protein fibrinogen (Fbg) was genetically modified for an increased stability towards plasmin degradation for its use as wound sealant. In Chapter 1, a thermogelling, printable POx/POzi-based hydrogel was modified with furan and maleimide moieties in the hydrophilic polymer backbone facilitating post-printing maturation of the constructs via Diels-Alder chemistry. The modification enabled long-term stability of the hydrogel scaffolds in aqueous solutions which is necessary for applications in biofabrication or tissue engineering. Furthermore, we incorporated RGD-peptides into the hydrogel which led to cell adhesion and elongated morphology of fibroblast cells seeded on top of the scaffolds. Additional printing experiments demonstrate that the presented POx/POzi system is a promising platform for the use as a bioink in biofabrication. Chapter 2 highlights the versatility of the POx/POzi hydrogels by adapting the system to a use in targeted drug delivery. We used a bioinspired approach for a bioorthogonal conjugation of insulin-like growth factor I (IGF-I) to the polymer using an omega-chain-end dibenzocyclooctyne (DBCO) modification and a matrix metalloprotease-sensitive peptide linker. This approach enabled a bioresponsive release of IGF-I from hydrogels as well as spatial control over the protein distribution in 3D printed constructs which makes the system a candidate for the use in personalized medicine. Chapter 3 gives a general overview over the necessity of wound sealants and the current generations of fibrin sealants on the market including advantages and challenges. Furthermore, it highlights trends and potential new strategies to tackle current problems and broadens the toolbox for future generations of fibrin sealants. Chapter 4 applies the concepts of recombinant protein expression and molecular engineering to a novel generation of fibrin sealants. In a proof-of-concept study, we developed a new recombinant fibrinogen (rFbg) expression protocol and a Fbg mutant that is less susceptible to plasmin degradation. Targeted lysine of plasmin cleavage sites in Fbg were exchanged with alanine or histidine in different parts of the molecule. The protein was recombinantly produced and restricted plasmin digest was analyzed using high resolution mass spectrometry. In addition to that, we developed a novel time resolved screening protocol for the detection of new potential plasmin cleavage sites for further amino acid exchanges in the fibrin sealant.},
  subject      = {Hydrogel},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Beyer2011,
  author    = {Beyer, Tanja},
  title     = {Quantitative NMR-Spektroskopie in der pharmazeutischen Analytik -- Identit{\"a}t, Reinheit und Gehalt von Arzneistoffen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-65091},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Kl{\"a}rung der Fragestellung, ob sich die quantitative NMR-Spektroskopie zur Bestimmung von Identit{\"a}t, Reinheit und Gehalt von Arzneistoffen eignet, und wie sich Pr{\"a}zision und Empfindlichkeit dieser Methode im Vergleich zu etablierten chromatographischen Verfahren verhalten. Die quantitative Untersuchung der drei strukturell jeweils verwandten Mehrkomponentengemische Codergocrinmesilat, Clomifencitrat und Flupentixoldihydrochlorid bewies eindrucksvoll die Eignung der 1H-NMR-Spektroskopie als orthogonale, analytische Messmethode im Vergleich zu validierten HPLC-Arzneibuchmethoden. Die im Rahmen einer Validierung der 1H-NMR-Methode ermittelten Ergebnisse erf{\"u}llten bez{\"u}glich Pr{\"a}zision und Richtigkeit die an eine im pharmazeutischen Bereich eingesetzte analytische Methode gestellten Anforderungen; zudem wurden weitere Pr{\"u}fparameter wie Selektivit{\"a}t, Linearit{\"a}t, Robustheit und Stabilit{\"a}t verifiziert. Externe-Standard-Experimente wie "Zwei-R{\"o}hrchen-Methode" und ERETIC-Verfahren best{\"a}tigten die quantitativen Ergebnisse der Internen Standardisierung; jedoch wurde hier -- insbesondere f{\"u}r die ERETIC-Technik -- eine h{\"o}here Fehleranf{\"a}lligkeit und somit eine gr{\"o}ßere Streuung der Einzelergebnisse beobachtet. Am Beispiel von Codergocrinmesilat und Flupentixoldihydrochlorid konnte zudem die Eignung anderer NMR-aktiver Kerne wie 13C und 19F f{\"u}r die quantitative Analyse von komplexen Substanzgemischen aufgezeigt werden. Das Potential der 1H-NMR-Spektroskopie f{\"u}r die Reinheitspr{\"u}fung von Arzneistoffen wurde am Beispiel der Aminos{\"a}ure L-Alanin aufgezeigt. Die zu erwartenden Verunreinigungen Glutamin-, Asparagin-, {\"A}pfel- und Fumars{\"a}ure konnten im Gegensatz zu den "veralteten" Pr{\"u}fmethoden des Europ{\"a}ischen Arzneibuches eindeutig identifiziert und quantifiziert werden; mit einer Bestimmungsgrenze von <= 0.03\% wurden die Vorgaben der ICH-Richtlinie Q3A(R2) erf{\"u}llt. Die deutliche {\"U}bereinstimmung der NMR-spektroskopisch ermittelten Ergebnisse einer quantitativ untersuchten Alanin-Modellmischung mit einer f{\"u}r den Routinebetrieb geeigneten HPLC-Methode unter Einsatz verschiedener Detektoren wie CAD, NQAD, ELSD und MS, sowie der Vergleich wichtiger Pr{\"u}fparameter wie Linearit{\"a}t und Nachweisgrenze best{\"a}tigten die Eignung der 1H-NMR-Spektroskopie im Rahmen der routinem{\"a}ßig durchgef{\"u}hrten Qualit{\"a}tskontrolle. Die Aufdeckung von Arzneimittelf{\"a}lschungen mit Hilfe der NMR-Spektroskopie wurde im Rahmen dieser Arbeit anhand der zwei aktuellen Fallbeispiele Heparin und Glycerin n{\"a}her untersucht. Die in Zusammenhang mit dem Heparin-Skandal verantwortliche Kontaminante OSCS konnte neben Dermatansulfat und weiteren nat{\"u}rlich vorkommenden Glykosaminoglykan-Verunreinigungen im 1H-NMR-Spektrum eindeutig identifiziert und auf 0.1\% OSCS bzw. 0.5\% Dermatansulfat begrenzt werden. Eine pr{\"a}zise und richtige quantitative Bestimmung der beiden Glykosaminoglykane wurde {\"u}ber die N-Acetyl-Resonanzen mit Hilfe der Signalh{\"o}henbestimmung und dem Standard-Additionsverfahren erm{\"o}glicht; deutliche Abweichungen vom "wahren" Gehalt wurden hingegen, bedingt durch starke Signal{\"u}berlagerungen, nach Fl{\"a}chenvergleich beobachtet. Weitere Verunreinigungen, insbesondere L{\"o}sungsmittelr{\"u}ckst{\"a}nde, die w{\"a}hrend des Extraktions- und Reinigungsprozesses des Heparins eingesetzt werden, konnten ebenfalls {\"u}ber charakteristische Resonanzen identifiziert und mit Hilfe der Internen-Standard-Methode quantitativ erfasst werden. Eine umfangreiche Untersuchung von 145 Heparin-API-Mustern mittels NMR-Spektroskopie und weiteren, neuentwickelten Verfahren wie HPLC, CE, IR- und Raman-Spektroskopie konnte die Eignung der entwickelten 1H-NMR-Methode best{\"a}tigen. Potentielle Glycerin-Kontaminanten wie Diethylenglycol und Ethylenglycol konnten ebenso wie eine weitere, nat{\"u}rlich vorkommende Verunreinigung, Propylenglycol, mittels 1H- und 13C-NMR-Spektroskopie identifiziert und quantifiziert werden. Beide Methoden erf{\"u}llten die in der USP beschriebenen Anforderungen, die f{\"u}r pharmazeutisch eingesetztes Glycerin jeweils h{\"o}chstens 0.1\% Diethylenglycol bzw. Ethylenglycol erlaubt. W{\"a}hrend die quantitative Reinheitspr{\"u}fung beim Einsatz der 1H-NMR-Spektroskopie mit einer Messdauer im Bereich von etwa 30 min f{\"u}r den Routineeinsatz geeignet ist, ist die entwickelte quantitative 13C-NMR-Methode beim Einsatz von Spektrometern geringer Magnetfeldst{\"a}rke aufgrund einer geringen Nachweisempfindlichkeit und der NOE-Problematik f{\"u}r den Routinebetrieb nur bedingt anwendbar. Abschließend kann zusammengefasst werden, dass die untersuchten Beispiele die NMR-Spektroskopie als in hohem Maße geeignet f{\"u}r die quantitative Analyse von Arzneimitteln ausweisen.},
  subject      = {NMR-Spektroskopie},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Bitar2007,
  author    = {Bitar, Yaser},
  title     = {Entwicklung und Validierung chromatographischer bzw. elektrophoretischer Methoden zur Reinheitspr{\"u}fung von Arzneistoffen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-25584},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Die Reinheit ist ein wichtigstes Kriterium f{\"u}r die Qualit{\"a}tssicherung von Arzneistoffen und Arzneistoffzubereitungen. Es war Gegenstand dieser Arbeit, anhand konkreter Problemstellungen die Entwicklung und Validierung chromatographischer und elektrophoretischer Methoden zur Reinheitspr{\"u}fung von Arzneistoffen und Arzneimitteln darzustellen. Die Arbeit gliedert sich in zwei große Teilgebiete. Im ersten Abschnitt wurden validierte HPLC- und CE-Methoden zur Pr{\"u}fung auf verwandte Substanzen von Atropinsulfat beschrieben. Der zweite Teil der Arbeit besch{\"a}ftigte sich mit der chiralen Trennung sowie der Bestimmung der Enantiomerenreinheit von Arzneistoffen mittels cyclodextrin-modifizierter Kapillarelektrophorese. Im Rahmen der Aktualisierung der im Europ{\"a}ischen Arzneibuch PhEur 6.0 bestehenden ionenpaarchromatographischen HPLC-Methode zur Pr{\"u}fung auf verwandte Substanzen von Atropinsulfat wurde alternativ sowohl eine HPLC-Methode ohne Einsatz eines Ionenpaarreagenzes als auch eine CE-Methode entwickelt und validiert. Da die Verunreinigungen von Atropinsulfat Gemische aus sauren und basischen Komponenten sind, wird im Arzneibuch die Ionenpaarchromatographie zur Reinheitsbestimmung von Atropinsulfat verwendet. Dieses Verfahren bringt allerdings lange {\"A}quilibrierungszeiten und schlechte Reproduzierbarkeiten der Analysenergebnisse mit sich. Als station{\"a}re Phase wurde hier ein RP-18-Material mit polarem Endcapping verwendet, um die Zersetzungsprodukte und verwandte Alkaloide in einem kurzen Zeitraum von dem Arzneistoff Atropinsulfat zutrennen. Als mobile Phase wurde eine Mischung aus Acetonitril und Phosphatpuffer pH 2,5 eingesetzt. Die Nutzung eines Gradienten war trotz des polaren Endcappings n{\"o}tig, um sowohl hinreichende Retentionen der protonierten basischen Komponenten zu erhalten als auch vollst{\"a}ndige Basislinientrennung aller Verunreinigungen zu erzielen. Die HPLC-Methode wurde im Hinblick auf die Reinheitsbestimmung von Atropinsulfat validiert. Die robuste Methode vermag eine pr{\"a}zise und richtige quantitative Bestimmung aller Verunreinigungen des Atropinsulfates mit Hilfe eines externen Standards von Tropas{\"a}ure zu liefern. Diese HPLC-Methode wurde gem{\"a}ß Richtlinie Q1A(R2) der Internationalen Konferenz der Harmonisierung (ICH), zu den Stabilit{\"a}tsuntersuchungen am Fertigarzneimittel Atropinsulfat-Augentropfen 0,5 und 2,0 \% eingesetzt. Diese Untersuchungen dienten der Aufkl{\"a}rung des durch den Wirkstoffabbau verursachten Defizits in der Massebilanz der Arzneiform zwischen dem Wirkstoff Atropinsulfat und seinen Neben- und Abbauprodukten im Verlauf der Stabilit{\"a}tstests. In Langzeitstabilit{\"a}tsuntersuchungen unter verschiedenen klimatischen Bedingungen hat sich gezeigt, dass die Stabilit{\"a}t des Wirkstoffes Atropinsulfat in der Arzneiform Augentropfen nicht von der Dosierung des Atropinsulfates sondern von Lagerbedingungen abh{\"a}ngig ist. Der Wirkstoffverlust der Atropinsulfat-Augentropfen betr{\"a}gt 0,7 \% pro Jahr unter den Bedingungen der Klimazone 1 und 1,05 \% pro Jahr unter der Klimazone 2. Die Summe der Verunreinigungen in beiden Lagerbedingungen liegen unter dem Grenzwert der Summe aller Verunreinigungen nach PhEur 6.0. Diese Erkenntnis aus den Stabilit{\"a}tsuntersuchungen zur Klimazonen 1 und 2 wird durch die Untersuchungsergebnisse der Arzneiform unter Klimazone 3 best{\"a}tigt. Die Studie zeigt, dass es f{\"u}r die Fertigarzneimittel "Atropinsulfat-Augentropfen 0,5 und 2,0 \%" Lagerhinweise auf der Verpackung geben muss. Im letzten Abschnitt des ersten Teils wurde zus{\"a}tzlich eine CE-Methode zur Reinheitspr{\"u}fung von Atropinsulfat entwickelt und validiert. Die elektrokinetische Chromatographie mit Mikroemulsionen (MEEKC) ist als CE-Trenntechnik in der Lage, nahezu alle Verunreinigungen von der Hauptkomponente Atropinsulfat zu trennen. Die Trennung erfolgt in einer unbeschichteten Quarzglaskapillare. Als {\"O}l-in-Wasser Mikroemulsionshintergrundelektrolyt werden 0,8 \% Octan als {\"O}lphase, 6,6 \% Butanol als Co-Tensid, 2,0 \% Isopropanol als organischer Modifier, 4,45 \% Natriumlaurylsulfat (SDS) als Tensid und 86,15 \% Boratpuffer (10 mM, pH 9,0) als w{\"a}ssrige Phase verwendet. Die Proben werden hydrodynamisch injiziert. Um die Analysenzeit zu verk{\"u}rzen, wird ein Spannungsgradient verwendet. Unter diesen optimierten elektrophoretischen Bedingungen sind die Verunreinigungen und Atropinsulfat basisliniengetrennt. Quantifiziert wird mittels des externen Standards Tropas{\"a}ure. Die MEEKC-Methode wurde im Hinblick auf quantitative Reinheitsbestimmung von Atropinsulfat validiert. Im Vergleich zur HPLC-Methode ergab die MEEKC-Methode deutlich bessere Peakformen und h{\"o}here Aufl{\"o}sungsfaktoren f{\"u}r die Peaks E, D und F, w{\"a}hrend sich bei der HPLC-Methode pr{\"a}zisere Reinheitsergebnisse bezogen auf ihre relativen Standardabweichungen ergab. