@phdthesis{AlonsoCanizal2020,
  author    = {Alonso Ca{\~n}izal, Maria Consuelo},
  title     = {Detection of ligand dependent Frizzled conformational changes},
  doi       = {10.25972/OPUS-17833},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-178335},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {Frizzled (FZD) are highly conserved receptors that belong to class F of the G protein-coupled receptor (GPCR) superfamily. They are involved in a great variety of processes during embryonic development, organogenesis, and adult tissue homeostasis. In particular, FZD5 is an important therapeutic target due to its involvement in several pathologies, such as tumorigenesis. Nevertheless, little is known regarding the activation of FZD receptors and the signal initiation, and their GPCR nature has been debated. In order to investigate the activation mechanism of these receptors, FRET (F{\"o}rster Resonance Energy Transfer)-based biosensors for FZD5 have been developed and characterized. A cyan fluorescent protein (CFP) was fused to the C-terminus of the receptor and the specific FlAsH-binding sequence (CCPGCC) was inserted within the 2nd or the 3rd intracellular loop. Single-cell FRET experiments performed using one of these sensors, V5-mFZD5-FlAsH436-CFP, reported structural rearrangements in FZD5 upon stimulation with the endogenous ligand WNT-5A. These movements are similar to those observed in other GPCRs using the same technique, which suggests an activation mechanism for FZD reminiscent of GPCRs. Furthermore, stimulation of the FZD5 FRET-based sensor with various recombinant WNT proteins in a microplate FRET reader allowed to obtain concentration-response curves for several ligands, being possible to distinguish between full and partial agonists. This technology allowed to address the selectivity between WNTs and FZD5 using a full-length receptor in living cells. In addition, G protein FRET-based sensors revealed that WNT-5A specifically induced Gαq activation mediated by FZD5, but not Gαi activation. Other WNT proteins were also able to induce Gαq activation, but with lower efficacy than WNT-5A. In addition, a dual DAG/calcium sensor further showed that WNT-5A stimulation led to the activation of the Gαq-dependent signaling pathway mediated by FZD5, which outcome was the activation of Protein Kinase C (PKC) and the release of intracellular calcium. Altogether, these data provide evidence that the activation process of FZD5 resembles the general characteristics of class A and B GPCR activation, and this receptor also mediates the activation of the heterotrimeric Gαq protein and its downstream signaling pathway. In addition, the FZD5 receptor FRET-based sensor provides a valuable tool to characterize the pharmacological properties of WNTs and other potential ligands for this receptor.},
  subject      = {Fluoreszenz-Resonanz-Energie-Transfer},
  language  = {en}
}
@phdthesis{FiebeckgebApfel2014,
  author    = {Fiebeck [geb. Apfel], Johanna Natalie},
  title     = {Etablierung eines fluoreszenzbasierten Zellassays zum Screening potentieller Krebstherapeutika des Wnt-Signalwegs},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-93101},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {Der Wnt Signalweg spielt eine entscheidende Rolle in der Embryogenese durch Steuerung der Proliferation, Apoptose, Differenzierung und der Festlegung der K{\"o}rperachsen im fr{\"u}hen Embryo. Eine Fehlregulation des Signalwegs durch Mutationen in einem der Proteine und Gene dieser hochkomplexen Signalkaskade kann fatale Folgen haben, und ist ein erster Schritt auf dem Weg der Krebsentstehung. Dabei spielt das Protein β-Catenin eine Schl{\"u}sselrolle im kanonischen Zweig des Wnt Signalwegs. Durch Steuerung seiner Konzentration im Zytoplasma wird die Expression seiner direkten Zielgene reguliert, da β-Catenin im aktiven Signalweg als Co-Transkriptionsfaktor agiert. Durch