TY  - THES
A1  - Partosch, Falko
T1  - Computergestützte Analysen in der Toxikologie
T1  - Computer-assisted analyses in toxicology
BT  - Anwendung von In-silico-Modellen und Nutzen in der Risikobewertung
BT  - application of in silico models and their use in risk assessment
N2  - Im Rahmen der EU-weiten REACH-Verordnung haben Alternativmethoden zum Tierversuch in der Toxikologie an Bedeutung gewonnen. Die Alternativmethoden gliedern sich auf in In-vitro- und In-silico-Methoden. In dieser Dissertation wurden verschiedene Konzepte der In-silico-Toxikologie behandelt.
Die bearbeiteten Themen reichen von quantitativen Strukturaktivitätsbeziehungen (QSAR) über eine neue Herangehensweise an das gängige Konzept zur Festlegung von Grenzwerten bis hin zu computerbasierten Modellierungen zum Alkohol- und Bisphenol-A-Stoffwechsel.
Das Kapitel über QSAR befasst sich im Wesentlichen mit der Erstellung und Analyse einer Datenbank mit 878 Substanzen, die sich aus Tierversuchsstudien aus dem Archiv des Bundesinstituts für Risikobewertung zusammensetzt. Das Design wurde dabei an eine bereits bestehende Datenbank angepasst, um so einen möglichst großen Datenpool zu generieren. In der Analyse konnte u.a. gezeigt werden, dass Stoffe mit niedrigerem Molekulargewicht ein erhöhtes Potential für toxikologische Schäden aufwiesen als größere Moleküle.
Mit Hilfe des sogenannten TTC-Konzepts können Grenzwerte für Stoffe geringer Exposition festgelegt werden, zu denen keine toxikologischen Daten zur Verfügung stehen. In dieser Arbeit wurden für die Stoffe dreier Datenbanken entsprechende Grenzwerte festgelegt. Es erfolgte zunächst eine gängige strukturbasierte Aufteilung der Substanzen in die Kategorien "nicht toxisch", "möglicherweise toxisch" und "eindeutig toxisch". Substanzen, die aufgrund ihrer Struktur in eine der drei Klassen eingeordnet werden, erhalten den entsprechenden Grenzwert. Da in die dritte Klasse auch Stoffe eingeordnet werden, deren Toxizität nicht bestimmbar ist, ist sie sehr groß. Daher wurden in dieser Arbeit die ersten beiden Klassen zusammengelgt, um einen größeren Datenpool zu ermöglichen. Eine weitere Neuerung umfasst die Erstellung eines internen Grenzwerts. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass der Expositionsweg herausgerechnet wird und somit beispielsweise Studien mit oraler Verabreichung mit Studien dermaler Verabreichung verglichen werden können. 
Mittels physiologisch basiertem kinetischem Modelling ist es möglich, Vorgänge im menschlichen Körper mit Hilfe spezieller Software nachzuvollziehen. Durch diese Vorgehensweise können Expositionen von Chemikalien simuliert werden. In einem Teil der Arbeit wurden Alkoholexpositionen von gestillten Neugeborenen simuliert, deren Mütter unmittelbar zuvor alkoholische Getränke konsumiert hatten. Mit dem Modell konnte gezeigt werden, dass die Expositionen des Kindes durchweg gering waren. Nach einem Glas Wein wurden Spitzenkonzentrationen im Blut von Neugeborenen von 0,0034 Promille ermittelt. Zum Vergleich wurde die Exposition durch ein für Säuglinge zugelassenes alkoholhaltiges pflanzliches Arzneimittel simuliert. Hier wurden Spitzenkonzentrationen von 0,0141 Promille erreicht. Daher scheinen Empfehlungen wie gelegentlicher Konsum ohne schädigende Wirkung auf das Kind wissenschaftlich fundiert zu sein.