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurden analytische CE-Methoden zur Enantiomerentrennung von einigen chiralen Arzneistoffen und Substanzen unter Zusatz von Cyclodextrinen (CDs) und ihren Derivaten als chirale Selektoren untersucht. CD-modifizierte elektrokinetische Chromatographie mit Mikroemulsionen (CD-MEEKC) wurde zur Trennung der vier chiralen Tropa-Alkaloide Atropin, Scopolamin, Ipratropium und Homatropin verwendet. Der O/W-Mikroemulsion-HGE besteht aus 0,8 \% Octan, 6,6 \% Butanol, 2,0 \% SDS und 90,6 \% Boratpuffer (10 mM, pH 9,0). Enantiomerentrennung aller Tropan-Alkaloiden mit h{\"o}herer Aufl{\"o}sung und k{\"u}rzeren Migrationszeiten erfolgt durch Zugabe von Heptakis(2,6-di-O-methyl-6-sulfato)-ß-CD oder sulfatiertem ß-CD in einer Konzentration von 5 mM. Vorteil dieser CD-MEEKC-Methode im Vergleich zur CD-modifizierten CE-Methode war, dass die Scopolamin-Enantiomere aufgrund des verwendeten SDS-Mikroemulsion-HGEs getrennt werden konnte. Aziridine (1-5) geh{\"o}ren zu einer pharmakologischen Gruppe irreversibler Protease-Inhibitoren. Die biologische Testung von potenziellen Protease-Inhibitoren wird nur f{\"u}r die diastereromerenreinen Derivate durchgef{\"u}hrt. Zu diesem Zweck wurden CD-modifizierte CE-Methoden zur Enantiomeren- bzw. Diastereomerentrennung von Aziridin-Derivaten entwickelt. Robuste Basislinientrennungen werden unter Zusatz von Sulf-ß-CD im w{\"a}ssrigen Phosphatpuffer oder HDAS-ß-CD im wasserfreien sauren methanolischen HGE erzielt. Die w{\"a}ssrige CE-Methode wird nach ICH-Richtlinie Q2(R1) in Bezug auf die Diastereomerenreinheit von cis-Racemat validiert. Im Rahmen einer {\"U}berarbeitung der Monographie von Levodopa wurde die Polarimetrie zur Pr{\"u}fung auf optische Drehung durch eine chirale HPLC-Methode ersetzt. Enantiomerentrennung erfolgt mit einer RP-18-S{\"a}ule und einer Mischung aus Methanol und Wasser als mobile Phase, zu der Kupferacetat und N,N-Dimethyl-L-phenylalanin gegeben wird. Mit dieser Methode wurde D-Dopa auf 0,5 \% begrenzt. Zus{\"a}tzlich f{\"u}hrt diese Methode zu einer schlechten Peakform der Hauptkomponente und so zu einer unsicheren Limitierung von D-Dopa in Levopdopa durch den Fl{\"a}chenvergleich. Eine CD-modifizierte CE-Methode von Hoogmartens et al.182 wurde zur Enantiomerenreinheit von Levodopa optimiert und validiert. Mit Hilfe einer unbeschichteten Quarzglaskapillare und eines HGE von 20 mM Phosphatpuffer pH 2,5 und 10 mM Sulf-ß-CD konnte die Enantiomerentrennung mit h{\"o}herer Aufl{\"o}sung im Umkehrpolungsmode erzielt werden. Die Bestimmungsgrenze von D-Dopa betrug gem{\"a}ß der ICH-Richtlinie Q2(R1) 0,04 \% in Bezug auf den Gehalt von Levopdopa. Im letzten Abschnitt wurde an einem internationalen Ringversuch zur Enantiomerenreinheit von Timololmaleat mittels wasserfreier CE-Methode186 (NACE) teilgenommen. Die Durchf{\"u}hrung erfolgt mit der Testung einer Systemeignung sowie mit der Bestimmung des Gehalts an R-Timolol in vier S-Timolol-Proben. Die Beurteilung der Pr{\"a}zision sowie die Ringversuchstudie erfolgt durch die Ermittlung der statistischen Varianzen zwischen verschiedenen Laboratorien, Messtagen und Bestimmungen},
  subject      = {Reinheit <Motiv>},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Borst2011,
  author    = {Borst, Claudia},
  title     = {Kapillarelektrophoretische Reinheitsanalytik verschiedener Arzneistoffe des Europ{\"a}ischen Arzneibuchs},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-56243},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Die Kapillarelektophorese (CE), deren Trennprinzip auf der Wanderung geladener Teilchen im elektrischen Feld basiert, ist eine Methode, die in verschiedenen Techniken angewandt werden kann. Sowohl die w{\"a}ssrige Kapillarzonenelektrophorese (CZE) als auch die wasserfreie CE (NACE), aber auch die elektrokinetische Chromatographie mittels Mikroemulsion (MEEKC) wurden in dieser Arbeit f{\"u}r die Reinheitsanalytik der im Europ{\"a}ischen Arzneibuch beschriebenen Wirkstoffe Ethambutol, Quetiapin, Ephedrin sowie Levodopa und deren jeweils strukturverwandter Substanzen benutzt. Der Wirkstoff Ethambutol wird in der (S,S)-Form verwendet, die im Ph. Eur. 7 als Dihydrochlorid aufgef{\"u}hrt ist. Um eine Trennmethode f{\"u}r (S,S)-Ethambutol, sein Enantiomer und die achirale meso-Verbindung entwickeln zu k{\"o}nnen, wurden die beiden stereoisomeren Verunreinigungen aus 2-Amino-1-butanol und Diethyloxalat synthetisiert. Zur Trennung dieser drei Ethambutol-Isomere wurde CZE als Methode gew{\"a}hlt. In saurem Phosphatpuffer musste eine hohe Probenkonzentration von 1 mg/ml verwendet werden, um die Substanzen mit UV detektieren zu k{\"o}nnen (λ: 200 nm). In alkalischem Tetraboratpuffer war das Chromophor dank der freien Elektronenpaare der Stickstoff-Molek{\"u}le besser ausgepr{\"a}gt und die Intensit{\"a}t der Peaks deutlich intensiver. Als chirale Selektoren wurden die nativen α-, β- und γ-Cyclodextine (CDs) und verschiedene derivatisierte β-CDs eingesetzt. Die Methode wurde vielfach in Bezug auf Molarit{\"a}t und pH-Wert der Puffer, Konzentration der verschiedenen chiralen Selektoren, Spannung und Temperatur modifiziert. Jedoch konnte keine Trennung der Stereoisomere erreicht werden. Eine CD-modifizierte MEEKC-Methode wurde herangezogen, um die Racemate der Aminos{\"a}uren Dopa, Methyldopa, Tyrosin und Phenylalanin voneinander zu trennen. Dazu wurde eine Mikroemulsion (ME) aus Ethylacetat, SDS, 1-Butanol, Phosphatpuffer, sulf. β-CD und, wenn n{\"o}tig, aus dem organischen Modifier 2-Propanol eingesetzt. F{\"u}r jede DL-Aminos{\"a}ure wurde die Zusammensetzung der ME als auch die Ger{\"a}teeinstellungen (Spannung, Temperatur) optimiert. Die Trennung von DL-Dopa konnte ohne Zugabe eines organischen Modifiers durchgef{\"u}hrt werden. Auf Grundlage dieser individuellen Methoden wurden zwei CD-modifizierte MEEKC-Methoden entwickelt, mit denen alle vier untersuchten Racemate getrennt werden konnten. Die abschließende Validierung in Bezug auf Wiederholpr{\"a}zision (Aufl{\"o}sung, Migrationszeiten, Verh{\"a}ltnis der korrigierten Peakfl{\"a}chen und Anzahl der theoretischen B{\"o}den) und Detektionsgrenzen zeigte, dass die Methoden pr{\"a}zise Ergebnisse liefern. Die Technik der MEEKC wurde auch zur Trennung von Ephedrin-Derivaten genutzt. Wedig et al. konnten die Racemate von Ephedrin, Pseudoephedrin, N-Methylephedrin und Norephedrin mit einer HDAS-β-CD-modifizierten CZE-Methode in einem Lauf basislinientrennen, indem ein 50 mM Phosphatpuffer, pH 3,0 als HGE eingesetzt wurde. Aus diesem HGE und den organischen Bestandteilen, die zur Trennung der Aminos{\"a}uren f{\"u}hrten, wurde eine ME hergestellt. Entgegen der Methode von Wedig et al. konnte mittels HDAS-β-CD keine zufriedenstellende Trennleistung erreicht werden. Durch Austausch des chiralen Selektors gegen sulf. β-CD und Modifizierung des Phosphatpuffers in Ionenst{\"a}rke und pH-Wert konnte f{\"u}r alle vier Epedrin-Derivate eine Basislinientrennung erzielt werden. Diese MEEKC-Methode wurde auf weitere Ephedrin-Derivate angewandt, wodurch das racemische 2-(Dibutylamino)-1-phenyl-1-propanol partiell, die Racemate von Adrenalin, 2-Amino-1-phenylethanol und Diethylnorephedrin vollst{\"a}ndig voneinander getrennt werden konnten. W{\"a}hrend mit der HDAS-β-CD-modifizierten CZE-Methode alle vier Ephedrin-Derivaten in einem Lauf getrennt werden konnten, hat die MEEKC-Methode den Vorteil mit dem kosteng{\"u}nstigeren sulf. β-CD auszukommen. Schlussendlich wurde eine Reinheitsanalytik von Quetiapin und seinen verwandten Substanzen Quetiapindesethanol, Quetiapin-N-Oxid und Quetiapinlactam entwickelt. Da Quetiapinlactam fast ausschließlich in organischen L{\"o}sungsmitteln l{\"o}slich ist, sollte eine wasserfreie CE-Methode (NACE) eingesetzt werden. Zwar konnte eine Methode entwickelt werden, deren HGE aus Methanol, Acetonitril, Ammoniumacetat und Essigs{\"a}ure bestand, und mit der Quetiapin und seine drei verwandten Substanzen sehr gut getrennt werden konnten. Allerdings konnte sie aufgrund von Stromabbr{\"u}chen nicht validiert werden. Alternativ wurde eine w{\"a}ssrige, gut reproduzierbare CZE-Methode gefunden, deren Elektrolytl{\"o}sung aus einem 80 mM Phosphatpuffer, pH 4.0 bestand. Aufgrund der Wasserunl{\"o}slichkeit von Quetiapinlactam konnten so nur Quetiapin und die Verunreinigungen Quetiapindesethanol und Quetiapin-N-Oxid erfasst werden. Abschließend wurde die CZE-Methode validiert, wodurch die hohe Pr{\"a}zision der ermittelten Werte gezeigt werden konnte.},
  subject      = {Kapillarelektrophorese},
  language  = {de}
}
@article{BotheHaenzelmannBoehleretal.2022,
  author    = {Bothe, Sebastian and H{\"a}nzelmann, Petra and B{\"o}hler, Stephan and Kehrein, Josef and Zehe, Markus and Wiedemann, Christoph and Hellmich, Ute A. and Brenk, Ruth and Schindelin, Hermann and Sotriffer, Christoph},
  title     = {Fragment screening using biolayer interferometry reveals ligands targeting the SHP-motif binding site of the AAA+ ATPase p97},
  series = {Communications Chemistry},
  volume    = {5},
  journal   = {Communications Chemistry},
  number    = {1},
  doi       = {10.1038/s42004-022-00782-5},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-300821},
  year      = {2022},
  abstract  = {Biosensor techniques have become increasingly important for fragment-based drug discovery during the last years. The AAA+ ATPase p97 is an essential protein with key roles in protein homeostasis and a possible target for cancer chemotherapy. Currently available p97 inhibitors address its ATPase activity and globally impair p97-mediated processes. In contrast, inhibition of cofactor binding to the N-domain by a protein-protein-interaction inhibitor would enable the selective targeting of specific p97 functions. Here, we describe a biolayer interferometry-based fragment screen targeting the N-domain of p97 and demonstrate that a region known as SHP-motif binding site can be targeted with small molecules. Guided by molecular dynamics simulations, the binding sites of selected screening hits were postulated and experimentally validated using protein- and ligand-based NMR techniques, as well as X-ray crystallography, ultimately resulting in the first structure of a small molecule in complex with the N-domain of p97. The identified fragments provide insights into how this region could be targeted and present first chemical starting points for the development of a protein-protein interaction inhibitor preventing the binding of selected cofactors to p97.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Braun2018,
  author    = {Braun, Alexandra Carolin},
