@phdthesis{Rietdorf2003,
  author    = {Rietdorf, Katja},
  title     = {Wirkungen biogener Amine auf die Erregungs-Sekretions-Kopplung in der Speicheldr{\"u}se von Periplaneta americana (L.)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000878},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2003},
  abstract  = {In der vorliegenden Arbeit habe ich wichtige Teilmechanismen der Erregungs-Sekretionskopplung in der Speicheldr{\"u}se der Schabe Periplaneta americana (L.) untersucht. Die Speicheldr{\"u}se ist von dopaminergen und serotonergen Fasern innerviert (Baumann et al., 2002). Beide Transmitter stimulieren eine unterschiedliche Reaktion der Dr{\"u}se: Dopamin (DA) stimuliert die P-Zellen der Acini und die Ausf{\"u}hrgangzellen, w{\"a}hrend Serotonin (5-HT) die P- und C-Zellen der Acini stimuliert, nicht jedoch die Ausf{\"u}hrgangzellen. Der Endspeichel ist nach einer DA-Stimulierung proteinfrei. Dagegen enth{\"a}lt er nach einer 5-HT-Stimulierung Proteine, die von den C-Zellen sezerniert werden (Just \& Walz, 1996). Im ersten Teil meiner Arbeit habe ich mittels Kapillarelektrophoretischer Analyse (CE-Analyse) die Elektrolytkonzentrationen im Endspeichel untersucht sowie die Raten der Fl{\"u}ssigkeitssekretion gemessen. Damit wollte ich kl{\"a}ren, welche Transporter an der Sekretion des Prim{\"a}rspeichels und an dessen Modifikation beteiligt sind. Ausserdem wollte ich die Rolle der transportaktiven Epithelzellen der Ausf{\"u}hrg{\"a}nge f{\"u}r die Modifikation des Prim{\"a}rspeichels untersuchen. Daf{\"u}r habe ich einen Vergleich der Elektrolytkonzentrationen im DA- und 5-HT-stimulierten Endspeichel durchgef{\"u}hrt. Der Elektrolytgehalt des DA- und 5-HT-stimulierten Endspeichels unterscheidet sich nicht signifikant voneinander. Er ist nach beiden Stimulierungen hypoosmotisch zum verwendeten Ringer. Die Ausf{\"u}hrgangzellen werden durch DA stimuliert und modifizieren den Prim{\"a}rspeichel durch eine netto-Ionenreabsorption. Meine Versuche zeigen jedoch, dass auch die w{\"a}hrend einer 5-HT-Stimulierung der Dr{\"u}se unstimulierten Ausf{\"u}hrgangzellen den Prim{\"a}rspeichel modifizieren. In einer nachfolgenden Versuchsreihe habe ich den Einfluss von Ouabain, einem Hemmstoff der Na+-K+-ATPase, und Bumetanid, einem Hemmstoff des NKCC, auf die Raten der Fl{\"u}ssigkeitssekretion sowie den Elektrolytgehalt des Endspeichels untersucht. Ich habe gefunden, dass die Aktivit{\"a}t der Na+-K+-ATPase wichtig f{\"u}r die Modifikation des DA-stimulierten Prim{\"a}rspeichels ist. Im Gegensatz dazu ist sie f{\"u}r die Modifikation des 5-HT-stimulierten Prim{\"a}rspeichels nicht von Bedeutung. Bez{\"u}glich der Fl{\"u}ssigkeitssekretion habe ich keinen Einfluss der Na+-K+-ATPase-Aktivit{\"a}t auf die DA-stimulierten Sekretionsraten gefunden, dagegen ist die 5-HT-stimulierte Sekretionsrate in Anwesenheit von Ouabain gesteigert. Die Aktivit{\"a}t des NKCC ist f{\"u}r beide sekretorische Prozesse, die Ionen- und die Fl{\"u}ssigkeitssekretion, wichtig. Eine Hemmung des NKCC bewirkt eine signifikante Verringerung der Raten der Fl{\"u}ssigkeitssekretion nach DA- und 5-HT-Stimulierung