Sichtbarmachung dieses Proteins durch fluoreszierende Reportergenkonstrukte kann der Aktivit{\"a}tsstatus des Wnt Signalwegs in der Zelle beobachtet werden. Das erm{\"o}glicht zum einen genaue Analysen des Signalwegs, wie zum Beispiel das Studium des Zusammenspiels mit anderen Signalwegen. Vor allem aber erlaubt es die gezielte Suche nach Wnt-Signalwegs-modulierenden Substanzen als potentielle Wirkstoffe in der Krebsmedikamentenentwicklung. In der vorliegenden Arbeit wurden mehrere Reportergenkonstrukte f{\"u}r die stabile Transfektion von Zelllinien entwickelt und hinsichtlich eines m{\"o}glichen Einsatzes sowohl in der Forschung, als auch in Wirkstoffscreenings validiert. Dies umfasst sowohl mehrere Reporter mit β-Catenin als Fusionsprotein, als auch Wnt-Promoter-regulierte eGFP-Reporter, die den Akitvit{\"a}tsstatus des Wnt-Signalwegs anzeigen. Mit Hilfe dieser Reporter konnten Untersuchungen zur Wirkung des Wnt-Signalwegs auf die Morphologie von transfizierten und nicht-transfizierten MDCK-Zellen durchgef{\"u}hrt werden. {\"U}berdies wurde ein promotorregulierter eGFP-Reporter konstruiert, mit welchem transfizierte Zellen mit aktiviertem Wnt-Signalweg aus einem Zellpool gefischt werden k{\"o}nnen. Diese Methode ist sowohl f{\"u}r den Einsatz in kultivierten Zelllinien, als auch in der Diagnostik nach der Transfektion prim{\"a}rer Zellen geeignet. Auf Grundlage der neuen Zelllinien wurde weiterhin ein neuer Screeningansatz f{\"u}r potentielle Wnt-Signalwegsinhibitoren entwickelt, der auf dem Ausbleichen der Fluoreszenz in einem Well einer Multiwell-Kulturplatte beruht.},
  subject      = {Wnt-Proteine},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Wecker2010,
  author    = {Wecker, Thomas},
  title     = {{\"U}ber den Einfluss des transformierenden Wachstumsfaktors beta 2 auf das Zytoskelett und das Proteinexpressionsmuster menschlicher Trabekelmaschenwerkszellen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-54595},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Das prim{\"a}re Offenwinkelglaukom (POWG) ist eine mit typischen Gesichtfeld- und Papillensch{\"a}den einhergehende Erkrankung des Auges, die in den westlichen Industrienationen zu den h{\"a}ufigsten Erblindungsursachen z{\"a}hlt. An Glaukom erkrankte Patienten weisen h{\"a}ufig erh{\"o}hte Augeninnendruckwerte und gesteigerte TGF-beta 2-Spiegel im Kammerwasser auf. Der Augeninnendruck wird im Wesentlichen durch den Abflusswiderstand des Trabekelmaschenwerks bestimmt. In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss des Wachstumsfaktors TGF-beta 2 auf das Zytoskelett von menschlichen Trabekelmaschenwerkszellen (HTM) untersucht. Hierbei konnten die bereits bekannten TGF-beta-Effekte, n{\"a}mlich verst{\"a}rkte Stressfaserbildung und Zunahme der alpha-SMA- sowie Aktin-Expression best{\"a}tigt werden. Bisher unbekannt war die Zunahme der Expression von N-Cadherin und beta-Catenin unter TGF-beta, die Ver{\"a}nderungen der Zell-Zell-Adh{\"a}sionen nach sich zieht und damit auch Einfluss auf die biomechanischen Eigenschaften des Trabekelmaschenwerks haben k{\"o}nnte. beta-Catenin ist hierbei auch unter dem Einfluss von TGF-beta nur zu einem geringen Anteil im Zellkern lokalisiert, was mit einer vermehrten Lokalisation von beta-Catenin in Zell-Zell-Verbindungen vereinbar ist. Da vermutlich unter TGF-beta-Stimulation sogar eher weniger beta-Catenin als Mediator f{\"u}r den Wnt-Signalpfad zur Verf{\"u}gung steht, k{\"o}nnte ein TGF-beta-vermittelter Wnt-Antagonismus eine Rolle in der Entstehung des POWG spielen. Es ist bekannt dass eine Hemmung des Wnt-Signalwegs den Augeninnendruck erh{\"o}ht. Im Rahmen dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass an der TGF-beta 2-Signalgebung in humanen Trabekelmaschenwerkszellen außer dem klassischen Smad-Weg auch MEK/ERK und PI3K/AKT an der Signal{\"u}bertragung beteiligt sind. Hierbei sind die TGF-beta-induzierten {\"A}nderungen der Zell-Zell-Verbindungen von der Smad- und AKT-Signalgebung abh{\"a}ngig, w{\"a}hrend die Effekte von TGF-beta auf alpha-SMA {\"u}ber den MEK/ERK-Signalweg vermittelt werden. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen einige neu beobachtete TGF-beta-Effekte im Trabekelmaschenwerk, von denen insbesondere die Ver{\"a}nderungen des Zellskeletts und der Zell-Zell-Verbindungen sowie die m{\"o}glicherweise stattfindende Depletion des Wnt-Signalweges Bedeutung f{\"u}r die Entstehung des Offenwinkelglaukoms haben k{\"o}nnten.},