  title     = {Bioresponsive delivery of anticatabolic and anabolic agents for muscle regeneration using bioinspired strategies},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-169047},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {Progressive loss of skeletal muscle mass, strength and function poses a major threat to independence and quality of life, particularly in the elderly. To date, sarcopenia therapy consists of resistance exercise training in combination with protein supplementation due to the limited efficacy of available pharmacological options in counteracting the effects of muscle wasting. Therapeutic intervention with growth factors including insulin-like growth factor I (IGF-I) or inhibitors of myostatin  a potent suppressor of myogenesis  hold potential to rebalance the altered activity of anabolic and catabolic cytokines. However, dosing limitations due to acute side effects and disruptions of the homeostasis have so far precluded clinical application. Intending to provide a therapy with a superior safety and efficacy profile by directing drug release to inflamed tissue and minimizing off-target activity, we designed bioresponsive delivery systems for an anti-catabolic peptide and anabolic IGF-I responding to local flares of muscle wasting. In Chapter I, current concepts for bioorthogonal conjugation methods are discussed and evaluated based on various drug delivery applications. With a focus on protein delivery, challenges and potential pitfalls of each chemical and enzymatic conjugation strategy are analyzed and opportunities regarding their use for coupling of biomolecules are given. Based on various studies conjugating proteins to polymers, particles and biomaterials using different site-directed approaches, the chapter summarizes available strategies and highlights certain aspects requiring particular consideration when applied to biomolecules. Finally, a decision process for selection of an optimum conjugation strategy is exemplarily presented. Three of these bioorthogonal coupling reactions are applied in Chapter II detailing the potential of site-directed conjugation in the development of novel, homogenous drug delivery systems. The chapter describes the design of a delivery system of a myostatin inhibitor (MI) for controlled and local release counteracting myositis flares. MI release from the carrier is driven by increased matrix metalloproteinase (MMP) levels in compromised muscle tissues cleaving the interposed linker, thereby releasing the peptide inhibitor from the particulate carrier. Release experiments were performed to assess the response towards various MMP isoforms (MMP-1, -8, -9 and -13) - as upregulated during skeletal muscle myopathies - and the release pattern of the MI in case of disease progression was analyzed. By selection of the protease-sensitive linker (PSL) showing variable susceptibilities to proteases, release rates of the MI can be controlled and adapted. Immobilized MI as well as released MI as response to MMP upregulation was able to antagonize the effects of myostatin on cell signalling and myoblast differentiation. The approach of designing bioresponsive protein delivery systems was also applied to the anabolic growth factor IGF-I, as described in Chapter III. Numerous studies of PEGylated proteins or peptides reveal, that successful therapy is challenged by safety and efficacy issues, as polymer attachment considerably alters the properties of the biologic, thereby jeopardizing clinical efficacy. To this end, a novel promising approach is presented, intending to exploit beneficial effects of PEGylation on pharmacokinetics, but addressing the pharmacodynamic challenges by releasing the protein upon entering the target tissue. This was realized by integration of a PSL between the PEG moiety and the protein. The soluble polymer conjugate was produced by site-directed, enzymatic conjugation of IGF-I to the PSL, followed by attachment of a 30 kDa-PEG using Strain-promoted azide-alkyne cycloaddition (SPAAC). This strategy illustrates the potential of bioorthogonal conjugation (as described in Chapter I) for generation of homogenous protein-polymer conjugates with reproducible outcome, but also emphasizes the altered protein properties resulting from permanent polymer conjugation. As compared to wild type IGF-I, the PEGylated protein showed considerable changes in pharmacologic effects - such as impaired insulin-like growth factor binding protein (IGFBPs) interactions, submaximal proliferative activity and altered endocytosis patterns. In contrast, IGF-I characteristics were fully restored upon local disintegration of the conjugate triggered by MMP upregulation and release of the natural growth factor. For successful formulation development for the proteins and conjugates, the careful selection of suitable excipients is crucial for a safe and reliable therapy. Chapter IV addresses one aspect by highlighting the chemical heterogeneity of excipients and associated differences in performance. Polysorbate 80 (PS80) is a surfactant frequently used in protein formulations to prevent aggregation and surface adsorption. Despite being widely deployed as a standard excipient, heterogeneous composition and performance entails the risk of eliciting degradation and adverse effects on protein stability. Based on a comprehensive study using different batches of various suppliers, the PS80 products were characterized regarding chemical composition and physicochemical properties, facilitating the assessment of excipient performance in a formulation. Noticeable deviations were recorded between different suppliers as well as between batches of the same suppliers. Correlation of all parameters revealed, that functionality related characteristics (FRCs) could be reliably predicted based on chemical composition alone or by a combination of chemical and physicochemical properties, respectively. In summary, this thesis describes and evaluates novel strategies for the targeted delivery and controlled release of biologics intended to counteract the imbalance of anabolic and catabolic proteins observed during aging and musculoskeletal diseases. Two delivery platforms were developed and characterized in vitro - (i) using anti-catabolic peptides immobilized on a carrier for local delivery and (ii) using soluble IGF-I polymer conjugates for systemic application. Both approaches were implemented by bioorthogonal coupling strategies, which were carefully selected in consideration of limitations, side reactions and efficiency aspects. Bioresponsive release of the active biomolecules following increased protease activity could be successfully realized. The therapeutic potential of these approaches was demonstrated using various cell-based potency assays. The systems allow targeted and controlled release of the growth factor IGF-I and anti-catabolic peptides thereby overcoming safety concerns of current growth factor therapy and thus positively impacting the benefit-risk profile of potent therapeutics. Taking potential heterogeneity and by-product concerns into account, comprehensive excipient characterization was performed and a predictive algorithm for FRCs developed, in order to facilitate formulation design and guarantee a safe and efficient therapy from start to finish.},
  subject      = {Muskelatrophie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Brockmann2005,
  author    = {Brockmann, J{\"o}rg},
  title     = {Regulation G-Protein-gekoppelter Rezeptorkinasen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-15320},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {GRK2 wird an Serin29 durch PKC phosphoryliert. Die Phosphorylierung verhindert die Inhibition der GRK2 durch Calmodulin. Die Inhibition der GRK2 durch Calmodulin wird durch den N-Terminus der GRK2 vermittelt und ist auf eine gest{\"o}rte Aktivierbarkeit der GRK2 durch G-Protein beta/gamma-Untereinheiten zur{\"u}ckzuf{\"u}hren.},
  subject      = {Rezeptor-Kinasen},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Buback2012,
  author    = {Buback, Verena Simone [geb. Schulz]},
  title     = {Synthese neuer Cystein-Protease-Inhibitoren sowie deren theoretische und experimentelle Untersuchung hinsichtlich der Struktur-Wirkungs-Beziehung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-72306},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Derivate von Vinylsulfonen (VS), die zur Klasse der Michael-Akzeptoren geh{\"o}ren, haben sich in den letzten Jahren als potente irreversible Inhibitoren von Cystein-Proteasen etabliert. Durch einen nucleophilen Angriff des Cys-Restes im aktiven Zentrum der Protease auf das beta-Kohlenstoffatom der C-C-Doppelbindung wird die Protease irreversibel alkyliert. Ziel dieser Arbeit war es, einfache theoretische und experimentelle Methoden zu entwickeln, um erste Schlussfolgerungen hinsichtlich der Reaktivit{\"a}t unterschiedlicher Vinylsulfone ziehen zu k{\"o}nnen, die zur vollst{\"a}ndigen Aufkl{\"a}rung der Struktur-Wirkungsbeziehung von Vinylsulfonen mit diversen Cystein-Proteasen dienen. Im ersten Teil der Arbeit wurden quantenmechanische Rechnungen an kleinen Vinylsulfon-Bausteinen angestellt, um den Einfluss unterschiedlicher Substitutionsmuster an der Sulfoneinheit auf die Reaktionskinetik von Vinylsulfonen zu untersuchen. Anhand der jeweiligen Potentialfl{\"a}chen ließen sich die charakteristischen Punkte der Reaktion, wie der Reaktionskomplex, der {\"U}bergangszustand (transition state, TS) sowie das Produkt mitsamt ihren Energien und Geometrien bestimmen. Die H{\"o}he der Energiebarriere, die zum Erreichen des TS {\"u}berwunden werden muss, die sogenannte Aktiverungsenergie, h{\"a}ngt {\"u}ber die Arrhenius-Gleichung mit den kinetischen Parametern der Reaktion zusammen. Es l{\"a}sst sich also durch die Kenntnis der Aktivierungsenergien die Reaktivit{\"a}tsreihenfolge unterschiedlich substituierter Vinylsulfone VS vorhersagen. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurden Vinylsulfonbausteine synthetisiert und an separat hergestellte Peptide gekuppelt, sodass potentielle Inhibitoren erhalten wurden. So konnten u.a. die peptidischen Inhibitoren Mu-D-Phe-L-HomoPhe-VS-Me und MP-D-Phe-L-HomoPhe-VS-Me hergestellt werden. Ein zweites Syntheseprojekt besch{\"a}ftigte sich mit der Kupplung von Peptiden an neue Derivate der trans-Aziridin-2,3-dicarbons{\"a}ure. Die synthetisierten Inhibitoren waren Z-Phe-Ala-Azi, Boc-Leu-Pro-Azi und Z-Pro-Leu-Azi. Hierf{\"u}r wurden die Peptide des Vinylsulfonsprojekts in umgekehrter Aminos{\"a}ure-Reihenfolge synthetisiert, um sie an die Aziridinbausteine kuppeln zu k{\"o}nnen. Der dritte Teil der Doktorarbeit befasste sich mit der experimentellen Untersuchung der synthetisierten Vinylsulfonbausteine sowie den erhaltenen peptidischen VS- und Aziridin-basierten Inhibitoren. Es wurden einerseits Enzym-Assays durchgef{\"u}hrt, um die prozentuale Hemmung verschiedener Cystein-Proteasen durch die synthetisierten Molek{\"u}le zu messen. Keine der Verbindungen wies jedoch eine signifikannte Hemmung der Proteasen Rhodesain, Falcipain 2 und Cathepsin B auf. Andererseits wurden Modellsysteme entwickelt, um die Kinetik der Reaktionen der Vinylsulfon- und Aziridinbausteine mit einem geeigneten Thiol als Enzym-Imitat zu verfolgen. Ein zielf{\"u}hrendes Modell konnte mit Phenylethanthiol in deuteriertem Methanol realisiert werden. Durch Zusatz von NaOH, KOH oder KOtBu konnte zus{\"a}tzlich die Reaktion mit dem Thiolat untersucht werden. Die Reaktionen wurden sowohl mit IR- als auch NMR-Spektroskopie verfolgt und es wurden die Geschwindigkeitskonstanten 2. Ordnung bestimmt. Auf den ersten Blick konnte mit dem theoretischen Modell der experimentell gefundene Trend nicht vorhergesagt werden. Die Reihenfolge der Sulfonderivate aber, die an der Sulfongruppe ein weiteres Heteroatom tragen, Sulfonester und Sulfonamid, wurde richtig abgesch{\"a}tzt. Der Unterschied in der Aktivierungsenergie zwischen den Sulfonestern bel{\"a}uft sich auf 0.7 kcal pro mol. {\"U}ber die Arrheniusgleichung, ergibt sich bei Annahme desselben Arrhenius-Faktors bei einer Temperatur von 25°C, dass OPhVS um einen Faktor 3 schneller als OMeVS reagieren sollte. Tats{\"a}chlich wurde im Experiment ein Faktor von 2.6 gefunden. Aufgrund der unterschiedlichen Substituenten am Stickstoffatom, ist das Amid nicht vollst{\"a}ndig mit seinem H-substituierten theoretischen Pendant vergleichbar. Dass das Sulfonamid langsamer als die Sulfonester reagieren, wurde vom theoretischen Modell ebenfalls richtig vorhergesagt.},
  subject      = {Cysteinproteasen},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Bulitta2006,
  author    = {Bulitta, J{\"u}rgen},