sowie in beiden F{\"a}llen einen signifikanten Abfall der Ionenkonzentrationen im Endspeichel. Im zweiten Teil meiner Arbeit habe ich versucht, {\"A}nderungen der intrazellul{\"a}ren Ionenkonzentrationen in den Acinuszellen w{\"a}hrend einer DA- oder 5-HT-Stimulierung zu messen. Diese Experimente sollten mit der Methode des \"ratiometric imaging\" durchgef{\"u}hrt werden. Messungen mit dem Ca2+-sensitiven Fluoreszenzfarbstoff Fura-2 zeigten keinen globalen Anstieg in der intrazellul{\"a}ren Ca2+-Konzentration der P-Zellen. Aufgrund von Problemen mit einer schlechten Beladung der Zellen, einer starken und sich w{\"a}hrend der Stimulierung {\"a}ndernden Autofluoreszenz der Zellen sowie {\"A}nderungen im Zellvolumen wurden keine Messungen mit Na+- und K+-sensitiven Fluoreszenzfarbstoffen durchgef{\"u}hrt. Im dritten Teil dieser Arbeit habe ich die intrazellul{\"a}ren Signalwege untersucht, die zwischen einer 5-HT-Stimulierung der Dr{\"u}se und der Proteinsekretion vermitteln. Dazu wurde der Proteingehalt im Endspeichel biochemisch mittels eines modifizierten Bradford Assay gemessen. Eine erstellte Dosis-Wirkungskurve zeigt, dass die Rate der Proteinsekretion von der zur Stimulierung verwendeten 5-HT-Konzentration abh{\"a}ngt. In einer Serie von Experimenten habe ich die intrazellul{\"a}ren Konzentrationen von Ca2+, cAMP und / oder cGMP erh{\"o}ht und anschließend den Proteingehalt im Endspeichel gemessen. Ein Anstieg der intrazellul{\"a}ren Ca2+-Konzentration aktiviert nur eine geringe Rate der Proteinsekretion. Dagegen kann die Steigerung der intrazellul{\"a}ren cAMP-Konzentration eine st{\"a}rkere Proteinsekretion aktivieren, die sich nicht signifikant von der nach 5-HT-Stimulierung unterscheidet. Die cAMP-stimulierte Proteinsekretion kann durch gleichzeitige Erh{\"o}hung der intrazellul{\"a}ren Ca2+-Konzentration weiter gesteigert werden. Dagegen aktivierte eine Erh{\"o}hung der intrazellul{\"a}ren cGMP-Konzentration die Proteinsekretion nicht. Aufgrund dieser Ergebnisse postuliere ich die Existenz eines die Adenylatcyclase aktivierenden 5-HT-Rezeptors in der Basolateralmembran der C-Zellen.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Uflewski2021,
  author    = {Uflewski, Michal},
  title     = {Characterizing the regulation of proton antiport across the thylakoid membrane},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {122},
  year      = {2021},
  abstract  = {Die Energie, die zum Antrieb photochemischer Reaktionen ben{\"o}tigt wird, stammt aus der Ladungstrennung an der Thylakoidmembran. Aufrgrund des Unterschieds in der Protonenkonzentration zwischen dem Stroma der Chloroplasten und dem Thylakoidlumen wird eine Protonenmotorische Kraft (pmf) erzeugt. Die pmf setzt sich aus dem Protonengradienten (ΔpH) und dem Membranpotential (ΔΨ) zusammen, die gemeinsam die ATP-Synthese antreiben. In der Natur schwankt die Energiemenge, die die Photosynthese antreibt, aufgrund h{\"a}ufiger {\"A}nderungen der Lichtintensit{\"a}t. Der Thylakoid-Ionentransport kann den Energiefluss durch einen Photosyntheseapparat an die Lichtverf{\"u}gbarkeit anpassen, indem er die pmf-Zusammensetzung