TY - JOUR A1 - Baier, Daniel A1 - Purschke, Benedict A1 - Schmitt, Christophe A1 - Rawel, Harshadrai Manilal A1 - Knorr, Dietrich T1 - Effect of high pressure - low temperature treatments on structural characteristics of whey proteins and micellar caseins JF - Food chemistry N2 - In this study, structural changes in micellar caseins and whey proteins due to high pressure - low temperature treatments (HPLT) were investigated and compared to changes caused by high pressure treatments at room temperature. Whey protein isolate (WPI) solutions as well as micellar casein (MC) dispersions and mixtures were treated at 500 MPa (pH 7.0 and 5.8) at room temperature, -15 degrees C and -35 degrees C. Surface hydrophobicity and accessible thiol groups remained nearly unchanged after HPLT treatments whereas HP treatments at room temperature caused an unfolding of the WPI, resulting in an increase in surface hydrophobicity and exposure of the thiol groups. For HPLT treatments, distinct changes in the secondary structure (increase in the amount of beta-sheets) were observed while the tertiary structure remained unchanged. Large flocs, stabilized by hydrophobic interactions and hydrogen bonds, were formed in casein containing samples due to HPLT treatments. Depending on the pH and the applied HPLT treatment parameters, these interactions differed significantly from the interactions determined in native micelles. (C) 2015 Elsevier Ltd. All rights reserved. KW - High pressure - low temperature treatments KW - Whey proteins KW - Micellar caseins KW - Structural changes Y1 - 2015 U6 - https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2015.04.049 SN - 0308-8146 SN - 1873-7072 VL - 187 SP - 354 EP - 363 PB - Elsevier CY - Oxford ER - TY - THES A1 - Baumeier, Christian T1 - Dietary and Pharmacological Strategies for the Prevention and Treatment of Type 2 Diabetes in a Diabetes-Susceptible Mouse Model Y1 - 2015 ER - TY - THES A1 - Bendadani, Carolin T1 - 1-Methylpyren: Biotransformation und Gentoxizität Y1 - 2015 ER - TY - THES A1 - Bojahr, Juliane T1 - Aktivierung des humanen Süßgeschmacksrezeptors im zellbasierten Testsystem T1 - Human sweet taste receptor activation in cell based assay N2 - Zellbasierte heterologe Expressionssysteme bieten ein einfaches und schnelles Verfahren, um neue Süßstoffe oder Süßverstärker zu finden. Unter Verwendung eines solchen Testsystems, konnte ich in Zusammenarbeit mit der Symrise AG, Holzminden und dem Institut für Pflanzenbiochemie in Halle/Saale die vietnamesische Pflanze Mycetia balansae als Quelle eines neuen Süßstoffs identifizieren. Deren Hauptkomponenten, genannt Balansine, aktivieren spezifisch den humanen Süßrezeptor. Chimäre Rezeptoren zeigten, dass die amino-terminalen Domänen der Süßrezeptoruntereinheiten, welche ein Großteil der Liganden des Süßrezeptors binden, für dessen Aktivierung durch Balansin A nicht notwendig sind. Voraussetzung für die Anwendung zellbasierter Testsysteme zum Auffinden neuer Süßstoffe ist jedoch, dass süße Substanzen gesichert identifiziert werden, während nicht süße Substanzen zuverlässig keine Rezeptoraktivierung aufweisen. Während in HEK293 TAS1R2 TAS1R3To Galpha15i3-Zellen Süßrezeptoraktivierung gegenüber nicht süß schmeckenden Substanzen beobachtet wurde, konnte mit den HEK293PEAKrapid Galpha15-Zellen ein zuverlässiges Testsystem identifiziert, welches den Süßgeschmack der untersuchten Substanzen widerspiegelte. Es fanden sich keine Hinweise, dass akzessorische Proteine oder verwandte Rezeptoren des Süßrezeptors das unterschiedliche Verhalten der Zellen verursachen. Es konnte gezeigt werden, dass die Verwendung unterschiedlicher G-Proteine die Signalamplituden des Süßrezeptors beeinflusst, die Unterschiede zwischen den Zellsystemen jedoch nicht vollständig erklärt. Keine der untersuchten Galpha-Proteinchimären spiegelte die intrinsische Süße der Substanzen wider. Wenn auch nicht ursächlich für die Diskrepanz zwischen Süßrezeptoraktivierung in vitro und Süßgeschmack in vivo, so weisen die Ergebnisse dieser Arbeit auf eine Interaktion der Süßrezeptoruntereinheiten mit dem humanen Calcium-sensing Rezeptor hin. Vanillin und Ethylvanillin konnten als neue Agonisten des Calcium-sensing Rezeptors identifiziert werden. Wie die vorliegende Arbeit zeigt, können sich kleine