  title     = {Innovative techniques for selecting the dose of antibiotics in empiric therapy - focus on beta-lactams and cystic fibrosis patients},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-19353},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Background: Population pharmacokinetic-pharmacodynamic (PKPD) modeling and simulations were applied to identify optimal dosage regimens for antibiotics. As the emergence of bacterial resistance is increasing and as only a few new antibiotics became available during the last decade, optimal use of established agents and preserving their effectiveness seems vital. Objectives: 1) To find the descriptor of body size and body composition which allows to achieve target concentrations and target effects in patients with cystic fibrosis (CF) most precisely. 2) To identify the mode of administration with the highest probability of successful treatment for intravenous beta-lactams. 3) To develop formulas for optimal dose selection for patients of various body size. General methods: Drug analysis in plasma and urine was performed by HPLC or LC-MS/MS in a single laboratory, at the IBMP. Drug analysis was not done by the author of this thesis. We used non-compartmental analysis and parametric population PK analysis for all studies. We used non-parametric bootstrapping to assess the uncertainty of PK parameters for our meta-analysis of the PK in CF-patients and healthy volunteers. Plasma concentration time profiles for several thousand virtual subjects were simulated by MCS which account for average PK parameters, their between subject variability (BSV), and patient specific demographic data. Convincing literature data show that the duration of non-protein bound concentration above MIC (fT>MIC) best predicts the microbiological and clinical success of beta-lactams and the area under the non-protein bound concentration curve divided by the MIC (fAUC/MIC) best predicts success for quinolones. We used PKPD targets from literature that were based on the fT>MIC or fAUC/MIC, respectively. Achieving a PKPD target was used as a surrogate measure for successful treatment. In our MCS, we calculated the fT>MIC or fAUC/MIC for all simulated concentration profiles and compared it to the value of the PKPD target. The fraction of subjects who achieved the target at the respective MIC approximates the probability of target attainment (PTA). The PTA can be interpreted as probability of successful treatment under certain assumptions. Studies in CF-patients Methods: We had data from ten studies (seven beta-lactams and three quinolones) in CF-patients which all included a healthy volunteer control group. Clinical procedures were very similar for all ten studies. Both subject groups had study conditions as similar as possible. We had data on 90 CF-patients (average +/- SD, age: 21+/-3.6 yrs) and on 111 healthy volunteers (age: 25+/-3.5 yrs). We compared the average clearance and volume of distribution between CF-patients and healthy volunteers for various body size descriptors including total body weight (WT), fat-free mass (FFM), and predicted normal weight (PNWT). We considered linear and allometric scaling of PK parameters by body size and used a meta-analysis based on population PK parameters for the comparison of CF-patients and healthy volunteers. Target concentrations can be achieved more precisely, if a size descriptor reduces the random, unexplained BSV. Therefore, we studied the reduction of unexplained BSV for each size descriptor relative to linear scaling by WT, since doses for CF-patients are commonly selected as mg/kg WT. Results: Without accounting for body size, average total clearance was 15\% lower (p=0.005) and volume of distribution at steady-state was 17\% lower (p=0.001) in CF-patients compared to healthy volunteers. For linear scaling by WT, average total clearance in CF-patients divided by total clearance in healthy volunteers was 1.15 (p=0.013). This ratio was 1.06 (p=0.191) for volume of distribution. A ratio of 1.0 indicates that CF-patients and healthy volunteers of the same body size have identical average clearances or volumes of distribution. For allometric scaling by FFM or PNWT, the ratio of total clearance and volume of distribution between CF-patients and healthy volunteers was within 0.80 and 1.25 for almost all drugs and the average ratio was close to 1. Allometric scaling by FFM or PNWT reduced the unexplained BSV in renal clearance by 24 to 27\% (median of 10 drugs) relative to linear scaling by WT. The unexplained BSV was reduced for seven or eight of the ten drugs by more than 15\% and the remaining two or three drugs had essentially unchanged (+/-15\%) unexplained BSVs in renal clearance. Conclusions: The PK in CF-patients was comparable to the PK in healthy volunteers after accounting for body size and body composition by allometric scaling with FFM or PNWT. Target concentrations and target effects in CF-patients can be achieved most precisely by dose selection based on an allometric size model with FFM or PNWT. Future studies are warranted to study the clinical superiority of allometric dosing by FFM or PNWT compared to dose selection as mg/kg WT in CF-patients.},
  subject      = {Populationskinetik},
  language  = {en}
}
@article{BulittaJiaoLandersdorferetal.2019,
  author    = {Bulitta, J{\"u}rgen B. and Jiao, Yuanyuan and Landersdorfer, Cornelia B. and Sutaria, Dhruvitkumar S. and Tao, Xun and Shin, Eunjeong and H{\"o}hl, Rainer and Holzgrabe, Ulrike and Stephan, Ulrich and S{\"o}rgel, Fritz},
  title     = {Comparable Bioavailability and Disposition of Pefloxacin in Patients with Cystic Fibrosis and Healthy Volunteers Assessed via Population Pharmacokinetics},
  series = {Pharmaceutics},
  volume    = {11},
  journal   = {Pharmaceutics},
  number    = {7},
  issn      = {1999-4923},
  doi       = {10.3390/pharmaceutics11070323},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-197221},
  pages     = {323},
  year      = {2019},
  abstract  = {Quinolone antibiotics present an attractive oral treatment option in patients with cystic fibrosis (CF). Prior studies have reported comparable clearances and volumes of distribution in patients with CF and healthy volunteers for primarily renally cleared quinolones. We aimed to provide the first pharmacokinetic comparison for pefloxacin as a predominantly nonrenally cleared quinolone and its two metabolites between both subject groups. Eight patients with CF (fat-free mass [FFM]: 36.3 ± 6.9 kg, average ± SD) and ten healthy volunteers (FFM: 51.7 ± 9.9 kg) received 400 mg pefloxacin as a 30 min intravenous infusion and orally in a randomized, two-way crossover study. All plasma and urine data were simultaneously modelled. Bioavailability was complete in both subject groups. Pefloxacin excretion into urine was approximately 74\% higher in patients with CF compared to that in healthy volunteers, whereas the urinary excretion of metabolites was only slightly higher in patients with CF. After accounting for body size and composition via allometric scaling by FFM, pharmacokinetic parameter estimates in patients with CF divided by those in healthy volunteers were 0.912 for total clearance, 0.861 for nonrenal clearance, 1.53 for renal clearance, and 0.916 for volume of distribution. Nonrenal clearance accounted for approximately 90\% of total pefloxacin clearance. Overall, bioavailability and disposition were comparable between both subject groups.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Busemann2006,
  author    = {Busemann, Matthias},
  title     = {Entwicklung chemometrischer Methoden f{\"u}r das in-silico-Wirkstoffdesign},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-18777},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Diese Dissertation beschreibt Methoden zur L{\"o}sung wichtiger anwendungsorientierter Aspekte des struktur- und ligandbasierten in-silico-Wirkstoffdesigns. Dabei liegt der Fokus auf der Entwicklung chemometrischer Verfahren und der {\"U}berpr{\"u}fung ihrer Leistungsf{\"a}higkeit. Die vorgeschlagenen Algorithmen werden mit entsprechenden etablierten Techniken verglichen. Die folgenden Abschnitte fassen die Vorgehensweisen und Resultate in den einzelnen Projektbereichen zusammen. Identifizierung von Outliern. Die Untersuchung eines QSAR-Datensatzes mit dem Ziel der Outlier-Identifizierung wird in der Praxis h{\"a}ufig vernachl{\"a}ssigt. Dabei ist es offensichtlich, daß kein QSAR-Modell auf jede nur denkbare chemische Verbindung anwendbar sein kann. Vielmehr handelt es sich um empirische mathematische Modelle, die nur innerhalb jenes Datenraums G{\"u}ltigkeit besitzen, der von den Trainingsobjekten aufgespannt wird. Daher ist jedes Modell auf gewisse Grenzen beschr{\"a}nkt, außerhalb derer eine verl{\"a}ßliche Vorhersage unm{\"o}glich ist. Die in dieser Arbeit entwickelte Methode ODD dient der Ermittlung dieser Grenzen und damit der Identifizierung von Outliern, also Objekten außerhalb des Anwendungsbereichs des Modells. Ziel der Entwicklung war ein nur auf den unabh{\"a}ngigen Variablen (X-Daten) basierendes Verfahren, das auch auf hochdimensionaleDatens{\"a}tze anwendbar ist undweitestgehend auf den Eingriff des Benutzers (etwa die Definition von Grenzwerten) verzichtet. Ebenfalls w{\"u}nschenswert war die F{\"a}higkeit zur Identifikation von Inliern. Eine ausreichend hohe Geschwindigkeit sollte die Einsetzbarkeit im virtuellen Screening gew{\"a}hrleisten. Die Methode mußte der {\"U}berpr{\"u}fung standhalten, den Vorhersagefehler eines Modells bei Vorhandensein extremer Outlier zu reduzieren, gleichzeitig aber unkritische Datens{\"a}tze unbeeinflußt zu lassen. ODD basiert auf der Beurteilung der euklidischen Distanz eines Testobjekts zu seinem am n{\"a}chsten benachbarten Trainingsobjekt. Der Schwellenwert f{\"u}r die Betrachtung eines Objekts als Outlier wird dabei aus der Verteilung der N{\"a}chster-Nachbar-Distanzen der Trainingsobjekte berechnet. Durch dieses intrinsische Maß ergibt sich die gew{\"u}nschte Dimensionsunabh{\"a}ngigkeit und vor allem die automatische Anpassung des Grenzwerts an die Charakteristik des Kalibrierdatensatzes ohne Eingriff des Benutzers. Die Validierung zeigt, daß ODD extreme Outlier zuverl{\"a}ssig erkennt und sich gleichzeitig durch eine im Vergleich zu anderen gebr{\"a}uchlichen Verfahren geringere Anzahl falsch positiver Identifizierungen auszeichnet. Ensemble-Techniken. In einer vergleichenden Studie wurde die Leistungsf{\"a}higkeit verschiedener Ensemble-Techniken hinsichtlich ihres Einflusses auf den Vorhersagefehler untersucht. Dazu wurden umfangreiche Simulationen anhand mehrerer realer QSAR-Datens{\"a}tze durchgef{\"u}hrt. Die Verwendung von Ensembles (d. h. einer Sammlung vielerModelle, diemit geringf{\"u}gigmanipulierten Varianten des Trainingsdatensatzes kalibriert wurden) wirkt sich im allgemeinen positiv auf den Vorhersagefehler (RMSEP) aus. Diese Reduzierung des RMSEP wurde hier ermittelt und f{\"u}r verschiedenen Ans{\"a}tze zur Ensemble-Generierung verglichen. Insgesamt betrachtet erwiesen sich die Methoden der konvexen Pseudodaten und des Baggings als die effektivsten Verfahren zur Ensemble-Generierung, da sie den Vorhersagefehler am deutlichsten verbesserten. Die konvexen Pseudodaten wurden erstmalig zur Erzeugung von Ensembles in der QSAR-Analyse eingesetzt; sie werden als neuer Standard zur Reduzierung des RMSEP bei QSAR-Problemen vorgeschlagen, die Regressionsmodelle auf Basis von latenten Variablen verwenden. Dar{\"u}ber hinaus bieten die Studien eine Absch{\"a}tzung dermit Hilfe von Ensembles zu erzielenden Reduktion des Vorhersagefehlers bei typischen QSAR-Datens{\"a}tzen. Virtuelles Screening. Beim virtuellen Screening handelt es sich um eine Technik zum Durchsuchen großer (virtueller)Molek{\"u}lbibliotheken—oftmehrere Millionen Verbindungen — nach den aussichtsreichsten Wirkstoffkandidaten. Dies kann sowohl durch strukturbasierte als auch mit Hilfe ligandbasierter Verfahren geschehen. Es wurden umfangreiche Simulationen anhand sechs verschiedener Targets und einer Bibliothek von mehr als 90 000 Molek{\"u}len durchgef{\"u}hrt, um das Potential strukturbasierter (Docking mit FLEXX) und ligandbasierter ({\"A}hnlichkeitssuchemitmehreren Referenzen) Verfahren zu vergleichen. Dar{\"u}ber hinauswurde durch Berechnung von Interaktionsfingerprints eineM{\"o}glichkeit geschaffen, die Information der beiden sonst getrennten Herangehensweisen zu kombinieren. Um den Einfluß des Klassifizierungsalgorithmus zu untersuchen, wurden verschiedene statistische Methoden zur Datenauswertung herangezogen. Als Bewertungskriterium f{\"u}r die Leistungsf{\"a}higkeit eines Verfahrens diente jeweils die Anzahl der wiedergefundenen aktiven Molek{\"u}le in der simulierten Screeningdatenbank. Die Resultate f{\"u}hren zu dem Schluß, daß ligandbasierte