Ein weiteres Kinetik-Modell befasste sich mit dem Stoffwechsel von Bisphenol A. Teils widersprüchliche Daten zur Belastung mit BPA in der wissenschaftlichen Literatur führen wiederholt zu Anregungen, den Grenzwert der Chemikalie anzupassen. Die Funktionalität der am Metabolismus beteiligten Enzyme kann je nach Individuum unterschiedlich ausgeprägt sein. Mittels Modellings konnte hier gezeigt werden, dass dies maßgeblich dazu führt, dass sich berechnete Plasmaspiegel von Individuen bis zu 4,7-fach unterscheiden.
Die Arbeit konnte somit einen Beitrag zur Nutzung und Weiterentwicklung von In-silico-Modellen für diverse toxikologische Fragestellungen leisten.
N2  - In the last few years alternative methods to animal testing have gained in importance, particularly in the context of EU wide REACH legislation. The alternative methods are divided into in vitro and in silico methods. In this work, different concepts of in silico toxicology are discussed.
The topics in this dissertation range from quantitative structure-activity relation- ships (QSAR) via a new approach to the common TTC concept to modeling of alcohol and bisphenol A metabolism. 
The chapter on QSAR is essentially concerned with the creation and analysis of a database of the German Federal Institute for Risk Assessment (BfR). The design of the database has been adapted to the design of an existing database to gain a relative large pool of data. It was found for example that substances with lower molecular weight have increased potential for toxicologically relevant damage compared to larger molecules.
The TTC concept allows the user to set thresholds for substances of low level exposure when no experimental toxicological data is available. In this work, thresholds were determined for the substances of three different databases. At first substances were identified by their structure and assigned to the categories “nontoxic”, “possibly toxic” and “significantly toxic”. Depending on the category in which an unknown substance is classified, the corresponding threshold applies for it. Since the allocation to com- mon Cramer classes is done very conservatively, substances are rarely assigned to the second class. For this reason, the chemicals of the second and the third class were merged here. A further new approach was the determination of an internal threshold. This allows to subtract out the route of exposure and to apply established thresholds of oral exposure to substances that are absorbed through the skin for example. 
Physiologically based kinetic modeling is used to simulate physiological processes in the human body and therefore allows to understand kinetic processes. As a result, exposures to chemicals after intake into the body can be simulated. In the first part it was tried to simulate alcohol exposure of breast-fed babies, if the nursing mother had previously consumed various alcoholic beverages. In the model, it was shown that exposure of the child was consistently low. Peak concentrations were 0.0034 per mill in a newborn after consuming of a glass of wine. For comparison the exposure by an approved alcoholic herbal medicine for the treatment of flatulence in infants was simulated. Here, the peak concentrations reached 0.0141 per mill. Therefore, the findings appear to prove recommendations like “occasional consumption without damaging effect on the child” to be scientifically justified.
Another kinetics model focused on polymorphisms of bisphenol A metabolizing enzymes. Conflicting evidence in the scientific literature on measured BPA concentrations in the blood led to consideration whether the TDI of 0.05 mg/kg bw/day imposed by the EFSA has to be corrected. There are known polymorphisms of the primary metabolizing enzyme. Via modeling it could be shown that these polymorphisms lead to individual plasma levels which vary by the factors of 4.7.
Thus, this work contributes to the development and use of in silico models for various toxicological problems.
