Das Ziel der vorliegenden Dissertation war die Entwicklung neuartige Ansätze zur Identifizierung von biologisch aktiven Wirkstoffen, die in die Metamorphose von holometabolen Insekten eingreifen. Hexamerine und Neuropeptide besitzen sehr unterschiedliche Funktionen. Während Neuropeptide zusammen mit anderen Gewebshormonen auf einer übergeordneten regulatorischen Ebene wirken, sind Hexamerine als Speicher- und Verteidigungsproteine ein Endglied dieser hormonellen Regulationskaskade. In der vorliegenden Arbeit wurden zwei Fragestellungen bearbeitet: 1) Im ersten Projekt sollten allatotrope Substanzen im Gehirn der großen Wachsmotte Galleria mellonella durch Screening einer Expressionsbibliothek mit polyklonalen Antiseren identifiziert werden. Dabei wurde das Neuropeptid Corazonin identifiziert. Die vollständige Corazonin-mRNA wurde kloniert und sequenziert. Das Expressionsmuster der Corazonin-mRNA und des Peptids wurde mittels Northern-Analyse und in-situ-Hybridisierung charakterisiert. Corazonin wird in vier Zellpaaren, die zu den lateralen neurosekretorischen Zellen gehören, exprimiert. Die Axone dieser Zellen verlaufen ipsilateral zu den Nervi corpori cardiaci I+II, feine Fasern verzweigen sich in die am Ösophagus angrenzende Hirnregion hinein. Corazonin wird offensichtlich an den Axon- Endigungen in den Corpora cardiaca in die Hämolymphe freigesetzt. Einige feine Fasern enden in den Corpora allata bzw. am Vorderdarm. Der Nachweis, dass Corazonin tatsächlich eine allatotrope Wirkung hat, konnte nicht erbracht werden. 2) Die Protein/Protein-Interaktion zwischen Hexamerinen und dem Hexamerinrezeptor der Schmeißfliege Calliphora vicina wurde durch Two-Hybrid-Experimenten analysiert. Durch Interaktionstest mit trunkierten Proteinfragmenten wurden die Bindungsdomänen beider Proteine kartiert. Als rezeptorbindende Domäne des Arylphorins wurde ein 49 AS großes Peptid in der Domäne-3 des Arylphorin- Monomers identifiziert. Die Ligandenbindungsdomäne des Hexamerinrezeptors wurde in den ersten 24 AS des N-Terminus kartiert. Ausgehend von diesen Ergebnissen wurde ein HTS-Protokoll entwickelt, das zur Identifizierung von Substanzen verwendet werden kann, welche die Bindung dieser beiden Proteine beeinflussen. Eine Two-Hybrid-Bibliothek wurde ausgehend von 7dL-Fettkörper-RNA konstruiert und mit "Hexamerinrezeptor-Ködern" gescreent. Dabei wurden zwei neue Interaktionspartner des Hexamerinrezeptors gefunden und genauer charakterisiert. Der erste identifizierte Interaktionspartner - d-AP-3 - ist Teil eines Adaptin- Komplexes, der als Adapter zwischen membranständigen Rezeptoren und Clathrin oder ähnlichen Proteinen an der rezeptorvermittelten Endozytose beteiligt ist. Die Adaptin-Interaktionsdomäne liegt innerhalb des ABP64-Spaltprodukts des Hexamerinrezeptors. Die Funktion des zweiten Interaktionspartners - AFP - ist unbekannt. AFP wird im anterioren Teil des Fettkörpers und in Hämozyten exprimiert. Die Interaktion zwischen dem Hexamerinrezeptor und AFP ist demnach auf diesen Teil des Fettkörpers beschränkt. Die mit AFP interagierende Domäne des Hexamerinrezeptors liegt innerhalb des P30-Spaltprodukts. / The goal of this project was to develop innovative approaches to identify biologically active substances which interfere with the metamorphosis of holometabolous insects. Hexamerins and neuropeptides clearly have different functions. While neuropeptides are involved in initial regulatory steps hexamerins have important functions as storage and defense proteins during the final steps of the regulatory cascade. Two projects are part of this dissertation: 1) The aim of the first project was the identification of allatotropic substances in the brain of the greater waxmoth Galleria mellonella by means of screening an expression-library with polyclonal antisera. This approach led to the identification the neuropeptide corazonin. The corazonin-mRNA was cloned and sequenced. The expression profile of the mRNA and the peptide was examined with northern-blotting and in-situ-hybridization. Corazonin is produced in four neurosecretory cells localized laterally in each brain hemisphere. Axons of these cells follow the ipsilateral tract to the nervi corpori cardiaci I+II, finer fibers seem to terminate in the brain region adjacent to the oesophagus. Corazonin seems to be released in axon terminals within the corpora cardiaca. Axon endings are even regularly seen in the foregut wall and in the corpora allata. However it could not be established that corazonin in fact is an allatotropic substance. 