Verfahren, die einfacher einzusetzen sind aber mehr a-priori -Information ben{\"o}tigen, dem strukturbasierten virtuellen Screening hinsichtlich der Datenbankanreicherung {\"u}berlegen sind. Weiterhin konnte gezeigt werden, wie nutzbringend die Zusammenf{\"u}hrung von strukturbasierter Information und solcher {\"u}ber das Interaktionsmuster bekanntermaßen aktiver Verbindungen f{\"u}r die Erh{\"o}hung der Wiederfindungsrate ist. Bei der Datenanalyse stellte sich heraus, daß im Mittel bestimmte statistische Methoden (minimale euklidische Distanz ED/Min bzw. Tanimoto-{\"A}hnlichkeit der Integer-Fingerprints Int/Min) zu bevorzugen sind. Kovalentes Docking von Cathepsin-Inhibitoren. Die Cysteinproteasen Cathepsin B und L sind interessante pharmakologische Targets. Geeignete Inhibitoren stammen u. a. aus der Strukturklasse der Aziridine. Ein nukleophiler Angriff des Cysteinrests des Enzyms auf den elektrophilen Aziridinring f{\"u}hrt hier zur Ausbildung einer kovalenten Ligand-Rezeptor-Bindung. Praktisch alle erh{\"a}ltlichen Dockingprogramme konzentrieren sich jedoch auf nicht-kovalente Ligand-Rezeptor-Interaktionen und lassen kein uneingeschr{\"a}nktes kovalentes Docking zu. Daher wurde f{\"u}r FLEXX ein Dockingprotokoll entworfen, das den entscheidenden nicht-kovalenten Zustand vor Ausbildung der kovalenten Bindung simulieren kann. Auf dieseWeise konnte untersucht werden, ob sich die Reaktionszentren von Ligand und Enzym ausreichend nahe f{\"u}r die Ausbildung einer kovalenten Bindung kommen. Der vorgestellte Ansatz l{\"a}ßt sich leicht auf andere kovalente Ligand-Rezeptor- Systeme {\"u}bertragen und bietet somit eine breite Anwendbarkeit. Weiterhin wurde die Parametrisierung der in FLEXX vorgesehenen Interaktionsgeometrien an die strukturellen Eigenheiten der zu dockenden Aziridide angepaßt. Diese weisen n{\"a}mlich formal eine Amidbindung auf, deren geometrische und elektronische Eigenschaften jedoch deutlich von den Werten eines typischen Amids abweichen. Die Ergebnisse der Dockingstudien liefern wertvolle Einblicke f{\"u}r das Verst{\"a}ndnis der Selektivit{\"a}t der untersuchten Liganden bez{\"u}glich Cathepsin B beziehungsweise L. Umgekehrt erbringt die gute {\"U}bereinstimmung der FLEXX-Resultate mit den experimentell bestimmten Inhibitionskonstanten den Nachweis f{\"u}r die Validit{\"a}t des verwendeten Dockingprotokolls.},
  subject      = {Arzneimitteldesign},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Boeck2002,
  author    = {B{\"o}ck, Corina},
  title     = {Der agglutinierende, antifungale Faktor aus den Knollen von Cyperus esculentus: Optimierung der Reinigung und weitere Untersuchungen zur Hemmung des Wachstums phytopathogener Pilze},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-5516},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2002},
  abstract  = {Entsprechend den Vorarbeiten von C. Heid-Jehn1 wurde aus den Wurzelkn{\"o}llchen der Pflanze Cyperus esculentus durch w{\"a}ssrige Extraktion ein Faktor isoliert, der als Cyperus-esculentus-Faktor (CEF) bezeichnet wurde. Die vorliegende Arbeit hatte das Ziel, die Isolierung und Reinigung zu optimieren, die Reinheit zu pr{\"u}fen und die chemische Zusammensetzung n{\"a}her zu charakterisieren. Des Weiteren sollte die biologische Aktivit{\"a}t gegen die Mykotoxine-bildenden Fusariosen im Hinblick auf eine m{\"o}gliche physiologische Funktion als Bestandteil des pflanzlichen Abwehrsystems gegen Pflanzenpathogene, untersucht werden. Inbesonders sollte die Funktion des fr{\"u}her gefundenen Silikatanteils in die Untersuchungen aufgenommen werden. F{\"u}r die Isolierung des agglutinierenden Faktors aus Cyperus esculentus erwies sich eine zweimalige Alkalisierung des Extraktes pH 6.4 mit anschließender Gelfiltration an Sephadex G-25 als vorteilhaft. Diese Methode lieferte eine Ausbeute von 81 \% und einen Reinigungsfaktor von 143. Erst nach Erh{\"o}hung der Ionenst{\"a}rke konnte der CEF durch hydrophobe Interaktionschromatographie weiter gereinigt werden. Diese Methode hatte nach Vereinigung der mittels eines Stufengradienten von Verunreinigungen abgetrennten relevanten Fraktionen, Gelfiltration an Sephadex G-10, Dialyse und abschließender Lyophilisation eine Ausbeute von 81 \% mit einem Reinigunsfaktor von 25 zur Folge. Somit ergab sich ein Gesamtreinigungsfaktor von 3600 nach zweimaliger Alkalisierung, HIC an Phenyl Sepharose HP, Gelfiltration an Sephadex G-10 und Dialyse. Die Charakterisierung ergab, daß Humanerythrozyten unabh{\"a}ngig von der Blutgruppe gebunden werden, mit einer leichten Pr{\"a}ferenz f{\"u}r die Blutgruppe 0. Die Agglutination wird von den Zukkern D-Glucosamin, D-Mannosamin und D-Galactosamin (Grenzkonzentration 25 mmol/ l), nicht aber von deren acetylierten Formen, sowie von den Glycoproteinen Ovomucoid und Asialoovomucoid (0.125 - 0.25 mg/ ml) inhibiert. Weitere Oligosaccharid-strukturen werden nicht von der agglutinierenden Aktivit{\"a}t aus Cyperus esculentus gebunden. Der Proteinanteil wurde mit den zur Verf{\"u}gung stehenden Methoden zu 4.25 \% bestimmt. Zu den durch Aminos{\"a}ureanalyse erfaßten Aminos{\"a}uren z{\"a}hlen Arginin, Alanin und Phenylalanin. Der Cyperus-esculentus-Faktor enth{\"a}lt kaum Neutralzucker und nahezu keine Urons{\"a}uren, aber Aminozucker. Der mittlere Aschegehalt von 43.33 \% bekr{\"a}ftigt zun{\"a}chst das Ergebnis meiner Vorg{\"a}ngerin, die einen organischen Anteil von 53.25 \% und einen Gl{\"u}hr{\"u}ckstand von 48.7 \% ermittelte. Der sehr hohe Anteil an Siliciumdioxid (22 \%1) konnte allerdings nicht best{\"a}tigt werden. Nach direkter Veraschung und anschließender gravimetrischer Silicatbestimmung wurde ein Silicatanteil von nur 5.3 \% ermittelt. Das f{\"u}r die strukturelle Aufkl{\"a}rung durchgef{\"u}hrte 29Si CP MAS NMR-Spektrum l{\"a}ßt f{\"u}r das Silicium die Koordinationszahl vier mit benachbarten Sauerstoff-Atomen annehmen. Allerdings wurde dieses Resultat nur in einer von drei unabh{\"a}ngigen Messungen erhalten, so daß der Siliciumgehalt eher chargenabh{\"a}ngig von der Beschaffenheit des Bodens und weiteren Wachstumsbedingungen zu sein scheint. Das Gesamtmolekulargewicht wurde mittels Gelfiltration auf 11376 ± 1000 Da bestimmt. In der Aminos{\"a}ureanalyse fehlen die chromogenen Aminos{\"a}uren Tyrosin und Tryptophan. In {\"U}bereinstimmung dazu wurde ein ungew{\"o}hnlich niedriger Absorptionskoeffizient von e1\%(280 nm) = 0.148 gefunden. Die Untersuchung des CEF auf seine biologische Aktivit{\"a}t als Abwehrsubstanz gegen Pflanzenpathogene zeigte bei den getesteten Fusariosen Fusarium solani f. pisi, Fusarium moniliformis und Fusarium culmorum eine Hemmwirkung auf das Pilzwachstum, die nicht auf eine Chitinase-Aktivit{\"a}t zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Die Hemmwirkung korrelierte mit der Zunahme des Reinheitsgrades des CEF. Die agglutinierende Aktivit{\"a}t nach HIC, Gelfiltration und Dialyse war am wirksamsten. Die Effektivit{\"a}t blieb bis 42 Stunden Inkubation erhalten. Allerdings beschr{\"a}nkte sich die fungistatische Wirkung auf Pflanzenpathogene. Gegen{\"u}ber Candida albicans trat keine Hemmung auf. Welche Struktur bzw. strukturelle Komponente f{\"u}r die antifungale Wirkung des Cyperus-esculentus-Faktors verantwortlich ist, bleibt allerdings weiter ungekl{\"a}rt. 1. Heid-Jehn, C. (1997) Isolierung und Charakterisierung des agglutinierenden Faktors aus Cyperus esculentus und dessen antifungale Wirkung, Dissertation, W{\"u}rzburg.},
  subject      = {Erdmandel},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Buechold2009,
  author    = {B{\"u}chold, Christian},
  title     = {Synthese und Testung cis-konfigurierter Aziridine als pseudo-irreversible Inhibitoren der sekretorischen Aspartatproteasen von Candida albicans},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-39358},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Candida albicans geh{\"o}rt zu den f{\"u}r den Menschen fakultativ pathogenen Hefepilzen. Der normalerweise harmlose Begleiter der humanen Mikroflora findet sich haupts{\"a}chlich auf Schleimh{\"a}uten der Mundh{\"o}hle und des Magen-Darm-Trakt sowie in der vaginalen Flora. Menschen, deren Immunsystem geschw{\"a}cht ist, sind jedoch besonders anf{\"a}llig f{\"u}r Infektionen, die durch den Pilz hervorgerufen werden k{\"o}nnen. Neben oberfl{\"a}chlichen kann es dabei auch zu lebensbedrohlichen systemischen Infektionen kommen, die nicht selten zum Tod des Patienten f{\"u}hren. Durch ein zunehmendes Auftreten von Resistenzen gegen gebr{\"a}uchliche Pharmaka besteht aktuell ein dringender Bedarf an neuen Wirkstoffen gegen Candida. Die zehn vom Hefepilz exprimierten sekretorischen Aspartatproteasen (SAP1-10), die als wichtige Virulenzfaktoren gelten, stellten sich dabei zunehmend als vielversprechende Targets heraus. Das Ziel dieser Arbeit war die Weiterentwicklung der literaturbekannten cis-konfigurierten 3-Phenylaziridin-2-carboxylate A-07 und A-08 als irreversible Inhibitoren der SAP-Isoenzyme. Die Variation der Substituenten am Aziridinstickstoff f{\"u}r die Adressierung der S3-Tasche im Enzym erfolgte durch Alkyl-, Aryl- und Acylreste. Die Aminos{\"a}ureester wurden in Konfiguration und Art der Seitenkette modifiziert, um eine Verbesserung der Anpassung an die S1'-Tasche zu erm{\"o}glichen. Die cis-3-Phenylaziridin-2-carboxylate wurden durch Cromwell-Synthese als Racemate erhalten. Aminos{\"a}ure- und Peptidkupplungen erfolgten mit g{\"a}ngigen Kupplungsreagenzien (PPA, DPPA). Die stereoselektive Synthese des methylenverbr{\"u}ckten Aziridin-2-carboxylats A-10 erfolgte durch Redoxkondensation nach Mukaiyama. Die synthetisierten Verbindungen wurden in einem fluorimetrischen FRET-Assay auf ihre inhibitorische Wirkung gegen SAP2 getestet. Dabei war das im FRET-Assay bislang an SAP2 verwendete Substrat Dabcyl-Arg-Lys-Pro-Ala-Leu-Phe-Phe-Arg-Leu-Glu(EDANS)-ArgOH auch f{\"u}r Testungen an SAP1, 3 \& 8 sowie Cathepsin D geeignet. Neben den jeweiligen Km-Werten konnten f{\"u}r diese Enzyme auch die zugeh{\"o}rigen kcat-Werte bestimmt werden. Zur Bestimmung der Hemmkonstanten wurde f{\"u}r die aktiven Verbindungen ein Verd{\"u}nnungsassay nach Kitz und Wilson durchgef{\"u}hrt. 20 der 46 Aziridin-2-carboxylate erreichten SAP2 k2nd-Werte von mindestens 7880 M-1min-1. Die mit k2nd-Werten von 60608 bis 118582 M-1min-1 potentesten Verbindungen wurden durch (R)-Aminos{\"a}uresubstitution (A-28, A-31) bzw. durch Cyclohexylmethyl-Verkn{\"u}pfung am Aziridinstickstoff (A-43, A-45) erhalten. F{\"u}r die einzelnen Diastereomere von A-31, A-31a und A-31b, wurde eine signifikant unterschiedliche Hemmwirkung festgestellt. Die Inhibitoren zeigten eine zeitabh{\"a}ngige Hemmung, die nach ca. 30 min Inkubationszeit jedoch wieder schw{\"a}cher wurde. LC-MS- und NMR-Studien lassen einen pseudo-irreversiblen Hemmmechanismus vermuten: Der Inhibitor bindet zun{\"a}chst irreversibel unter Ring{\"o}ffnung des Aziridins an das Enzym. Der entstehende Ester wird danach unter den sauren Assaybedingungen wieder hydrolysiert. Der resultierende Aminoalkohol bindet anschließend als {\"U}bergangszustandsanalogon reversibel an das Enzym. Selektivit{\"a}tsstudien an Cathepsin D zeigten f{\"u}r 36 der 46 Aziridin-2-carboxylate k2nd-Werte von 10350 bis 936544 M-1min-1. Damit sind die Verbindungen an CathD aktiver als an SAP2. Die 1-Cyclohexylmethyl-verkn{\"u}pften Aziridine wiesen auch an CathD die h{\"o}chsten k2nd-Werte auf, wenngleich sich dabei die (R)-Konfiguration der Aminos{\"a}urereste (A-57, A-59) als die aktivere Variante herausstellte. Mit dem (R)-Phe-substituierten 1-tert-Butylaziridin A-58 erreichte der potenteste Vertreter der Reihe bereits einen Ki-Wert im dreistelligen nano-molaren Bereich. Ebenso wurden f{\"u}r die (R)-Aminos{\"a}ure-Analoga von A-07 und A-08 (A-28, A-31) erh{\"o}hte Hemmkonstanten erhalten. Wie SAP2 wird auch CathD durch die (an)getrennten Diastereomere A-31a und A-31b signifikant unterschiedlich stark inhibiert. Mit den (R)-Valin-verkn{\"u}pften Aziridinen A-81, A-82 und A-85 fanden sich aktive verzweigt-Alkyl-substituierte CathD-Inhibitoren.},
  subject      = {Candida albicans},
  language  = {de}
}
@phdthesis{CalderonGiraldo2022,
  author    = {Calder{\´o}n Giraldo, Jeniffer},
  title     = {Analysis of estrogen profiles including methoxyestrogen glucuronides: method validation and applicability to human plasma and breast tissue},