KW  - QSAR
KW  - Toxikokinetik
KW  - TTC
KW  - PBTK
KW  - Modelling
KW  - in silico
KW  - QSAR
KW  - toxicology
KW  - TTC
KW  - PBTK
KW  - in silico
KW  - kinetics
KW  - alcohol
KW  - BPA
KW  - Bisphenol A
KW  - polymorphism
KW  - PBPK
KW  - Kinetik
KW  - Alkohol
KW  - BPA
KW  - Bisphenol A
KW  - Polymorphismus
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-82334
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TY  - THES
A1  - Sarem, Zeinab
T1  - Regulation of IGF-1 bioactivity by dietary hormones, impact of glucagon and insulin-induced hypoglycemia
T1  - Regulierung der IGF-1 Bioaktivität durch diätische Hormone, Auswirkungen von Glucagon und Insulin-induzierte Hypoglykämie
N2  - Der Zusammenhang zwischen Ernährung und der Entwicklung von chronischen Krankenheiten wie metabolischem Syndrom, Diabetes mellitus, Krebs und kardiovaskulären Erkrankungen
 wurde untersucht. Veränderungen der GH-IGF-1 Achse in Verbindung mit ernährungsbedingten Erkrankungen wurden früher beschrieben. Das Wechselspiel zwischen GH, gesamt IGF-1 und verschiedenen hemmenden und stimulierenden IGF-1 bindenden Proteinen (IGFBPs) bestimmt die IGF-1 Bioaktivität, die als die Fähigkeit von IGF-1 die Phosphorylierung von seinem Rezeptor und folglich seinem Signalsweg zu induzieren, identifiziert ist. Deshalb reicht die Messung der IGF-1 Bioaktivität aus, um Änderungen des GH-IGF-1 Systems darzustellen. Studien deuten darauf hin, dass proteinreiche Diät, gekennzeichnet durch erhöhte Glukagonsekretion, und Insulin-induzierte Hypoglykämie die Sterblichkeit erhöhen, und die Mechanismen sind unklar. Sowohl Glukagon als auch Insulin-induzierte Hypoglykämie stimulieren die GH Sekretion. Das Ziel der vorliegenden Studie war, die Wirkung von Glucagon und Insulin-induzierter Hypoglykämie auf die IGF-1 -Bioaktivität als mögliche Mechanismen zu characterizieren. In einer doppelblinden, Placebo-kontrollierten Studie wurde Glukagon intramuskulär 13 Patienten mit T1DM (6 Männer / 7 Frauen; [ BMI ] : 24,8 ± 0,95 kg / m2) , 11 übergewichtigen Teilnehmern (OP ; 5/6 ; 34,4 ± 1,7 kg / m2) und 13 gesunden schlanken Teilnehmern (LP ; 6/7 ; 21,7 ± 0,6 kg / m2) administriert. Zwölf übergewichtige Teilnehmer (OP ; 6/6 ; 34,4 ± 1,7 kg / m2) und 13 gesunde schlanke Teilnehmer (LP ; 6/7 ; 21,7 ± 0,6 kg / m2) führten Insulintoleranztests in einer weiteren doppelblinden, Plazebo- kontrollierten Studie durch. Änderungen des GH, gesamt-IGF-1, der IGF-bindenden Proteinen ( IGFBPs ) und der IGF-1-Bioaktivität wurden durch das zellbasierte KIRA-Verfahren gemessen. Außerdem wurde die Wechselwirkung zwischen den metabolischen Hormonen (Glucagon und Insulin) und GH-IGF-1-System auf der Transkriptionsebene mit primären Maus-Hepatozyten untersucht. In dieser Arbeit verringerte Glukagon die IGF-1-Bioaktivität bei den Menschen unabhängig von körpereigenen Insulinspiegeln, höchstwahrscheinlich durch Modulation des IGFBP-1 und -2. Die Glukagon-induzierte Reduktion der IGF-1-Bioaktivität stellt einen neuen Mechanismus der Wirkung von Glucagon auf die GH-Sekretion dar und kann als mögliche Erklärung für die negativen Auswirkungen der proteinreichen Diät im Zusammenhang auf das erhöhte kardiovaskuläre Risiko und die Mortalität vorgeschlagen werden.
Zusätzlich wurde die Insulin-induzierten Hypoglykämie eine Abnahme der IGF-1-Bioaktivität durch Hochregulierung von IGFBP-2 zugeordnet. Diese Ergebnisse können auf mögliche und wenig erforschte Mechanismen zur Erläuterung der starken Assoziation zwischen Hypoglykämie und erhöhter kardiovaskulärer Mortalität bei diabetischen Patienten beziehen.