2) The protein/protein-interaction between hexamerins and the hexamerin-receptor of the blowfly Calliphora vicina was analysed using the yeast-two-hybrid- system. By interaction tests with truncated protein fragments the binding domains of both proteins were mapped. The receptor binding domain of arylphorin was located within a peptide of 49 aa in domain-3 of the arylphorin monomer. The ligand binding domain of the hexamerin-receptor was mapped within the first 24 aa of the N-terminus. Proceeding from this results a protocol for a high-throughput-screening was developed which can be used to identify substances that interfere with the binding of these two proteins. A two-hybrid-library was constructed from 7dL-fat body RNA and screened with a hexamerin-receptor-bait. Two novel interactors of the hexamerin-receptor were identified and characterized within this project. The first identified interactor - d-AP-3 - is part of an adaptin complex which serves as an adapter between membrane-bound receptors and clathrin or related proteins and is part of the receptor-mediated endocytosis process. The adaptin-interacting domain lies within the ABP64 cleavage product of the receptor. The function of the second interactor - AFP - is unknown. AFP is produced specifically in the anterior part of the fat body and in hemocytes. Hence the interaction between the hexamerin-receptor and AFP is limited to this part of the fat body. The AFP-interacting domain is located within the P30 cleavage product of the hexamerin-receptor.

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Die paläarktische omnivore Weichwanze Dicyphus errans Wolff (Heteroptera, Miridae, Bryocorinae) zeichnet sich durch ein ausgesprochen breites Spektrum an besetzten Wirtspflanzen und konsumierten Beutetieren aus. Über 150 von D. errans akzeptierte Pflanzenarten sind erstmalig belegt worden. Der erfolgreiche Verzehr von 15 Beute-tierarten wurde quantitativ nachgewiesen. Eine weitere Besonderheit der Wanze besteht in der Präferenz für glandulär behaarte Pflanzen. Die Weichwanze besetzt somit von vielen anderen Insekten gemiedene Nischen. Untersuchungen im Botanischen Garten der Technischen Universität Dresden (2000 bis 2002) ließen auf eine bemerkenswerte räuberische Aktivität und Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Habitate, Beutetiere und Klimabedingungen schließen. Die fortführenden Studien im Rahmen der vorliegenden Dissertation (2002 bis 2005) erbrachten umfassende Erkenntnisse über die Art D. errans im Hinblick auf deren Morphologie, Vermehrung und Haltung, Bionomie und Ökologie (Fekundität und Ontogenese in Abhängigkeit von ausgewählten Einflussfaktoren, Dormanz), Aufenthalt und Fortbewegung (räumliche Orientierung und strukturanalytische Studien zu den Interaktionen zwischen Wanze und Pflanzenoberflächen), den Nahrungserwerb (Verzehrleistung und Omnivorie) sowie Videodokumentationen der Lebensweise und des Verhaltens. Der Generalist und Opportunist D. errans integriert sich als Pflanzensaftsauger regulierendes Kompartiment neben echten Räubern und Parasitoiden in Biozönosen. Als omnivores Insekt übernimmt die Wanze eine intermediäre und supplementäre Position in Nahrungsnetzen. Die Lebensweise dieser Weichwanzenart erscheint sehr komplex. Die enge Assoziation mit Pflanzen tritt stark in den Vordergrund. Sie ist in jeglichen Betrachtungen von D. errans unbedingt zu berücksichtigen und bietet außerdem als ein Modellsystem ein spannendes Forschungsfeld im Hinblick auf die Adaptation partiell räuberisch lebender Insekten