dc.contributor.author
Holzhauser, Susanne
dc.date.accessioned
2018-06-07T15:02:16Z
dc.date.available
2013-06-03T11:28:54.321Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/470
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-4673
dc.description.abstract
Die zunehmende Alterung unserer Gesellschaft hat zur Folge, dass
altersbedingte Erkrankungen, wie z. B. Typ-2 Diabetes, vermehrt auftreten.
Dies bringt sowohl wirtschaftliche als auch große soziale Probleme mit sich.
Ernährungsbezogene Präventionsansätze befassen sich daher u. a. mit dem
Einfluss von Nahrungsbestandteilen auf die Expression krankheitsrelevanter
Gene. Die Deacetylase SIRT1, die durch kleine Moleküle in ihrer Aktivität
reguliert werden kann, steuert diverse Stoffwechselprozesse, die mit
altersbedingten Erkrankungen in Verbindung stehen. In der Vergangenheit wurden
verschiedene Screeningmethoden zur Detektion SIRT1-modulierender Substanzen
entwickelt. Allerdings weisen viele der verfügbaren SIRT1-Screeningmethoden
Nachteile auf, etwa die Generierung von Artefakten aufgrund von
Fluoreszenzdetektion und/oder -markierung. Um dieses Problem zu lösen wurde in
der vorliegenden Arbeit eine MALDI-TOF MS-basierte Screeningmethode
entwickelt. Anhand dieser Methode kann die Deacetylierung eines
Peptidsubstrates aufgrund seiner um 42 Da verringerten Masse detektiert
werden, ohne dass eine Substratmarkierung erforderlich ist. Die Methode wurde
so optimiert, um sie einerseits als Hochdurchsatz-Screeningmethode, und
andererseits zur nachfolgenden Charakterisierung der ermittelten
SIRT1-Modulatoren verwenden zu können. Die Methodenentwicklung sowie das
Screening einer Naturstoffbibliothek wurden mit einem unmarkierten und mit
einem fluoreszenzmarkierten Peptid durchgeführt. Das unmarkierte Peptid diente
dabei der Erzielung artefaktfreier Ergebnisse. Das fluoreszenzmarkierte Peptid
wurde hingegen zur Detektion artifizieller SIRT1-Aktivatoren eingesetzt, um
strukturelle Ähnlichkeiten zu anderen SIRT1-Aktivatoren aufzeigen zu können.
Aus dem Screening resultierten acht SIRT1-Inhibitoren und ein artifizieller
SIRT1-Aktivator. Diese Substanzen wurden in vitro und in verschiedenen
Zellsystemen überprüft. Dabei zeigte der stärkste SIRT1-Inhibitor NP1 im
Zellsystem eine reduzierte p53-Deacetylierung. Der artifizielle
SIRT1-Aktivator NP9, der mit einem IC50 -Wert von 1,7 µM zudem ein sehr
starker p300-Inhibitor ist, wies eine stark antiinflammatorische Wirkung auf.
Anhand der Histonacetyltransferase p300 wurde gezeigt, dass die MALDI-TOF MS
Methode sich auch zur Detektion der Umkehrreaktion eignet. Zudem bietet die
Methode die Möglichkeit, die Aktivität vieler weiterer posttranslationaler
Enzyme zu messen.
de
dc.description.abstract
The progressive increase in life expectancies of our society results in an
increasing prevalence of age-related diseases like type-2 diabetes. This
causes economic as well as vast social problems. Therefore, nutrition related
preventive approaches include for example the influence of dietary components
on the expression of disease related genes. The deacetylase SIRT1 can be
regulated by small molecules and controls several metabolic processes that
influence age-related diseases. Several methods to screen for SIRT1 modulating
compounds have been developed in the past. However, many of the available
SIRT1 screening methods bear disadvantages such as artifact generation because
of fluorescence detection and/or labeling. Hence, in the present work a more
advantageous MALDI-TOF MS based screening method was developed. Applying this
method, deacetylation of a peptide substrate can be detected by a 42 Da mass
shift without the need of any substrate labeling. The method was optimized to
serve as a high-throughput screening system as well as for subsequent
characterization of detected SIRT1 modulators. Method development as well as
screening of a natural product library was conducted using an unlabeled and a
fluorescently labeled peptide. The unlabeled peptide was used to generate
artifact-free results. In contrast, the fluorescently labeled peptide was
applied for the detection of artificial SIRT1 activators, in order to
demonstrate structural similarities to other SIRT1 activating compounds. The
screening resulted in eight SIRT1 inhibitors and one artificial SIRT1
activator. These compounds were further tested in vitro and in different cell
lines. Cell treatment with the most potent SIRT1 inhibitor NP1 revealed
reduced p53 deacetylation. The artificial SIRT1 activator compound NP9, which
is also a very strong inhibitor of p300 with an IC50 value of 1.7 µM, showed a
strong antiinflammatory effect. By employing the histone acetyltransferase
p300, the applicability of the MALDI-TOF MS based method for the reverse
reaction was demonstrated. Moreover, the presented method provides the
opportunity to measure the activity of many other post-translationally active
enzymes.
en
dc.format.extent
IV, 147 S.
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
natural products
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie
dc.title
Detektion und Charakterisierung von Sirtuin 1-modulierenden Naturstoffen
dc.contributor.firstReferee
Dr. Sascha Sauer
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Matthias F. Melzig
dc.date.accepted
2013-04-22
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000094369-8
dc.title.translated
Detection and characterization of sirtuin 1-modulating natural products
en
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000094369
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000013490
dcterms.accessRights.dnb
free
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open access