N2  - The relationship between nutrition and the development of chronic diseases including metabolic syndrome, diabetes mellitus, cancer and cardiovascular disease has been well studied. On the other hand, changes in the GH-IGF-1 axis in association with nutrition-related diseases have been reported. The interplay between GH, total IGF-1 and different inhibitory and stimulatory kinds of IGF-1 binding proteins (IGFBPs) results in IGF-1 bioactivity, the ability of IGF-1 to induce phosphorylation of its receptor and consequently its signaling. Moreover, IGF-1 bioactivity is sufficient to reflect any change in the GH-IGF-1 system. Accumulating evidence suggests that both of high protein diet, characterized by increased glucagon secretion, and insulin-induced hypoglycemia increase mortality rate and the mechanisms are unclear. However both of glucagon and insulin-induced hypoglycemia are potent stimuli of GH secretion. The aim of the current study was to identify the impact of glucagon and insulin-induced hypoglycemia on IGF-1 bioactivity as possible mechanisms. In a double-blind placebo-controlled study, glucagon was intramuscularly administrated in 13 type 1 diabetic patients (6 males /7 females; [BMI]: 24.8 ± 0.95 kg/m2), 11 obese subjects (OP; 5/ 6; 34.4 ± 1.7 kg/m2), and 13 healthy lean participants (LP; 6/ 7; 21.7 ± 0.6 kg/m2), whereas 12 obese subjects (OP; 6/ 6; 34.4 ± 1.7 kg/m2), and 13 healthy lean participants (LP; 6/ 7; 21.7 ± 0.6 kg/m2) performed insulin tolerance test in another double-blind placebo-controlled study and changes in GH, total IGF-1, IGF binding proteins (IGFBPs) and IGF-1 bioactivity, measured by the cell-based KIRA method, were investigated. In addition, the interaction between the metabolic hormones (glucagon and insulin) and the GH-IGF-1 system on the transcriptional level was studied using mouse primary hepatocytes. In this thesis, glucagon decreased IGF-1 bioactivity in humans independently of endogenous insulin levels, most likely through modulation of IGFBP-1 and-2 levels. The glucagon-induced reduction in IGF-1 bioactivity may represent a novel mechanism underlying the impact of glucagon on GH secretion and may explain the negative effect of high protein diet related to increased cardiovascular risk and mortality rate. In addition, insulin-induced hypoglycemia was correlated with a decrease in IGF-1 bioactivity through up-regulation of IGFBP-2. These results may refer to a possible and poorly explored mechanism explaining the strong association between hypoglycemia and increased cardiovascular mortality among diabetic patients.
KW  - IGF-1
KW  - bioactivity
KW  - glucagon
KW  - insulin-induced hypoglycemia
KW  - IGF-1
KW  - Bioaktivität
KW  - Glucagon
KW  - Insulin-induzierte Hypoglykämie
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-82198
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TY  - THES
A1  - Schröder, Christine
T1  - Identifizierung und Charakterisierung der Isoflavon-umsetzenden Enzyme aus dem humanen Darmbakterium Slackia isoflavoniconvertens
T1  - Identification and characterization of isoflavone-converting enzymes of the human gut bacterium Slackia isoflavoniconvertens
N2  - Aufgrund ihrer potenziell gesundheitsfördernden Wirkung sind die polyphenolischen Isoflavone für die menschliche Ernährung von großem Interesse. Eine Vielzahl an experimentellen und epidemiologischen Studien zeigen für die in Soja enthaltenen Isoflavone Daidzein und Genistein eine präventive Wirkung bezüglich hormon-abhängiger und altersbedingter Erkrankungen, wie Brust- und Prostatakrebs, Osteoporose, Herz-Kreislauf-Erkrankungen sowie des menopausalen Syndroms. Die Metabolisierung und Bioaktivierung dieser sekundären Pflanzenstoffe durch die humane intestinale Darmmikrobiota ist individuell unterschiedlich. Nur in einem geringen Teil der westlichen Bevölkerung wird der Daidzein-Metabolit Equol durch spezifische Darmbakterien gebildet. Ein isoliertes Equol-produzierendes Bakterium des menschlichen Darmtrakts ist Slackia isoflavoniconvertens. Anhand dieser Spezies sollten die bislang unbekannten, an der Umsetzung von Daidzein und Genistein beteiligten Enzyme identifiziert und charakterisiert werden. 