  doi       = {10.25972/OPUS-20939},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-209396},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Estrogens, namely 17β-estradiol (E2) and estrone (E1) are considered to play an important role in the initiation and promotion of breast cancer (summarized in Raftogianis et al., 2000), a malignancy responsible for around 500,000 deaths per year (summarized in Ghislain et al., 2016). Two major mechanisms have been postulated to explain the carcinogenic effects of estrogens: (1) the estrogen receptor-mediated stimulation of breast cell proliferation with a concomitant enhanced rate of mutations and (2) the metabolism of hydroxylated estrogens to quinone derivatives which can react with the DNA (Russo and Russo, 2006, summarized in Yager and Davidson, 2006). Nevertheless, as a detoxifying mechanism, E1, E2, and their hydroxylated and methoxylated metabolites are reversibly conjugated into sulfates and glucuronides devoid of biological activity (summarized in Guillemette et al., 2004). Yet, despite the key detoxifying function of these conjugates, the study of their circulating levels face some significant problems: (1) analysis by techniques such as radioimmunoassay lack specificity and accuracy and requires enzymatic/chemical hydrolysis before analysis, being unable to differentiate between sulfates and glucuronides (summarized in Stanczyk et al., 2007, summarized in Wang et al., 2016), (2) very little knowledge in healthy women, which has been identified as a barrier to advance in breast cancer research (summarized in Liu, 2000), and (3) far fewer studies in pre- than in postmenopausal women (summarized in Samavat and Kurzer, 2015). Therefore, to get more insights into the research of breast cancer etiology and prevention, the analysis of circulating levels of estrogens (including metabolites and conjugates) in women without breast cancer through reliable analytical techniques, is required.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Cappel2011,
  author    = {Cappel, Daniel},
  title     = {Computersimulationen zur Untersuchung von Wassermolek{\"u}len in Protein-Ligand Komplexen am Beispiel einer Modellbindetasche},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-55003},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Wassermolek{\"u}le spielen oft eine entscheidende Rolle bei der Bindung von Liganden an Proteine. Zum einen ist dies in ihrer Eigenschaft als Wasserstoffbr{\"u}ckendonor und -akzeptor begr{\"u}ndet, die es erm{\"o}glicht Wechselwirkung zwischen Ligand und Rezeptor zu vermitteln. Zum anderen stellen die Desolvatisierungsenthalpie und -entropie einer Bindetasche w{\"a}hrend der Ligandbindung einen entscheidenden Anteil der Bindungsaffinit{\"a}t dar. Obwohl man sich dieser Einfl{\"u}sse seit langem bewusst ist, sind aktuelle Methoden des computerbasierten Wirkstoffdesigns nur in sehr begrenztem Umfang in der Lage, die entsprechenden Effekte zu erfassen und vorherzusagen. Da experimentelle Daten {\"u}ber die Effekte von Wassermolek{\"u}len in Protein-Ligand Komplexen von Natur aus schwierig zu erhalten sind, untersucht die vorliegende Arbeit eine Modellbindetasche einer Cytochrom c Peroxidase Mutante (CCP W191G) mit Hilfe von Molecular Modeling Techniken. Diese polare und solvatisierte Kavit{\"a}t ist strukturell sehr gut charakterisiert und bindet kleine, kationische Heterozyklen zusammen mit unterschiedlichen Mengen an Wassermolek{\"u}len. F{\"u}r die Untersuchungen wurden strukturell {\"a}hnliche Liganden mit einem unterschiedlichen Wechselwirkungsmuster ausgew{\"a}hlt. Davon ausgehend wurde die M{\"o}glichkeit zweier Docking-Programme, den Grad der Wasserverdr{\"a}ngung durch den Liganden zusammen mit dem Bindungsmodus vorherzusagen, untersucht. Die dynamischen Eigenschaften der Bindetaschenwassermolek{\"u}le wurden mittels Molekulardynamiksimulationen studiert. Schließlich wurden diese rein strukturellen Betrachtungen durch eine energetische/thermodynamische Analyse komplettiert. Die Anwendung dieser unterschiedlichen Verfahren liefert einige neue Erkenntnisse {\"u}ber die untersuchte Modellbindetasche. Trotz der relativen Einfachheit der kleinen Kavit{\"a}t der CCP W191G Mutante war die vollst{\"a}ndige Charakterisierung und eine korrekte (retrospektive) Vorhersage des Wasser-Wechselwirkungsmuster der Ligand-Komplexe nicht trivial. Zusammenfassend kann man festhalten, dass insgesamt eine gute {\"U}bereinstimmung zwischen den durch Computersimulationen erhaltenen Ergebnissen und den kristallographischen Daten erzielt wurde. Unerwartete Befunde, die auf den ersten Blick mit den kristallographischen Beobachtungen nicht {\"u}bereinstimmen, k{\"o}nnen ebenso durch Limitationen in den Kristallstrukturen bedingt sein. Dar{\"u}ber hinaus gaben die Ergebnisse auch eine Hilfestellung, welches Verfahren zur Beantwortung einer Fragestellung im Rahmen von Wassermolek{\"u}len im Wirkstoffdesign geeignet sind. Schließlich wurden ebenso die Begrenzungen der jeweiligen Methoden aufgezeigt.},
  subject      = {Cytochromperoxidase},
  language  = {de}
}
@article{CataldiRaschigGutmannetal.2023,
  author    = {Cataldi, Eleonora and Raschig, Martina and Gutmann, Marcus and Geppert, Patrick T. and Ruopp, Matthias and Schock, Marvin and Gerwe, Hubert and Bertermann, R{\"u}diger and Meinel, Lorenz and Finze, Maik and Nowak-Kr{\´o}l, Agnieszka and Decker, Michael and L{\"u}hmann, Tessa},
  title     = {Amber Light Control of Peptide Secondary Structure by a Perfluoroaromatic Azobenzene Photoswitch},
  series = {ChemBioChem},
  volume    = {24},
  journal   = {ChemBioChem},
  number    = {5},
  doi       = {10.1002/cbic.202200570},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-312480},
  year      = {2023},
  abstract  = {The incorporation of photoswitches into the molecular structure of peptides and proteins enables their dynamic photocontrol in complex biological systems. Here, a perfluorinated azobenzene derivative triggered by amber light was site-specifically conjugated to cysteines in a helical peptide by perfluoroarylation chemistry. In response to the photoisomerization (trans→cis) of the conjugated azobenzene with amber light, the secondary structure of the peptide was modulated from a disorganized into an amphiphilic helical structure.},
  language  = {en}
}
@article{ChenHiranoWerneretal.2018,
  author    = {Chen, Xinyu and Hirano, Mitsuru and Werner, Rudolf A. and Decker, Michael and Higuchi, Takahiro},
  title     = {Novel \(^{18}\)F-labeled PET Imaging Agent FV45 targeting the Renin-Angiotensin System},
  series = {ACS Omega},
  volume    = {3},
  journal   = {ACS Omega},
  number    = {9},
  issn      = {2470-1343},
  doi       = {10.1021/acsomega.8b01885},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-167144},
  pages     = {10460-10470},
  year      = {2018},
  abstract  = {Renin-angiotensin system (RAS) plays an important role in the regulation of blood pressure and hormonal balance. Using positron emission tomography (PET) technology, it is possible to monitor the physiological and pathological distribution of angiotensin II type 1 receptors (AT\(_1\)), which reflects the functionality of RAS. A new \(^{18}\)F-labeled PET tracer derived from the clinically used AT\(_1\) antagonist valsartan showing the least possible chemical alteration from the valsartan structure has been designed and synthesized with several strategies, which can be applied for the syntheses of further derivatives. Radioligand binding study showed that the cold reference FV45 (K\(_i\) 14.6 nM) has almost equivalent binding affinity as its lead valsartan (K\(_i\) 11.8 nM) and angiotensin II (K\(_i\) 1.7 nM). Successful radiolabeling of FV45 in a one-pot radiofluorination followed by the deprotection procedure with 21.8 ± 8.5\% radiochemical yield and >99\% radiochemical purity (n = 5) enabled a distribution study in rats and opened a path to straightforward large-scale production. A fast and clear kidney uptake could be observed, and this renal uptake could be selectively blocked by pretreatment with AT\(_1\)-selective antagonist valsartan. Overall, as the first \(^{18}\)F-labeled PET tracer based on a derivation from clinically used drug valsartan with almost identical chemical structure, [\(^{18}\)F]FV45 will be a new tool for assessing the RAS function by visualizing AT\(_i\) receptor distributions and providing further information regarding cardiovascular system malfunction as well as possible applications in inflammation research and cancer diagnosis.},
  subject      = {Positronen-Emissions-Tomografie},
  language  = {en}
}
@article{ChenWernerJavadietal.2015,
  author    = {Chen, Xinyu and Werner, Rudolf A. and Javadi, Mehrbod S. and Maya, Yoshifumi and Decker, Michael and Lapa, Constantin and Herrmann, Ken and Higuchi, Takahiro},
  title     = {Radionuclide imaging of neurohormonal system of the heart},
  series = {Theranostics},
  volume    = {5},
  journal   = {Theranostics},
  number    = {6},
  doi       = {10.7150/thno.10900},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-149205},
  pages     = {545-558},
  year      = {2015},
  abstract  = {Heart failure is one of the growing causes of death especially in developed countries due to longer life expectancy. Although many pharmacological and instrumental therapeutic approaches have been introduced for prevention and treatment of heart failure, there are still limitations and challenges. Nuclear cardiology has experienced rapid growth in the last few decades, in particular the application of single photon emission computed tomography (SPECT) and positron emission tomography (PET), which allow non-invasive functional assessment of cardiac condition including neurohormonal systems involved in heart failure; its application has dramatically improved the capacity for fundamental research and clinical diagnosis. In this article, we review the current status of applying radionuclide technology in non-invasive imaging of neurohormonal system in the heart, especially focusing on the tracers that are currently available. A short discussion about disadvantages and perspectives is also included.},
  language  = {en}
}
@article{ChenWernerKoshinoetal.2022,
  author    = {Chen, Xinyu and Werner, Rudolf A. and Koshino, Kazuhiro and Nose, Naoko and M{\"u}hlig, Saskia and Rowe, Steven P. and Pomper, Martin G. and Lapa, Constantin and Decker, Michael and Higuchi, Takahiro},
  title     = {Molecular Imaging-Derived Biomarker of Cardiac Nerve Integrity - Introducing High NET Affinity PET Probe \(^{18}\)F-AF78},
  series = {Theranostics},
  volume    = {12},
  journal   = {Theranostics},
  number    = {9},
  doi       = {10.7150/thno.63205},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-300685},
  pages     = {4446 -- 4458},
  year      = {2022},
  abstract  = {Background: Radiolabeled agents that are substrates for the norepinephrine transporter (NET) can be used to quantify cardiac sympathetic nervous conditions and have been demonstrated to identify high-risk congestive heart failure (HF) patients prone to arrhythmic events. We aimed to fully characterize the kinetic profile of the novel \(^{18}\)F-labeled NET probe AF78 for PET imaging of the cardiac sympathetic nervous system (SNS) among various species. Methods: \(^{18}\)F-AF78 was compared to norepinephrine (NE) and established SNS radiotracers by employing in vitro cell assays, followed by an in vivo PET imaging approach with healthy rats, rabbits and nonhuman primates (NHPs). Additionally, chase protocols were performed in NHPs with NET inhibitor desipramine (DMI) and the NE releasing stimulator tyramine (TYR) to investigate retention kinetics in cardiac SNS. Results: Relative to other SNS radiotracers, 18F-AF78 showed higher transport affinity via NET in a cell-based competitive uptake assay (IC\(^{50}\) 0.42 ± 0.14 µM), almost identical to that of NE (IC\(^{50}\), 0.50 ± 0.16 µM, n.s.). In rabbits and NHPs, initial cardiac uptake was significantly reduced by NET inhibition. Furthermore, cardiac tracer retention was not affected by a DMI chase protocol but was markedly reduced by intermittent TYR chase, thereby suggesting that \(^{18}\)F-AF78 is stored and can be released via the synaptic vesicular turnover process. Computational modeling hypothesized the formation of a T-shaped π-π stacking at the binding site, suggesting a rationale for the high affinity of \(^{18}\)F-AF78. Conclusion: \(^{18}\)F-AF78 demonstrated high in vitro NET affinity and advantageous in vivo radiotracer kinetics across various species, indicating that \(^{18}\)F-AF78 is an SNS imaging agent with strong potential to guide specific interventions in cardiovascular medicine.},