ver{\"a}ndert. Die Dissipation von ΔΨ verringert die Ladungsrekombination am Photosystem II, so dass ein Anstieg der ΔpH-Komponente eine R{\"u}ckkopplung zur Herabregulierung der Photosynthese ausl{\"o}sen kann. Der durch den K+-Austausch-Antiporter 3 (KEA3) gesteuerte K+/H+-Antiport reduziert den ΔpH-Anteil von pmf und d{\"a}mpft dadurch das nicht-photochemische Quenching (NPQ). Infolgedessen erh{\"o}ht sich die Photosyntheseeffizienz beim {\"U}bergang zu geringerer Lichtintensit{\"a}t. Ziel dieser Arbeit war es, Antworten auf Fragen zur Regulierung der KEA3-Aktivit{\"a}t und ihrer Rolle in der Pflanzenentwicklung zu finden. Die vorgestellten Daten zeigen, dass KEA3 in Pflanzen, denen der Chloroplasten-ATP-Synthase-Assembly-Faktor CGL160 fehlt und die eine verminderte ATP-Synthase-Aktivit{\"a}t aufweisen, eine zentrale Rolle bei der Regulierung der Photosynthese und des Pflanzenwachstums unter station{\"a}ren Bedingungen spielt. Das Fehlen von KEA3 in der cgl160-Mutante f{\"u}hrt zu einer starken Beeintr{\"a}chtigung des Wachstums, da die Photosynthese aufgrund des erh{\"o}hten pH-abh{\"a}ngigen NPQs und des verringerten Elektronenflusses durch den Cytochrom b6f-Komplex eingeschr{\"a}nkt ist. Die {\"U}berexpression von KEA3 in der cgl160-Mutante erh{\"o}ht die Ladungsrekombination im Photosystem II und f{\"o}rdert die Photosynthese. In Zeiten geringer ATP-Synthase-Aktivit{\"a}t profitieren die Pflanzen also von der KEA3-Aktivit{\"a}t. KEA3 unterliegt einer Dimerisierung {\"u}ber seinen regulatorischen C-Terminus (RCT). Der RCT reagiert auf Ver{\"a}nderungen der Lichtintensit{\"a}t, da die Pflanzen, die KEA3 ohne diese Dom{\"a}ne exprimieren, einen reduzierten Lichtschutzmechanismus bei Lichtintensit{\"a}tsschwankungen aufweisen. Allerdings fixieren diese Pflanzen w{\"a}hrend der Photosynthese-Induktionsphase mehr Kohlenstoff als Gegenleistung f{\"u}r einen langfristigen Photoprotektor, was die regulierende Rolle von KEA3 in der Pflanzenentwicklung zeigt. Der KEA3-RCT ist dem Thylakoidstroma zugewandt, so dass seine Regulierung von lichtinduzierten Ver{\"a}nderungen in der Stroma-Umgebung abh{\"a}ngt. Die Regulierung der KEA3-Aktivit{\"a}t {\"u}berschneidet sich mit den pH-{\"A}nderungen im Stroma, die bei Lichtschwankungen auftreten. Es hat sich gezeigt, dass ATP und ADP eine Affinit{\"a}t zum heterolog exprimierten KEA3 RCT haben. Eine solche Wechselwirkung verursacht Konformations{\"a}nderungen in der RCT-Struktur. Die Faltung der RCT-Liganden-Interaktion h{\"a}ngt vom pH-Wert der Umgebung ab. Mit einer Kombination aus Bioinformatik und In-vitro-Ansatz wurde die ATP-Bindungsstelle am RCT lokalisiert. Das Einf{\"u}gen einer Punktmutation in der KEA3-RCT Bindungsstelle in planta f{\"u}hrte zu einer Deregulierung der Antiporteraktivit{\"a}t beim {\"U}bergang zu wenig Licht. Die in dieser Arbeit vorgestellten Daten erm{\"o}glichten es uns, die Rolle von KEA3 bei der Anpassung der Photosynthese umfassender zu bewerten und Modelle zur Regulierung der KEA3-Aktivit{\"a}t w{\"a}hrend des {\"U}bergangs zwischen verschiedenen Lichtintensit{\"a}ten vorzuschlagen.},
  language  = {en}
}