Fermentationsexperimente mit S. isoflavoniconvertens zeigten, dass die Gene der Daidzein und Genistein-umsetzenden Enzyme nicht konstitutiv exprimiert werden, sondern induziert werden müssen. Mit Hilfe der zweidimensionalen differentiellen Gelelektrophorese wurden sechs Proteine detektiert, welche in einer S. isoflavoniconvertens-Kultur in Anwesenheit von Daidzein induziert wurden. Auf Grundlage einzelner Peptidsequenzen erfolgte die Sequenzierung eines Genkomplexes mit den in gleicher Orientierung angeordneten Genen der durch Daidzein induzierten Proteine. Sequenzvergleiche identifizierten zudem äquivalente Genprodukte zu den Proteinen von S. isoflavoniconvertens in anderen Equolproduzierenden Bakterien. Nach der heterologen Expression in Escherichia coli wurden drei dieser Gene durch enzymatische Aktivitätstests als Daidzein-Reduktase (DZNR), Dihydrodaidzein-Reduktase (DHDR) und Tetrahydrodaidzein-Reduktase (THDR) identifiziert. Die Kombination der E. coli-Zellextrakte führte zur vollständigen Umsetzung von Daidzein über Dihydrodaidzein zu Equol. Neben Daidzein setzte die DZNR auch Genistein zu Dihydrogenistein um. Dies erfolgte mit einer größeren Umsatzgeschwindigkeit im Vergleich zur Reduktion von Daidzein zu Dihydrodaidzein. Enzymatische Aktivitätstests mit dem Zellextrakt von S. isoflavoniconvertens zeigten ebenfalls eine schnellere Umsetzung von Genistein. Die Kombination der rekombinanten DHDR und THDR führte zur Umsetzung von Dihydrodaidzein zu Equol. Der korrespondierende Metabolit 5-Hydroxyequol konnte als Endprodukt des Genistein-Metabolismus nicht detektiert werden. Zur Reinigung der drei identifizierten Reduktasen wurden diese genetisch an ein Strep-tag fusioniert und mittels Affinitätschromatographie gereinigt. Die übrigen durch Daidzein induzierten Proteine IfcA, IfcBC und IfcE wurden ebenfalls in E. coli exprimiert und als Strep-Fusionsproteine gereinigt. Vergleichende Aktivitätstests identifizierten das induzierte Protein IfcA als Dihydrodaidzein-Racemase. Diese katalysierte die Umsetzung des (R)- und (S)-Enantiomers von Dihydrodaidzein und Dihydrogenistein zum korrespondierenden Racemat. Neben dem Elektronentransfer-Flavoprotein IfcBC wurden auch die THDR, DZNR und IfcE als FAD-haltige Flavoproteine identifiziert. Zudem handelte es sich bei IfcE um ein Eisen-Schwefel-Protein. Nach Induktion der für die Daidzein-Umsetzung kodierenden Gene wurden mehrere verschieden lange mRNA-Transkripte gebildet. Dies zeigte, dass die Transkription des durch Daidzein induzierten Genkomplexes in S. isoflavoniconvertens nicht in Form eines einzelnen Operonsystems erfolgte.
Auf Grundlage der identifizierten Daidzein-umsetzenden Enzyme kann der Mechanismus der bakteriellen Umsetzung von Isoflavonen durch S. isoflavoniconvertens eingehend erforscht werden. Die ermittelten Gensequenzen der durch Daidzein induzierten Proteine sowie die korrespondierenden Gene weiterer Equol-produzierender Bakterien bieten zudem die Möglichkeit der mikrobiellen Metagenomanalyse im humanen Darmtrakt.
N2  - Gut bacteria play a crucial role in the metabolism of dietary isoflavones which have been implicated in the prevention of hormone-dependent and age-related diseases. Only the intestinal bacteria are able to catalyze the bioactivation of the main soybean isoflavones daidzein and genistein to equol and 5-hydroxy-equol, respectively. Although several equolforming gut bacteria have been isolated in recent years, the knowledge on the involved enzymes is still scarce. Slackia isoflavoniconvertens represents one of the few equol-forming gut bacteria isolated from humans.