Unterschiede im Zellhintergrund deutlich auf die Funktionsweise heterolog exprimierter Rezeptoren auswirken. Dies zeigt wie wichtig die Wahl der Zellen für solche Screeningsysteme ist. N2 - Screening for new sweeteners or sweet taste modulators by the use of heterologous expression systems is an easy and fast way without time- and cost-intensive sensory studies. Using such cell based expression systems we could show that the main components of the so far undescribed Vietnamese plant Mycetia balansae activate specifically the human sweet taste receptor TAS1R2-TAS1R3. Analysis of chimeric receptors revealed that the TAS1R2-TAS1R3 amino-terminal domain is not involved in the sweet taste receptor activation by balansin A, one of the main components of Mycetia balansae. The usage of such heterologous expression systems strongly depends on their predictive value, e.g. neither false-positives nor false-negatives shall occur when screening for new sweeteners. However, HEK293 TAS1R2 TAS1R3To Galpha15i3 cells showed sweet taste receptor activation for substances that were not perceived as sweet by a sensory panel. The analysis of further cell based systems revealed the HEK293PEAKrapid Galpha15 cell line as a reliable test system that reflected the sweet taste of the analyzed test compounds. These cell systems differ in their heterologously expressed G protein. Nevertheless, this does not explain the different responses of the cell systems. Although the G protein influences their signal amplitudes, none of the analyzed G protein chimeras showed an activation pattern that reflected the sweet taste of the test compounds. No indication was found that accessory proteins or related receptors like the calcium sensing receptor or the GPRC6A are responsible for the different behavior of these cell systems. First hints for an interaction of the human calcium sensing receptor and the sweet taste receptor subunits were observed. Vanillin and Ethylvanillin were identified as new calcium sensing receptor agonists. It appears as small differences in cellular background can strongly influence on the function of heterologously expressed receptors. KW - Süßrezeptor KW - Süßgeschmack KW - Süßstoff KW - Rezeptorscreening KW - sweet taste KW - sweet taste receptor KW - sweetener KW - taste receptor screening KW - HEK293 Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-93331 ER - TY - THES A1 - Brachs, Maria T1 - Genome wide expression analysis and metabolic mechanisms predicting body weight maintenance T1 - Genomweite Expressions-Analyse und metabolische Mechanismen bestimmen den Körpergewichtserhalt N2 - Obesity is a major health problem for many developing and industrial countries. Increasing rates reach almost 50 % of the population in some countries and related metabolic diseases including cardiovascular events and T2DM are challenging the health systems. Adiposity, an increase in body fat mass, is a major hallmark of obesity. Adipose tissue is long known not only to store lipids but also to influence whole-body metabolism including food intake, energy expenditure and insulin sensitivity. Adipocytes can store lipids and thereby protect other tissue from lipotoxic damage. However, if the energy intake is higher than the energy expenditure over a sustained time period, adipose tissue will expand. This can lead to an impaired adipose tissue function resulting in higher levels of plasma lipids, which can affect other tissue like skeletal muscle, finally leading to metabolic complications. Several studies showed beneficial metabolic effects of weight reduction in obese subjects immediately after weight loss. However, weight regain is frequently observed along with potential negative effects on cardiovascular risk factors and a high intra-individual response. We performed a body weight maintenance study investigating the mechanisms of weight maintenance after intended WR. Therefore we used a low caloric diet followed by a 12-month life-style intervention. Comprehensive phenotyping including fat and muscle biopsies was conducted to investigate hormonal as well as metabolic influences on body weight regulation. In this study, we showed that weight reduction has numerous potentially beneficial effects on metabolic parameters. After 3-month WR subjects showed