  language  = {en}
}
@article{ChristianSeierDrakopoulosetal.2020,
  author    = {Christian, Gentzsch and Seier, Kerstin and Drakopoulos, Antonios and Jobin, Marie-Lise and Lanoisel{\´e}e, Yann and Koszegi, Zsombor and Maurel, Damien and Sounier, R{\´e}my and H{\"u}bner, Harald and Gmeiner, Peter and Granier, S{\´e}bastien and Calebiro, Davide and Decker, Michael},
  title     = {Selective and Wash-Resistant Fluorescent Dihydrocodeinone Derivatives Allow Single-Molecule Imaging of μ-Opioid Receptor Dimerization},
  series = {Angewandte Chemie International Edition},
  volume    = {59},
  journal   = {Angewandte Chemie International Edition},
  number    = {15},
  doi       = {10.1002/anie.201912683},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-212398},
  pages     = {5958-5964},
  year      = {2020},
  abstract  = {μ-Opioid receptors (μ-ORs) play a critical role in the modulation of pain and mediate the effects of the most powerful analgesic drugs. Despite extensive efforts, it remains insufficiently understood how μ-ORs produce specific effects in living cells. We developed new fluorescent ligands based on the μ-OR antagonist E-p-nitrocinnamoylamino-dihydrocodeinone (CACO), that display high affinity, long residence time and pronounced selectivity. Using these ligands, we achieved single-molecule imaging of μ-ORs on the surface of living cells at physiological expression levels. Our results reveal a high heterogeneity in the diffusion of μ-ORs, with a relevant immobile fraction. Using a pair of fluorescent ligands of different color, we provide evidence that μ-ORs interact with each other to form short-lived homodimers on the plasma membrane. This approach provides a new strategy to investigate μ-OR pharmacology at single-molecule level.},
  language  = {en}
}
@article{DarwishAttia2012,
  author    = {Darwish, Hany W. and Attia, Mohamed I.},
  title     = {New spectrofluorimetric methods for determination of melatonin in the presence of N-{2-[1-({3-[2-(acetylamino)ethyl]-5-methoxy-1H-indol-2-yl}methyl)-5-methoxy-1H-indol-3-yl]ethyl} acetamide: a contaminant in commercial melatonin preparations},
  series = {Chemistry Central Journal},
  volume    = {6},
  journal   = {Chemistry Central Journal},
  number    = {36},
  doi       = {10.1186/1752-153X-6-36},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-134606},
  year      = {2012},
  abstract  = {Background: Melatonin (MLT) has many health implications, therefore it is of valuable importance to develop specific analytical methods for determination of MLT in the presence of its main contaminant, N-{2-[1-({3-[2(acetylamino)ethyl]-5-methoxy-1H-indol-2-yl}methyl)-5-methoxy-1H-indol-3-yl]ethyl}acetamide (10). For development of these analytical methods, compound 10 had to be prepared in an adequate amount. Results: Compound 10 was synthesized in six steps starting from 5-methoxyindole-2-carboxylic acid (1). Analytical performance of the proposed spectrofluorimetric methods was statistically validated with respect to linearity, accuracy, precision and specificity. The proposed methods were successfully applied for the assay of MLT in laboratory prepared mixtures containing up to 60 \% of compound 10 and in commercial MLT tablets with recoveries not less than 99.00 \%. No interference was observed from common pharmaceutical additives and the results were favorably compared with those obtained by a reference method. Conclusions: This work describes simple, sensitive, and reliable second derivative spectrofluorimetric method in addition to two multivariate calibration methods, principal component regression (PCR) and partial least square (PLS), for the determination of MLT in the presence of compound 10.},
  language  = {en}
}
@article{DarwishAttia2012,
  author    = {Darwish, Hany W. and Attia, Mohamed I.},
  title     = {New spectrofluorimetric methods for determination of melatonin in the presence of N-{2-[1-({3-[2-(acetylamino)ethyl]-5-methoxy-1H-indol-2-yl}methyl)-5-methoxy-1H-indol-3-yl]- ethyl}acetamide: a contaminant in commercial melatonin preparations},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-78234},
  year      = {2012},
  abstract  = {Background: Melatonin (MLT) has many health implications, therefore it is of valuable importance to develop specific analytical methods for determination of MLT in the presence of its main contaminant, N-{2-[1-({3-[2-(acetylamino)ethyl]-5-methoxy-1H-indol-2-yl}methyl)-5-methoxy-1H-indol-3-yl]ethyl}acetamide (10). For development of these analytical methods, compound 10 had to be prepared in an adequate amount. Results: Compound 10 was synthesized in six steps starting from 5-methoxyindole-2-carboxylic acid (1). Analytical performance of the proposed spectrofluorimetric methods was statistically validated with respect to linearity, accuracy, precision and specificity. The proposed methods were successfully applied for the assay of MLT in laboratory prepared mixtures containing up to 60 \% of compound 10 and in commercial MLT tablets with recoveries not less than 99.00 \%. No interference was observed from common pharmaceutical additives and the results were favorably compared with those obtained by a reference method. Conclusions: This work describes simple, sensitive, and reliable second derivative spectrofluorimetric method in addition to two multivariate calibration methods, principal component regression (PCR) and partial least square (PLS), for the determination of MLT in the presence of compound 10.},
  subject      = {Chemie},
  language  = {en}
}
@article{DaryaeeChangSchiebeletal.2016,
  author    = {Daryaee, Fereidoon and Chang, Andrew and Schiebel, Johannes and Lu, Yang and Zhang, Zhuo and Kapilashrami, Kanishk and Walker, Stephen G. and Kisker, Caroline and Sotriffer, Christoph A. and Fisher, Stewart L. and Tonge, Peter J.},
  title     = {Correlating drug-target kinetics and in vivo pharmacodynamics: long residence time inhibitors of the FabI enoyl-ACP reductase},
  series = {Chemical Science},
  volume    = {7},
  journal   = {Chemical Science},
  number    = {9},
  doi       = {10.1039/c6sc01000h},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-191218},
  pages     = {5945-5954},
  year      = {2016},
  abstract  = {Drug-target kinetics enable time-dependent changes in target engagement to be quantified as a function of drug concentration. When coupled to drug pharmacokinetics (PK), drug-target kinetics can thus be used to predict in vivo pharmacodynamics (PD). Previously we described a mechanistic PK/PD model that successfully predicted the antibacterial activity of an LpxC inhibitor in a model of Pseudomonas aeruginosa infection. In the present work we demonstrate that the same approach can be used to predict the in vivo activity of an enoyl-ACP reductase (FabI) inhibitor in a model of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) infection. This is significant because the LpxC inhibitors are cidal, whereas the FabI inhibitors are static. In addition P. aeruginosa is a Gram-negative organism whereas MRSA is Gram-positive. Thus this study supports the general applicability of our modeling approach across antibacterial space.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Degel2006,
  author    = {Degel, Bj{\"o}rn},
  title     = {Synthese und Testung elektrophiler Verbindungen als Inhibitoren der sekretorischen Aspartat-Proteasen (SAPs) von Candida albicans},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-18339},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {In den letzten Jahren haben Pilzinfektionen zugenommen und bakterielle Infektionen nahezu {\"u}berholt, wof{\"u}r vor allem der massive Einsatz von Medikamenten sowie operative Eingriffe verantwortlich sind. Einer der gef{\"a}hrlichsten Ausl{\"o}ser schwerer Pilzinfektionen, die innere Organe sch{\"a}digen und sehr schwer zu behandeln sind, ohne dabei den Wirtsorganismus zu sch{\"a}digen, ist der opportunistische Hefepilz Candida albicans. Da aufgrund der immer gr{\"o}ßer werdenden Zahl von Resistenzen von Candida albicans nur ein relativ kleines Repertoire f{\"u}r die Therapie zur Verf{\"u}gung steht, war das Ziel der vorliegenden Arbeit die Synthese einer Reihe peptidischer Inhibitoren mit elektrophilen Bausteinen als potentielle irreversible Inhibitoren der sekretorischen Aspartat-Proteasen (SAPs) des Hefepilzes Candida albicans und deren Testung an dem am st{\"a}rksten exprimierten SAP-Isoenzym SAP2 sowie anderen Proteasen. Dabei sollte gekl{\"a}rt werden, ob neben der HIV-1-Protease auch andere Aspartat-Proteasen durch cis-konfigurierte Epoxide irreversibel hemmbar sind, ob andere elektrophile Ringe sowie elektronenarme Michael-Systeme in der Lage sind, als irreversible Aspartat-Protease-Inhibitoren zu fungieren, und ob die Z-Konfiguration der Olefine f{\"u}r die Hemmung von Aspartat-Proteasen ebenso wichtig ist wie die cis-Konfiguration bei Epoxiden. Die Aziridin-2-carboxylat-Bausteine wurden als Racemate {\"u}ber Cromwell-Synthese gewonnen und die Aziridin-2,3-dicarboxylat-Bausteine stereoselektiv aus Tartraten dargestellt. Die Oxiran-2-carboxylat-Bausteine wurden enantioselektiv ausgehend von Threonin bzw. als Racemate {\"u}ber Darzens-Glycidester-Synthese dargestellt. Die Synthese der Oxiran-2,3-dicarboxylat-Bausteine gelang mittels tertButylhydroperoxid / BuLi aus den Maleaten. Die Z-Olefinbausteine wurden durch Kupplung von Alkoholen bzw. AS an Maleins{\"a}ureanhydrid erhalten oder {\"u}ber Wittig- bzw. Horner-Wadsworth-Emmons-Reaktion dargestellt. Die Kupplung von AS bzw. Peptiden an die elektrophilen Bausteine erfolgte mit g{\"a}ngigen AS- / Peptidkupplungsmethoden. Die als irreversible Inhibitoren der SAP2 konzipierten Verbindungen wurden in einem neu entwickelten fluorimetrischen FRET-Assay auf ihre SAP2-Hemmung getestet. Dazu wurde ein Verd{\"u}nnungsassay nach Kitz und Wilson durchgef{\"u}hrt und die zunehmende Fluoreszenz durch das Spaltprodukt der enzymatischen Hydrolyse des Substrats bei 540 nm detektiert (Anregung 355 nm). Als Substrat diente das Undecapeptid Dabcyl-Arg-Lys-Pro-Ala-Leu-Phe / Phe-Arg-Leu-Glu(EDANS)-ArgOH (/ markiert die Spaltstelle). Von den Inhibitoren wurden IC50-, k2nd- und, falls m{\"o}glich, ki- und Ki-Werte ermittelt. Von den 41 an der SAP2 getesteten AS- / Peptid-verkn{\"u}pften Verbindungen stellen die beiden Aziridine A-07 und A-08 mit k2nd-Werten im mittleren f{\"u}nfstelligen Bereich [M-1min-1] die besten Inhibitoren dar. Bis auf zwei Verbindungen zeigen alle aktiven Verbindungen an der SAP2 sinkende IC50-Werte bei l{\"a}ngerer Inkubationszeit und somit eine zeitabh{\"a}ngige und irreversible Hemmung. Zur Untersuchung der Selektivit{\"a}t wurden die Verbindungen mittels kontinuierlicher Assays an den Cystein-Proteasen Cathepsin B (human), Cathepsin L (Paramecium tetraurelia) und Rhodesain (Trypanosoma brucei rhodesiense) getestet. Als Substrat wurde dabei Cbz-Phe-Arg-AMC verwendet. Erfreulicherweise waren bis auf das E-konfigurierte Olefin E-Ol-04 alle Verbindungen an den Cystein-Proteasen inaktiv. Die Ergebnisse zeigen, dass neben den HIV-Proteasen auch die sekretorische Aspartat-Protease SAP2 durch cis-konfigurierte Epoxide irreversibel hemmbar ist. Desweiteren zeigt sich, dass mit Aziridinen auch andere elektrophile Ringe als irreversible Aspartat-Protease-Inhibitoren fungieren k{\"o}nnen. An der SAP2 zeigen sich die Aziridine sogar aktiver. Auch elektronenarme Michael-Systeme sind in der Lage Aspartat-Proteasen zu hemmen, auch wenn ihre Hemmung deutlich schw{\"a}cher ist als die der Aziridine. Die Ergebnisse zeigen jedoch, dass nicht, wie angenommen, die Z-Konfiguration der Olefine entscheidend ist, sondern dass E-Olefine sogar bessere Hemmungen aufweisen. In Kooperation mit der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Joachim Morschh{\"a}user und Dr. Peter Staib vom Institut f{\"u}r Molekulare Infektionsbiologie der Universit{\"a}t W{\"u}rzburg, konnte gezeigt werden, dass die Aziridine A-07 und A-08 neben dem isolierten Enzym auch die SAP2-Produktion in Candida albicans-Zellkulturen hemmen ohne auf die Pilzzellen toxisch zu wirken. Neben der Hemmung der SAP2 wirken die Aziridine A-07 und A-08 auch antiplasmodial. Bei Testungen am Malaria-Erreger Plasmodium falciparum zeigten beide Aziridine einen IC50-Wert im unteren mikromolaren Bereich. Der Grund der Hemmung des Parasiten ist jedoch noch unklar, da A-07 und A-08 weder an den isolierten Cystein-Proteasen des Malaria-Erregers Falcipain 2 und 3 aktiv sind, noch dessen Aspartat-Protease Plasmepsin II hemmen.},