Growth experiments with S. isoflavoniconvertens indicated that the enzymes catalyzing the conversion of daidzein and genistein were inducible by these isoflavones. Using two-dimensional difference gel electrophoresis (2D-DIGE), several proteins were found to be upregulated in S. isoflavoniconvertens cells grown in the presence of daidzein. Based on selected protein sequences, a cluster of eight genes was identified encoding the daidzeininduced proteins. Sequence analysis revealed also similarities of daidzein-induced proteins to corresponding enzymes from other equol-forming human gut bacteria. The heterologous expression of three of those proteins in Escherichia coli and enzyme activity tests identified them as a daidzein reductase (DZNR), a dihydrodaidzein reductase (DHDR) and a tetrahydrodaidzein reductase (THDR). The combined cell extracts catalyzed the complete conversion of daidzein to equol. The recombinant DZNR also converted genistein to the intermediate dihydrogenistein at higher rates than observed for the conversion of daidzein to dihydrodaidzein. Higher rates were also observed with S. isoflavoniconvertens cell extracts. In combination, the recombinant DHDR and THDR catalyzed the reduction of dihydrodaidzein to equol, while the corresponding formation product 5-hydroxy-equol was not observed.
The three reductases were functionally expressed as Strep-tag fusion proteins and purified by a one-step affinity chromatography. In addition, the remaining daidzein-induced proteins IfcA, IfcBC and IfcE were successfully expressed in E. coli and purified. In a comparative enzyme activity test, IfcA was identified as a dihydrodaidzein racemase, which converts the (R)- and (S)-enantiomers of dihydrodaidzein and dihydrogenistein to the corresponding racemate. Flavin analysis revealed flavin adenine dinucleotide (FAD) as the cofactor of THDR, DZNR, IfcE and also of the putative heterodimeric electron tansfer flavoprotein IfcBC. In addition, IfcE was identified as iron-sulfur enzyme. The analysis of intergenic regions and gene expression indicated a non-operon genetic structure of daidzein-induced proteins, because mRNA expression occurs at different transcriptional units. Furthermore, the transcription start site was determined for ifcA as the first gene of daidzein-induced gene cluster.
In summary, the identification and incipient characterization of the daidzein-induced enzymes provides the basis for detection corresponding genes in other equol-forming gut bacteria within the microbial metagenome of the human gut. The results enable also further studies to elucidate the catalytic mechanism underlying the isoflavone bioactivation by S. isoflavoniconvertens and to clarify the regulation of enzyme induction.
KW  - Isoflavone
KW  - Darmbakterium
KW  - Equol
KW  - Proteine
KW  - Reduktase
KW  - isoflavones
KW  - gut microbiota
KW  - equol
KW  - protein
KW  - reductase
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-80065
ER  - 
TY  - THES
A1  - Frenzel, Sabine
T1  - Die Rolle der Umamirezeptoruntereinheit Tas1r1 jenseits ihrer gustatorischen Bedeutung
T1  - The role of the umami receptor subunit Tas1r1 beyond its gustatory importance
BT  - Analyse ihrer Expression und Funktion in nichtgustatorischen Geweben gentechnisch modifizierter Mauslinien
N2  - Aminosäuren sind lebensnotwendige Moleküle für alle Organismen. Ihre Erkennung im Körper ermöglicht eine bedarfsgerechte Regulation ihrer Aufnahme und ihrer Verwertung. Welcher Chemosensor für diese Erkennung jedoch hauptverantwortlich ist, ist bisher unklar. In der vorliegenden Arbeit wurde die Rolle der Umamigeschmacksrezeptoruntereinheit Tas1r1 jenseits ihrer gustatorischen Bedeutung für die Aminosäuredetektion in der Mundhöhle untersucht.
In der histologischen Tas1r1-Expressionsanalyse nichtgustatorischer Gewebe der Mauslinie Tas1r1-Cre/ROSA26-tdRFP wurde über die Detektion des Reporterproteins tdRFP die Expression des Tas1r1 in allen untersuchten Geweben (Speiseröhre, Magen, Darm, Bauchspeicheldrüse, Leber, Niere, Muskel- und Fettgewebe, Milz, Thymus, Lymphknoten, Lunge sowie Hoden) nachgewiesen. Mit Ausnahme von Dünndarm und Hoden gelang hierbei der Nachweis erstmals spezifisch auf zellulärer Ebene. Caecum und Lymphknoten wurden zudem neu als Expressionsorte des Tas1r1 identifiziert.
