@phdthesis{Jurrmann2006,
  author    = {Jurrmann, Nadine},
  title     = {Die Hemmung der Bildung des Interleukin-1-Rezeptorkomplexes als redoxregulierter antiinflammatorischer Mechanismus},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-7584},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2006},
  abstract  = {Das proinflammatorische Zytokin Interleukin-1 (IL-1) spielt eine zentrale Rolle bei Entz{\"u}ndungen und Infektionen. Die zellul{\"a}ren Antworten von IL-1 werden {\"u}ber den IL-1-Rezeptor Typ I (IL-1RI) vermittelt. Adapterproteine und die IL-1RI-assoziierte Kinase IRAK werden nach Ligandenbindung an den Rezeptor rekrutiert. Nach ihrer Phosphorylierung dissoziiert die IRAK vom IL-1RI-Komplex und aktiviert weitere Kinasen, was letztendlich zur Aktivierung von NF-κB und zur Induktion der Transkription von Genen f{\"u}hrt. F{\"u}r eine ad{\"a}quate Immunantwort ist ein intrazellul{\"a}rer reduzierter Status von Proteinthiolen essentiell. Vorausgegangene Untersuchungen an der murinen Thymomzelllinie EL-4 zeigten, dass die IL-1-Signalkaskade durch thiolmodifizierende Substanzen wie Menadion (MD) oder Phenylarsinoxid (PAO) gehemmt wird. Eine IL-1-abh{\"a}ngige Aktivierung von IL-1RI-assoziierte Kinasen oder NF-κB fand nicht mehr statt. Ziele dieser Arbeit waren: (i) m{\"o}gliche Proteine, die f{\"u}r den Angriff von thiolmodifizierenden Agenzien ein Ziel sein k{\"o}nnten, zu identifizieren und (ii) den Einfluss nahrungsrelevanter und redoxaktiver Substanzen auf fr{\"u}he Ereignisse der IL-1-Signaltransduktion wie der Bildung des IL-1RI-Komplexes zu untersuchen. Als Zellmodell wurden EL-4-Zellen mit stabil {\"u}berexprimierter IRAK (EL-4<sup>IRAK) verwendet. Um die Bildung des IL-1RI-Komplexes, anschließende Phosphorylierungsereignisse und somit Kinase-Aktivit{\"a}ten nachzuweisen, wurden Co-Pr{\"a}zipitations-Experimente und in vitro Kinase Tests durchgef{\"u}hrt. Die Markierung von Proteinthiolen erfolgte mit dem thiolspezifischen Reagenz Iodoacetyl-[<sup>125I]-Iodotyrosin ([<sup>125I]-IAIT). Die Vorbehandlung von EL-4<sup>IRAK-Zellen mit MD oder PAO f{\"u}hrte zu einer Hemmung der Rekrutierung der IRAK an den IL-1RI und der anschließenden Phosphorylierungen. Zur Identifikation weiterer IL-1RI-assoziierter Proteine wurden IL-1RI-Immunpr{\"a}zipitate zweidimensional aufgetrennt, Colloidal-Coomassie gef{\"a}rbte Proteinspots ausgeschnitten und anschließend massenspektrometrisch mittels ESI-Q-TOF analysiert. Bei der Analyse wurden Proteine des Cytoskeletts wie z. B. Actin identifiziert. In Analogie zu den synthetischen Substanzen MD und PAO wurden nahrungsrelevante und redoxaktive Substanzen wie Curcumin (Gelbwurz) und Sulforaphan (Broccoli) eingesetzt, um zu untersuchen, ob sie bereits fr{\"u}h die IL-1-Signaltransduktion beeinflussen. Bislang sind antiinflammatorische Effekte dieser beiden Nahrungsinhaltsstoffe nur auf der Ebene der Zytokin-vermittelten Aktivierung von NF-κB beschrieben. Sowohl Curcumin als auch Sulforaphan blockierten konzentrationsabh{\"a}ngig die Assoziation der IRAK an den IL-1RI in EL-4<sup>IRAK-Zellen, wobei beide Substanzen unterschiedlich wirkten. Curcumin beeinflusste die IRAK-Aktivierung durch