significant weight and fat mass reduction, lower TG levels as well as higher insulin sensitivity. Using RNA-Seq to analyse whole fat and muscle transcriptome a strong impact of weight reduction on adipose tissue gene expression was observed. Gene expression alterations over weight reduction included several cellular metabolic genes involved in lipid and glucose metabolism as well as insulin signalling and regulatory pathways. These changes were also associated with anthropometric parameters assigning body composition. Our data indicated that weight reduction leads to a decreased expression of several lipid catabolic as well as anabolic genes. Long-term body weight maintenance might be influenced by several parameters including hormones, metabolic intermediates as well as the transcriptional landscape of metabolic active tissues. Our data showed that genes involved in biosynthesis of unsaturated fatty acids might influence the BMI 18-month after a weight reduction phase. This was further supported by analysing metabolic parameters including RQ and FFA levels. We could show that subjects maintaining their lost body weight had a higher RQ and lower FFA levels, indicating increased metabolic flexibility in subjects. Using this transcriptomic approach we hypothesize that low expression levels of lipid synthetic genes in adipose tissue together with a higher mitochondrial activity in skeletal muscle tissue might be beneficial in terms of body weight maintenance. N2 - Die Adipositas hat sich in den letzten Jahren zu einem deutlichen Gesundheitsproblem in Industrie- und Entwicklungsländern entwickelt. So sind in einigen Länder bis zu 50 % der Bevölkerung übergewichtig und Begleiterkrankungen wie Herzkreislauferkrankungen und Typ 2 Diabetes belasten das Gesundheitssystem. Ein Anstieg der Körperfettmasse spielt bei der Adipositas eine große Rolle. Mittlerweile ist bekannt, dass Fettgewebe nicht nur Lipide speichert, sondern auch den Gesamtmetabolismus wie Nahrungsaufnahme, Energieumsatz und Insulinsensitivität beeinflusst. Lipide werden in Adipozyten gespeichert und verhindern so eine vermehrte Fetteinlagerung in andere Gewebe. Somit stellt das Fettgewebe ein wichtiges Organ dar, das andere periphere Gewebe vor dem toxischen Effekt erhöhter Lipidspiegel schütz. Ist über einen längeren Zeitraum die Energiezufuhr höher als der Energieverbrauch, kommt es zu einer Expansion des Fettgewebes. Dies kann im weiteren Verlauf zu einer Dysfunktion der Adipozyten und des Fettgewebes führen. Erhöhte Lipidspiegel können dann nicht mehr im Fettgewebe gespeichert werden und es kommt zu einer Anreicherung in der Peripherie. Vor allem das Muskelgewebe und die Leber sind hiervon betroffen, was zu weiteren metabolischen Komplikationen führt. Eine Gewichtsreduktion führt in adipösen Personen zu einer Verbesserung zahlreicher metabolischer Parameter. Diverse Studien zeigten jedoch, dass nur ein geringer Anteil dieser Personen in der Lage waren, das reduzierte Körpergewicht zu erhalten. Diese Wiederzunahme des Körpergewichts führt unter anderem zu einer Erhöhung des kardiovaskulären Risikos. Im Allgemeinen ist eine hohe Variabilität bei der Gewichtsreduktion und der Wiederzunahme zu beobachten. Diese Arbeit basiert auf Daten einer Studie, die Effekte einer Gewichtsreduktion auf den Gewichtserhalt untersucht. Nach einer 3-monatigen Gewichtsreduktion mittels einer niederkalorischen Diät wurden die Probanden in Kontroll- und Interventionsgruppe eingeteilt. Anthropometrische sowie metabolische Parameter inklusive Muskel- und Fettgewebsbiopsien wurden erfasst. In dieser Studie konnte gezeigt werden, dass eine Gewichtsreduktion verschiedenste positive Auswirkungen auf den Metabolismus der Teilnehmer hat. Die Probanden zeigten nach 3-monatiger Gewichtsreduktion eine signifikante Reduktion des Körpergewichts und der Fettmasse, erniedrigte Triglyzerid Spiegel und eine verbesserte Insulinsensitivität. Mittels RNA-Seq konnten wir zusätzlich zeigen, dass eine Gewichtsreduktion deutliche Auswirkungen auf das Transkriptom des Fettgewebes besitzt. Unter anderem wurden Genexpressionsveränderungen im Bereich zell-metabolischer Gene wie Lipid- und Glukosestoffwechsel als auch im Bereich des Insulinsignalweges und regulatorischer Gene ermittelt. Diese Expressionsveränderungen