Trotz der beobachteten weiten Verbreitung des Tas1r1 im Organismus – unter anderem auch in Geweben, die für den Proteinstoffwechsel besonders relevant sind – waren im Zuge der durchgeführten Untersuchung potentieller extraoraler Funktionen des Rezeptors durch phänotypische Charakterisierung der Mauslinie Tas1r1-BLiR nur schwache Auswirkungen auf Aminosäurestoffwechsel bzw. Stickstoffhaushalt im Falle eines Tas1r1-Knockouts detektierbar. Während sich Ernährungsverhalten, Gesamtphysiologie, Gewebemorphologie sowie Futterverdaulichkeit unverändert zeigten, war die renale Stickstoffausscheidung bei Tas1r1-Knockout-Mäusen auf eiweißarmer sowie auf eiweißreicher Diät signifikant verringert. Eine Überdeckung der Auswirkungen des Tas1r1-Knockouts aufgrund kompensatorischer Effekte durch den Aminosäuresensor CaSR oder den Peptidsensor Gpr93 war nicht nachweisbar. Es bleibt offen, ob andere Mechanismen oder andere Chemosensoren an einer Kompensation beteiligt sind oder aber Tas1r1 in extraoralem Gewebe andere Funktionen als die der Aminosäuredetektion übernimmt. Unterschiede im extraoralen Expressionsmuster der beiden Umamirezeptor-untereinheiten Tas1r1 und Tasr3 lassen Spekulationen über andere Partner, Liganden und Funktionen zu.
N2  - Amino acids are important nutrients for each organism. Recognition of amino acids in the body enables an adequate regulation of their absorption and use. Until now, it is ambiguous which chemosensor is mainly responsible for this recognition. In the present work, the role of the umami taste receptor subunit Tas1r1 was examined beyond its gustatory importance for the amino acid detection in the oral cavity.
By a histological expression analysis of non-gustatory tissues of the mouse strain Tas1r1-Cre/ROSA26-tdRFP, Tas1r1 expression has been proven in all of the analysed tissues (oesophagus, stomach, intestine, pancreas, liver, kidney, muscle and fat tissues, spleen, thymus, lymph nodes, lung and testes) via the detection of the reporter protein tdRFP. With the exception of small intestine and testes, the proof succeeded for the first time specifically at the cellular level. Moreover, caecum and lymph nodes were newly identified as expression sites of Tas1r1.
Despite the observed widespread distribution of Tas1r1 in the organism – including tissues which are particularly relevant in protein metabolism – only slight effects on amino acid metabolism and nitrogen balance respectively were detectable in the course of examinations of potentially extraoral functions of the receptor by a phenotypical characterization of the mouse strain Tas1r1-BLiR. The renal nitrogen excretion of Tas1r1 knockout mice on low protein and also high protein diet was significantly reduced, whereas dietary habit, overall physiology, tissue morphology and food digestibility remained unchanged. A superposition of the Tas1r1 knockout impact due to compensatory effects by the amino acid sensor CaSR or the peptide sensor Gpr93 was unverifiable. It remains open whether other mechanisms or chemosensors are involved in compensation or whether Tas1r1 takes over other functions in extraoral tissues than the amino acid detection. Differences in the extraoral expression pattern of the two umami receptor subunits Tas1r1 and Tas1r3 leave room for speculations about other partners, ligands and functions.
KW  - Tas1r1
KW  - Geschmacksrezeptor
KW  - taste receptor
KW  - umami
KW  - umami
KW  - Tas1r1
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-79502
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TY  - THES
A1  - Jacobs, Simone
T1  - Biological mechanisms of the association between proportions of fatty acids in erythrocyte membranes and type 2 diabetes risk in the EPIC-Potsdam-Study
Y1  - 2015
ER  -