direkte Modifikation von Thiolen der IRAK ohne die Bindung von IL-1 mit dem IL-1RI zu beeintr{\"a}chtigen. Sulforaphan hingegen induzierte auf mRNA- und Proteinebene die Expression von Tollip, welches durch PCR bzw. Western Blot nachgewiesen wurde. Tollip, ein negativer Regulator in TLR/IL-1RI-Signalkaskaden, k{\"o}nnte somit nach Induktion die IRAK-Aktivierung unterdr{\"u}cken. Die Sulforaphan-abh{\"a}ngige Induktion der Tollip-Expression erfolgte jedoch nicht {\"u}ber Nrf2 und "antioxidant response element" (ARE)-regulierte Transkription, obwohl Sulforaphan ein bekannter Nrf2-Aktivator ist. Diese Ergebnisse veranschaulichen, dass die IRAK ein redoxsensitives Protein ist und f{\"u}r die Bildung des IL-1RI-Komplexes reduzierte Proteinthiole eine Voraussetzung sind. Der Angriffspunkt f{\"u}r die antiinflammatorische Wirkung der beiden Nahrungsbestandteile Curcumin und Sulforaphan ist die Bildung des IL-1RI-Komplexes als ein fr{\"u}hes Ereignis in der IL-1-Signalkaskade. Die Hemmung dieses Prozesses w{\"u}rde die in der Literatur beobachteten Inhibitionen der abw{\"a}rts liegenden Signale wie die Aktivierung von NF-κB und die Induktion proinflammatorischer Proteine erkl{\"a}ren.},
  subject      = {Interleukin-1},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Banning2005,
  author    = {Banning, Antje},
  title     = {Selenabh{\"a}ngige Glutathionperoxidasen als Mediatoren und Ziele der intrazellul{\"a}ren Redoxregulation : Identifizierung der GI-GPx als Ziel f{\"u}r Nrf2 und der PHGPx ...},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-5436},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2005},
  abstract  = {Das 1817 erstmals schriftlich erw{\"a}hnte Selen galt lange Zeit nur als toxisch und sogar als procancerogen, bis es 1957 von Schwarz und Foltz als essentielles Spurenelement erkannt wurde, dessen biologische Funktionen in S{\"a}ugern durch Selenoproteine vermittelt werden. Die Familie der Glutathionperoxidasen nimmt hierbei eine wichtige Stellung ein. F{\"u}r diese sind konkrete Funktionen und die dazugeh{\"o}rigen molekularen Mechanismen, welche {\"u}ber die von ihnen katalysierte Hydroperoxidreduktion und damit verbundene antioxidative Kapazit{\"a}t hinausgehen, bislang nur unzureichend beschrieben worden. Die Funktion der gastrointestinalen Glutathionperoxidase (GI-GPx) wird als Barriere gegen eine Hydroperoxidabsorption im Gastrointestinaltrakt definiert. Neuen Erkenntnissen zufolge wird die GI-GPx aber auch in verschiedenen Tumoren verst{\"a}rkt exprimiert, was weitere, bis dato unbekannte, Funktionen dieses Enzymes wahrscheinlich macht. Um m{\"o}gliche neue Funktionen der GI-GPx, vor allem w{\"a}hrend der Cancerogenese, abzuleiten, wurde hier die transkriptionale Regulation der GI-GPx detaillierter untersucht. Die Sequenzanalyse des humanen GI-GPx-Promotors ergab das Vorhandensein von zwei m{\"o}glichen "antioxidant response elements" (ARE), bei welchen es sich um Erkennungssequenzen des Transkriptionsfaktors Nrf2 handelt. Die meisten der bekannten Nrf2-Zielgene geh{\"o}ren in die Gruppe der Phase-II-Enzyme und verf{\"u}gen {\"u}ber antioxidative und/oder detoxifizierende Eigenschaften. Sowohl auf