zeigten auch einen Zusammenhang mit dem BMI. Unsere Daten weisen darauf hin, dass eine Gewichtsreduktion zu einer Erniedrigung der Expression von Genen im Fettstoffwechsel führt. Ein langfristiger Gewichtserhalt wird durch zahlreiche Parameter wie Hormone, Stoffwechselintermediate und vermutlich auch den transkriptionellen Zustand im metabolisch aktiven Gewebe beeinflusst. Die hier gezeigten Daten deuten darauf hin, dass Gene beteiligt in der Biosynthese von ungesättigten Fettsäuren den BMI 18 Monate nach einer Gewichtsreduktion beeinflussen. Weitere Analysen in Bezug auf den RQ und die FFA Spiegel bestätigen diese Daten. Wir konnten zeigen, dass der Gewichtserhalt mit einem erhöhten RQ und niedrigen FFA Spiegel korrelierten. Dies könnte auf eine erhöhte metabolische Flexibilität in Personen mit Gewichtserhalt hinweisen. Aufgrund dieser Daten spekulieren wir, dass eine niedrige Expression von Lipidsynthese-Genen im Fettgewebe zusammen mit einer erhöhten mitochondrialen Aktivität im Skeletmuskel einen positiven Einfluss auf einen langfristigen Gewichtserhalt besitzt. KW - obesity KW - body weight loss KW - RNA Sequencing KW - body weight maintenance KW - Adipositas KW - Körpergewichtsverlust KW - RNA Sequenzierung KW - Körpergewichsterhalt Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-100767 ER - TY - JOUR A1 - Bruno, Gennaro A1 - Cencetti, Francesca A1 - Pertici, Irene A1 - Japtok, Lukasz A1 - Bernacchioni, Caterina A1 - Donati, Chiara A1 - Bruni, Paola T1 - CTGF/CCN2 exerts profibrotic action in myoblasts via the up-regulation of sphingosine kinase-1/S1P(3) signaling axis: Implications in the action mechanism of TGF beta JF - Biochimica et biophysica acta : Molecular and cell biology of lipids N2 - The matricellular protein connective tissue growth factor (CTGF/CCN2) is recognized as key player in the onset of fibrosis in various tissues, including skeletal muscle. In many circumstances, CTGF has been shown to be induced by transforming growth factor beta (TGF beta) and accounting, at least in part, for its biological action. In this study it was verified that in cultured myoblasts CTGF/CCN2 causes their transdifferentiation into myofibroblasts by up-regulating the expression of fibrosis marker proteins alpha-smooth muscle actin and transgelin. Interestingly, it was also found that the profibrotic effect exerted by CTGF/CCN2 was mediated by the sphingosine kinase (SK)-1/S1P(3) signaling axis specifically induced by the treatment with the profibrotic cue. Following CTGF/CCN2-induced up-regulation, S1P(3) became the SIP receptor subtype expressed at the highest degree, at least at mRNA level, and was thus capable of readdressing the sphingosine 1-phosphate signaling towards fibrosis rather than myogenic differentiation. Another interesting finding is that CTGF/CCN2 silencing prevented the TGF beta-dependent up-regulation of SKI/S1P(3) signaling axis and strongly reduced the profibrotic effect exerted by TGF beta, pointing at a crucial role of endogenous CTGF/CCN2 generated following TGF beta challenge in the transmission of at least part of its profibrotic effect These results provide new insights into the molecular mechanism by which CTGF/CCN2 drives its biological action and strengthen the concept that SK1/S1P(3) axis plays a critical role in the onset of fibrotic cell phenotype. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved. KW - Sphingosine kinase KW - S1P(3) receptor KW - Connective tissue growth factor KW - Myoblasts KW - Transforming growth factor beta Y1 - 2015 U6 - https://doi.org/10.1016/j.bbalip.2014.11.011 SN - 1388-1981 SN - 0006-3002 VL - 1851 IS - 2 SP - 194 EP - 202 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Carpinteiro, Alexander A1 - Becker, Katrin Anne A1 - Japtok, Lukasz A1 - Hessler, Gabriele A1 - Keitsch, Simone A1 - Pozgajova, Miroslava A1 - Schmid, Kurt W. A1 - Adams, Constantin A1 - Müller, Stefan A1 - Kleuser, Burkhard A1 - Edwards, Michael J. A1 - Grassme, Heike A1 - Helfrich, Iris A1 - Gulbins, Erich T1 - Regulation of hematogenous tumor metastasis by acid sphingomyelinase JF - EMBO molecular medicine N2 - Metastatic dissemination of cancer cells is the ultimate hallmark of malignancy and accounts for approximately 90% of human cancer deaths. We investigated the role