  subject      = {Candida albicans},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Deubel2006,
  author    = {Deubel, Alexandra},
  title     = {Charakterisierung des Verunreinigungsprofils von Erythromycin mittels chromatographischer Methoden und massenspektrometrischer Detektion},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-20160},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden analytische Methoden zur Bestimmung des Verunreinigungsprofils von Erythromycin entwickelt, die der bestehenden Ph.Eur.-Methode {\"u}berlegen sind. Die neue HPLC-Methode ist in der Lage, alle verwandten Verbindungen mit angemessener Pr{\"a}zision nachzuweisen und zu quantifizieren. Mit Hilfe der Massenspektrometrie konnten alle Hauptkomponenten und verwandten Verbindungen der Base, ihrer Ester und Salze eindeutig identifiziert und quantifiziert werden. Zudem konnten zwei neue verwandte Verbindungen von Erythromycin gefunden und als N,N-Didemethylerythromycin A und Anhydroerythromycin F identifiziert werden.},
  subject      = {Erythromycin},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Deubner2004,
  author    = {Deubner, Ralph},
  title     = {Quantitative NMR-Spektroskopie zur Reinheitsbestimmung von Arzneistoffen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-8364},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {Quantitative Bestimmungen Anhand verschiedener Substanzen konnte im Rahmen dieser Arbeit gezeigt werden, dass die NMR-Spektroskopie in der Lage ist, Verunreinigungen von Arzneistoffen zu quantifizieren. F{\"u}r das Antidepressivum Fluvoxamin ist im Arzneibuch eine Ionenpaarchroma-tographie vorgeschrieben, um die Verunreinigung des wirksamen E-Isomers durch das Z-Isomer zu quantifizieren. Ionenpaarchromatographischen Methoden mangelt es h{\"a}ufig an der Robustheit. Eine quantitative Auswertung der NMR-Spektren einer Mischung beider Isomere ist ohne aufw{\"a}ndige Probenvorbereitung m{\"o}glich. In den 1H-NMR-Spektren der Mischung sind die Signale der Was-serstoffe beider Isomere an Position 2 gut voneinander getrennt. Werden diese quantitativ ausgewertet, dann ist es nach Optimierung insbesondere hinsichtlich der T1-Relaxationszeit m{\"o}glich, den Anteil des Z-Isomers auf 0,2 \% zu begrenzen. Auch f{\"u}r die Bestimmung der Abbauprodukte des Perphenazinenantats konnte gezeigt werden, dass die qNMR eine geeignete Methode darstellt. Perphenazine-nantat kann durch Esterhydrolyse gespalten werden. Zur Auswertung der 1H-NMR-Spektren wird der Vergleich der Integralfl{\"a}chen der Signale der Wasserstoffe an Position 21 des Perphenazins mit dem zusammenfallenden Signal der Wasserstoffe an Position 11 beider Substanzen herangezogen. Es konnte sowohl Perphenazin als Abbauprodukt des Esters als auch Perphena-zinenantat in Perphenazin quantifiziert werden. Zus{\"a}tzlich kann der Bereich der aromatischen Wasserstoffe zu einer Aussage {\"u}ber die Oxidation genutzt werden. Bei der Oxidation des Schwefels im Phenothiazinring zum Sulfoxid und zum Sul-fon {\"a}ndern sich die chemischen Verschiebungen der Wasserstoffkerne in diesem Ringsystem. Dadurch wird eine halbquantitative Aussage erm{\"o}glicht. Schließlich konnten die beiden Epimere Chinin und Chinidin jeweils als Verunrei-nigung des anderen Chinaalkaloides quantifiziert werden. Auch in diesem Fall lie-gen in den 1H-NMR-Spektren in DMSO-d6 von Mischungen dieser beiden Verbin-dungen Signale weit genug auseinander, um eine Quantifizierung zu erm{\"o}glichen. In beiden F{\"a}llen, der Bestimmung von Chinidin in Chinin und von Chinin in Chini-din konnte dies auf einem Niveau von 2,5\% geschehen, was den Anforderungen der Arzneib{\"u}cher entspricht. Gentamicinsulfat Die 1H-NMR-Spektroskopie wurde ebenfalls zur Charakterisierung der Zusam-mensetzung des Antibiotkums Gentamicin eingesetzt. Gentamicin, das fermentativ aus Micromonospora purpurea gewonnen wird, besteht aus verschiedenen Haupt- und Nebenkomponenten, deren Zusammensetzung je nach Fermentationsbedingungen schwankt. Nach einer Reihe von Todesf{\"a}llen im Zusammenhang mit der Anwendung des Antibiotikums Gentamicin in den USA wurde vermutet, dass diese auf verschiede-ne Verunreinigungen zur{\"u}ckzuf{\"u}hren sind. In der aktuellen Arzneibuch-Monographie wird eine HPLC-Methode beschrieben, die zwar die Hauptkomponenten quantifizieren kann, aber nicht alle Nebenkomponenten gut abtrennt. Auch ist die gesamte Elutionszeit sehr lang, so dass sp{\"a}t eluierende Substanzen breite Peaks zeigen. Außerdem ist der benutzte gepulste amperometrische Detektor sehr empfindlich und die Methode insgesamt daher wenig robust. Unter Zuhilfenahme von ein- und zweidimensionalen Standardmesstechniken sowie selektiver TOCSY-Messungen konnten alle Signale in den 1H- und 13C-NMR-Spektren der Haupt- und Nebenkomponenten von Gentamicin vollst{\"a}ndig zugeordnet werden. Dabei zeigte sich, dass der Bereich der anomeren Wasserstoffe sehr gut geeignet ist, Aussagen {\"u}ber die Reinheit und {\"u}ber das Verh{\"a}ltnis der Hauptkomponenten zueinander treffen zu k{\"o}nnen. In dem in der Abbildung gezeigten Ausschnitt aus einem 400 MHz-1H-NMR-Spektrum ist eine Integration der H20-Signale der Hauptkomponenten aufgrund mangelnder Trennung nicht m{\"o}glich. Diese ist jedoch in 600 MHz-Spektren m{\"o}glich. Auf diese Weise k{\"o}nnen die Verh{\"a}ltnisse der Hauptkomponenten zueinander bestimmt werden. Die so erhaltenen Ergebnisse zeigen eine sehr gute {\"U}bereinstimmung mit den aus einer MEKC-Trennung erhaltenen Daten. Das zeigt die sehr gute Erg{\"a}nzung dieser beiden Methoden. Insgesamt wurden f{\"u}r diese Arbeit {\"u}ber 40 Gentamicin-Proben verschiedener Hersteller untersucht, miteinander verglichen und in verschiedene Gruppen einge-teilt. Als Leitverunreinigung hat sich dabei Sisomicin erwiesen. Daneben konnte der Vergleich der Verunreinigungsprofile Hinweise auf Handelswege geben. Unter den untersuchten Proben waren auch diejenigen, zu den Todesf{\"a}llen f{\"u}hrten. Die-se konnten den stark verunreinigten Gruppen zugeordnet werden.},
  subject      = {Arzneimittel},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Diebold2023,
  author    = {Diebold, Mathias},
  title     = {Virtuelles Screening und Entwicklung selektiver Liganden des Aurora-A - MYCN Komplexes und computergest{\"u}tzte Methoden zur Analyse und Design von PROTACs},
  doi       = {10.25972/OPUS-31759},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-317594},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Die Interaktion des onkogenen Transkriptionsfaktors MYCN mit der Ser/Thr Kinase Aurora-A verhindert dessen Abbau {\"u}ber das Ubiquitin Proteasomsystem indem die Rekrutierung des SCF FbxW7 Komplexes verhindert wird. Die Kinase nimmt mit der Bindung an MYCN eine aktive Konformation ein und erh{\"a}lt somit die F{\"a}higkeit zur Kinaseaktivit{\"a}t ohne die sonst notwendige Phosphorylierung von Thr288 oder die Anwesenheit eines Aktivators wie TPX2. Da hohe MYCN Konzentrationen Tumore wie Neuroblastome antreiben, ist die St{\"o}rung der Komplexbildung mit Aurora-A eine valide Strategie zur Entwicklung von Chemotherapeutika. Einige Inhibitoren von Aurora-A wie Alisertib (MLN8237) sind in der Lage, eine Konformations{\"a}nderung in der Kinase zu verursachen, die mit der Bindung von MYCN inkompatibel ist und auf diese Weise den Abbau des Transkriptionsfaktors induziert. Da Aurora-A wichtige Funktionen in der Mitose {\"u}bernimmt, k{\"o}nnte eine direkte Adressierung des Komplexes anstelle einer systemischen Inhibition der Kinase vielversprechender sein. Ziel des Projektes war die Identifizierung von Molek{\"u}len, die selektiv an das Interface des Aurora-A - MYCN Komplexes binden und weiter optimiert werden k{\"o}nnen, um einen gezielten Abbau des Transkriptionsfaktors {\"u}ber einen PROTAC Ansatz zu erm{\"o}glichen. Virtuelle Screenings und molekulardynamische Simulationen wurden durchgef{\"u}hrt, um kommerziell erh{\"a}ltliche Verbindungen zu identifizieren, welche mit einer Bindetasche des Komplexes interagieren, die nur zustande kommt, wenn beide Proteine miteinander interagieren. Aus einem ersten Set von zehn potentiellen Liganden wurde f{\"u}r vier eine selektive Interaktion mit dem Protein - Protein Komplex gegen{\"u}ber Aurora-A oder MYCN alleine in STD-NMR Experimenten best{\"a}tigt. Zwei der Hits besaßen ein identisches Grundger{\"u}st und wurden als Ausganspunkt f{\"u}r die Optimierung zu potenteren Liganden genutzt. Das Ger{\"u}st wurde fragmentweise vergr{\"o}ßert und in Richtung besserer in-silico Ergebnisse und Funktionalisierung zur Anbringung von E3-Ligase-Liganden optimiert. Neun dieser Liganden der zweiten Generation wurden synthetisiert. Um quantitative Bindungsdaten zu erhalten, wurde ein kovalent verkn{\"u}pftes Aurora-A - MYCN Konstrukt entworfen. Die strukturelle und funktionale Integrit{\"a}t wurde in STD-NMR und BLI Experimenten mit bekannten Aurora-A Inhibitoren best{\"a}tigt, sowie in NMR-basierten ATPase Assays. Zus{\"a}tzlich konnte die Kristallstruktur des Konstrukts gel{\"o}st und damit die Validit{\"a}t des Designs best{\"a}tigt werden. Quantitative Messungen der synthetisierten Molek{\"u}le identifizierten HD19S als Hit mit einer zehnfach h{\"o}heren Affinit{\"a}t f{\"u}r das Aurora-A - MYCN Konstrukt im Vergleich zu der Kinase allein. Zus{\"a}tzlich wurden in-silico Untersuchungen zu PROTACs der Aurora-A Kinase durchgef{\"u}hrt. Interaktionen zwischen Aurora-A, der E3-Ligase Cereblon und den Liganden wurden modelliert und f{\"u}r die Erkl{\"a}rung unterschiedlicher Aktivit{\"a}ten der eingesetzten PROTACs verwendet. Zudem zeigte das aktivste PROTAC eine hohe Selektivit{\"a}t f{\"u}r Aurora-A gegen{\"u}ber Aurora-B, obwohl die verwendete Erkennungseinheit (Alisertib) an beide Aurora-Proteine bindet. Dieser Umstand konnte durch energetische Analysen von molekulardynamischen Simulationen der tern{\"a}ren Komplexe erkl{\"a}rt werden. Optimierungsm{\"o}glichkeiten f{\"u}r eine effizientere Degradation von Aurora-A durch die PROTACs wurden basierend auf modifizierten Erkennungseinheiten und verbesserten Linkern untersucht.},
  subject      = {Arzneimitteldesign},
  language  = {de}
}
@article{DieboldSchoenemannEilersetal.2023,
  author    = {Diebold, Mathias and Sch{\"o}nemann, Lars and Eilers, Martin and Sotriffer, Christoph and Schindelin, Hermann},
  title     = {Crystal structure of a covalently linked Aurora-A-MYCN complex},
  series = {Acta Crystallographica},
  volume    = {D79},
  journal   = {Acta Crystallographica},
  doi       = {10.1107/s2059798322011433},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-318855},
  pages     = {1 -- 9},
  year      = {2023},
  abstract  = {Formation of the Aurora-A-MYCN complex increases levels of the oncogenic transcription factor MYCN in neuroblastoma cells by abrogating its degradation through the ubiquitin proteasome system. While some small-molecule inhibitors of Aurora-A were shown to destabilize MYCN, clinical trials have not been satisfactory to date. MYCN itself is considered to be `undruggable' due to its large intrinsically disordered regions. Targeting the Aurora-A-MYCN complex rather than Aurora-A or MYCN alone will open new possibilities for drug development and screening campaigns. To overcome the challenges that a ternary system composed of Aurora-A, MYCN and a small molecule entails, a covalently cross-linked construct of the Aurora-A-MYCN complex was designed, expressed and characterized, thus enabling screening and design campaigns to identify selective binders.},
  language  = {en}
}