  subject      = {Glaukom},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Weidauer2010,
  author    = {Weidauer, Stella Elisabeth},
  title     = {Strukturelle und funktionelle Charakterisierung des Knochenwachstums-Modulators Sclerostin},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-46224},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Die Knochenhom{\"o}ostase erfolgt durch das Zusammenspiel mehrerer Zelltypen. W{\"a}hrend die Osteoblasten f{\"u}r den Knochenaufbau verantwortlich sind, resorbieren die Osteoklasten Knochengewebe. Beide Vorg{\"a}nge werden durch die Osteozyten streng reguliert. Eine St{\"o}rung im strikt regulierten Gleichgewicht zwischen Knochenabbau und Knochenaufbau kann daher zu Knochenkrankheiten wie Osteoporose f{\"u}hren. Auf molekularer Ebene erfolgt die Kommunikation zwischen den einzelnen Zelltypen {\"u}ber zwei wichtige Signalwege, den der „Bone Morphogenetic Protein"-Superfamilie (BMPs) und den der Wnt-Proteine. Die Signal{\"u}bertragung wird hierbei durch sekretierte Faktoren induziert, die an Rezeptoren auf der Zelloberfl{\"a}che binden. Deren Aktivierung f{\"u}hrt zu einem intrazellul{\"a}ren Signal, welches letztlich die Expression von Zielgenen reguliert. Beide Signalwege werden auf mehreren Ebenen, extrazellul{\"a}r, membranst{\"a}ndig und intrazellul{\"a}r reguliert. Das 2003 identifizierte Sclerostin ist ein Vertreter der extrazellul{\"a}ren Regulatorproteine und wurde aufgrund seiner Zugeh{\"o}rigkeit zur DAN-Familie zun{\"a}chst f{\"a}lschlicherweise als direkter Inhibitor des BMP-Signalwegs eingestuft. Mittlerweile wird allerdings davon ausgegangen, dass Sclerostin den Wnt-Signalweg negativ reguliert, indem es die Wnt Ko-Rezeptoren LRP5 und LRP6 bindet, die beide zu der Familie der „Low-density lipoprotein receptors" geh{\"o}ren. {\"U}ber den molekularen Inhibitionsmechanismus von Sclerostin war jedoch zum Startpunkt dieser Dissertationsarbeit wenig bekannt. Daher wurde Sclerostin im Rahmen dieser Arbeit biophysikalisch und biochemisch charakterisiert. Die Aufkl{\"a}rung mittels NMR-Spektroskopie ergab f{\"u}r Sclerostin eine Struktur, die sich in drei Regionen gliedert: den Cystinknoten, sowie einen „Loop"-Bereich und die Fingerregion. Vom zentralen Cystinknoten gehen drei Peptid-Schleifen in zwei entgegengesetzte Richtungen aus. Schleife eins und drei bilden eine definierte ß-Faltblattstruktur und {\"a}hneln zwei Fingern einer Hand. Die zweite Schleife, welche vom Cystinknoten isoliert in die entgegengesetzte Richtung verl{\"a}uft („Loop"), ist wie die beiden langen N- und C-Termini flexibel und unstrukturiert. Die in Zusammenarbeit mit der Firma AbD-Serotec entstandenen Fab-Fragmente erm{\"o}glichten die Bestimmung des Bindeepitops der Sclerostin/LRP5-Interaktion im Bereich der unstrukturierten dritten Schleife von Sclerostin. Die Struktur von Sclerostin und die Identifikation des Bindeepitops auf Sclerostinseite geben nun erste Einblicke in den molekularen Mechanismus der Sclerostin/LRP5-Interaktion. Diese Kenntnis kann f{\"u}r die Entwicklung von Kleinmolek{\"u}linhibitoren mittels rationalem Drugdesign genutzt werden, welche, wie auch der in Kooperation entwickelte die Sclerostinaktivit{\"a}t neutralisierende Antik{\"o}rper AbD09097, hochinteressante Ans{\"a}tze f{\"u}r neuartige anabole Therapien von Krankheiten mit Knochenschwund darstellen.},
  subject      = {Cytokine},
  language  = {de}
}