Promotorebene als auch auf mRNA- und Proteinebene konnte die Expression der GI-GPx durch typische, in der Nahrung enthaltene, Nrf2-Aktivatoren wie z.B. Sulforaphan oder Curcumin induziert werden. Eine direkte Beteiligung von Nrf2 wurde durch Cotransfektion von Nrf2 selbst bzw. von Keap1, das Nrf2 im Cytoplasma festh{\"a}lt, demonstriert. Somit konnte die GI-GPx eindeutig als Nrf2-Zielgen identifiziert werden. Ob sich die GI-GPx in die Gruppe der antiinflammatorischen und anticancerogenen Phase-II-Enzyme einordnen l{\"a}sst, bleibt noch zu untersuchen. Die Phospholipidhydroperoxid Glutathionperoxidase (PHGPx) nimmt aufgrund ihres breiten Substratspektrums, ihrer hohen Lipophilie und ihrer F{\"a}higkeit, Thiole zu modifizieren, eine Sonderstellung innerhalb der Familie der Glutathionperoxidasen ein. Mit Hilfe eines PHGPx-{\"u}berexprimierenden Zellmodells wurden deshalb Beeinflussungen des zellul{\"a}ren Redoxstatus und daraus resultierende Ver{\"a}nderungen in der Aktivit{\"a}t redoxsensitiver Transkriptionsfaktorsysteme und in der Expression atheroskleroserelevanter Adh{\"a}sionsmolek{\"u}le untersucht. Als Transkriptionsfaktoren wurden NF-kB und Nrf2 ausgew{\"a}hlt. Die Bindung von NF-kB an sein entsprechendes responsives Element in der DNA erfordert das Vorhandensein freier Thiole, wohingegen Nrf2 durch Thiolmodifikation von Keap1 freigesetzt wird und in den Kern transloziert. Eine erh{\"o}hte Aktivit{\"a}t der PHGPx resultierte in einer Erh{\"o}hung des Verh{\"a}ltnisses von GSH zu GSSG, andererseits aber in einer verminderten Markierbarkeit freier Proteinthiole. PHGPx-{\"U}berexpression reduzierte die IL-1-induzierte NF-kB-Aktivit{\"a}t, die sich in einer verminderten NF-kB-DNA-Bindef{\"a}higkeit und Transaktivierungsaktivit{\"a}t ausdr{\"u}ckte. Auch war die Proliferationsrate der Zellen vermindert. Die Expression des NF-kB-regulierten vaskul{\"a}ren Zelladh{\"a}sionsmolek{\"u}ls, VCAM-1, war ebenfalls deutlich verringert. Umgekehrt war in PHGPx-{\"u}berexprimierenden Zellen eine erh{\"o}hte Nrf2-Aktivit{\"a}t und Expression der Nrf2-abh{\"a}ngigen H{\"a}moxygenase-1 zu verzeichnen. Letzte kann f{\"u}r die meisten der beobachteten Effekte verantwortlich gemacht werden. Die hier dargestellten Ergebnisse verdeutlichen, dass eine Modifizierung von Proteinthiolen als wichtige Determinante f{\"u}r die Regulation der Expression und Funktion von Glutathionperoxidasen angesehen werden kann. Entgegen fr{\"u}heren Vermutungen, welche oxidative Vorg{\"a}nge generell mit pathologischen Ver{\"a}nderungen assoziierten, scheint ein moderater oxidativer Stress, bedingt durch eine transiente Thiolmodifikation, durchaus g{\"u}nstige Auswirkungen zu haben, da, wie hier dargelegt, verschiedene, miteinander interagierende, cytoprotektive Mechanismen ausgel{\"o}st werden. Hieran wird deutlich, dass sich "antioxidative Wirkung" oder "oxidativer Stress" keineswegs nur auf "gute" oder "schlechte" Vorg{\"a}nge beschr{\"a}nken lassen, sondern im Zusammenhang mit den beeinflussten (patho)physiologischen Prozessen und dem Ausmaß der "St{\"o}rung" des physiologischen Redoxgleichgewichtes betrachtet werden m{\"u}ssen.},
  subject      = {Selen},
  language  = {de}
}