of acid sphingomyelinase (Asm) in the hematogenous metastasis of melanoma cells. Intravenous injection of B16F10 melanoma cells into wild-type mice resulted in multiple lung metastases, while Asm-deficient mice (Smpd1(-/-) mice) were protected from pulmonary tumor spread. Transplanting wild-type platelets into Asm-deficient mice reinstated tumor metastasis. Likewise, Asm-deficient mice were protected from hematogenous MT/ret melanoma metastasis to the spleen in a mouse model of spontaneous tumor metastasis. Human and mouse melanoma cells triggered activation and release of platelet secretory Asm, in turn leading to ceramide formation, clustering, and activation of 51 integrins on melanoma cells finally leading to adhesion of the tumor cells. Clustering of integrins by applying purified Asm or C-16 ceramide to B16F10 melanoma cells before intravenous injection restored trapping of tumor cells in the lung in Asm-deficient mice. This effect was revertable by arginine-glycine-aspartic acid peptides, which are known inhibitors of integrins, and by antibodies neutralizing 1 integrins. These findings indicate that melanoma cells employ platelet-derived Asm for adhesion and metastasis. KW - acid sphingomyelinase KW - ceramide KW - integrins KW - platelets KW - tumor-metastasis Y1 - 2015 SN - 1757-4676 SN - 1757-4684 VL - 7 IS - 6 SP - 714 EP - 734 PB - Wiley-Blackwell CY - Hoboken ER - TY - JOUR A1 - Chakraborty, Sudipta A1 - Chen, Pan A1 - Bornhorst, Julia A1 - Schwerdtle, Tanja A1 - Schumacher, Fabian A1 - Kleuser, Burkhard A1 - Bowman, Aaron B. A1 - Aschner, Michael A. T1 - Loss of pdr-1/parkin influences Mn homeostasis through altered ferroportin expression in C-elegans JF - Metallomics : integrated biometal science Y1 - 2015 U6 - https://doi.org/10.1039/c5mt00052a SN - 1756-5901 SN - 1756-591X VL - 7 IS - 5 SP - 847 EP - 856 PB - Royal Society of Chemistry CY - Cambridge ER - TY - GEN A1 - Chakraborty, Sudipta A1 - Chen, Pan A1 - Bornhorst, Julia A1 - Schwerdtle, Tanja A1 - Schumacher, Fabian A1 - Kleuser, Burkhard A1 - Bowman, Aaron B. A1 - Aschner, Michael A. T1 - Loss of pdr-1/parkin influences Mn homeostasis through altered ferroportin expression in C. elegans N2 - Overexposure to the essential metal manganese (Mn) can result in an irreversible condition known as manganism that shares similar pathophysiology with Parkinson's disease (PD), including dopaminergic (DAergic) cell loss that leads to motor and cognitive impairments. However, the mechanisms behind this neurotoxicity and its relationship with PD remain unclear. Many genes confer risk for autosomal recessive, early-onset PD, including the parkin/PARK2 gene that encodes for the E3 ubiquitin ligase Parkin. Using Caenorhabditis elegans (C. elegans) as an invertebrate model that conserves the DAergic system, we previously reported significantly increased Mn accumulation in pdr-1/parkin mutants compared to wildtype (WT) animals. For the current study, we hypothesize that this enhanced accumulation is due to alterations in Mn transport in the pdr-1 mutants. While no change in mRNA expression of the major Mn importer proteins (smf-1-3) was found in pdr-1 mutants, significant downregulation in mRNA levels of the putative Mn exporter ferroportin (fpn-1.1) was observed. Using a strain overexpressing fpn-1.1 in worms lacking pdr-1, we show evidence for attenuation of several endpoints of Mn-induced toxicity, including survival, metal accumulation, mitochondrial copy number and DAergic integrity, compared to pdr-1 mutants alone. These changes suggest a novel role of pdr-1 in modulating Mn export through altered transporter expression, and provides further support of metal dyshomeostasis as a component of Parkinsonism pathophysiology. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 290 Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-99508 ER - TY - CHAP A1 - Chen, Hong A1 - Reichetzeder, Christoph A1 - Föller, Michael A1 - Slowinski, Torsten A1 - Li, Jian A1 - Chen, You-Peng A1 - Lang, Florian A1 - Hocher, Berthold T1 - Maternal vitamin D deficiency and fetal programming T2 - Acta physiologica : official journal of the Federation of European Physiological Societies Y1 - 2015 SN - 1748-1708 SN - 1748-1716 VL - 213 SP - 155 EP - 156 PB - Wiley-Blackwell CY - Hoboken ER -