an behaarte Pflanzen. / The omnivorous mirid bug Dicyphus errans Wolff (Heteroptera, Miridae, Bryocorinae) lives on a wide range of host plants and feeds on various preys. Over 150 plant species accepted by the mirid bug have been identified. It was experimentally shown that 15 prey species are efficiently consumed. Another characteristical features of D. errans is that it preferes hairy plants. Thus, the mirid bug occupies unique niches avoided by many other insects. Investigations, carried out at the Botanical Garden of the Technical University of Dresden (2000-2002) gave evidence for a remarkable predatory activity and ability to adaptation to different habitats, preys and climate conditions. The studies presented in the dissertation (2002-2005) gave the comprehensive knowledge about the species D. errans, especially its morphology, rearing, bionomy and ecology (fecundity and ontogenesis depending on selected factors, dormancy), habitat preference and locomotion (spatial orientation and structural-analytical studies of the interactions between the bug and plant surfaces), foraging and food ingestion (predatory capacity and omnivory). In addition, video documentation of the modus vivendi and the behavior was performed. The generalist and opportunist D. errans lives together with predators and parasitoids and takes part in a biological control of phytophagous insects in biocenoses. The life history of this bug species appeared to be very complex. The close association to plants has to be considered. Dicyphus errans offers a model system for further research on omnivorous predatory insects connected with hairy plants.

Die paläarktische omnivore Weichwanze Dicyphus errans Wolff (Heteroptera, Miridae, Bryocorinae) zeichnet sich durch ein ausgesprochen breites Spektrum an besetzten Wirtspflanzen und konsumierten Beutetieren aus. Über 150 von D. errans akzeptierte Pflanzenarten sind erstmalig belegt worden. Der erfolgreiche Verzehr von 15 Beute-tierarten wurde quantitativ nachgewiesen. Eine weitere Besonderheit der Wanze besteht in der Präferenz für glandulär behaarte Pflanzen. Die Weichwanze besetzt somit von vielen anderen Insekten gemiedene Nischen. Untersuchungen im Botanischen Garten der Technischen Universität Dresden (2000 bis 2002) ließen auf eine bemerkenswerte räuberische Aktivität und Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Habitate, Beutetiere und Klimabedingungen schließen. Die fortführenden Studien im Rahmen der vorliegenden Dissertation (2002 bis 2005) erbrachten umfassende Erkenntnisse über die Art D. errans im Hinblick auf deren Morphologie, Vermehrung und Haltung, Bionomie und Ökologie (Fekundität und Ontogenese in Abhängigkeit von ausgewählten Einflussfaktoren, Dormanz), Aufenthalt und Fortbewegung (räumliche Orientierung und strukturanalytische Studien zu den Interaktionen zwischen Wanze und Pflanzenoberflächen), den Nahrungserwerb (Verzehrleistung und Omnivorie) sowie Videodokumentationen der Lebensweise und des Verhaltens. Der Generalist und Opportunist D. errans integriert sich als Pflanzensaftsauger regulierendes Kompartiment neben echten Räubern und Parasitoiden in Biozönosen. Als omnivores Insekt übernimmt die Wanze eine intermediäre und supplementäre Position in Nahrungsnetzen. Die Lebensweise dieser Weichwanzenart erscheint sehr komplex. Die enge Assoziation mit Pflanzen tritt stark in den Vordergrund. Sie ist in jeglichen Betrachtungen von D. errans unbedingt zu berücksichtigen und bietet außerdem als ein Modellsystem ein spannendes Forschungsfeld im Hinblick auf die Adaptation partiell räuberisch lebender Insekten an behaarte Pflanzen. / The omnivorous mirid bug Dicyphus errans Wolff (Heteroptera, Miridae, Bryocorinae) lives on a wide range of host plants and feeds on various preys. Over 150 plant species accepted by the mirid bug have been identified. It was experimentally shown that 15 prey species are efficiently consumed. Another characteristical features of D. errans is that it preferes hairy plants. Thus, the mirid bug occupies unique niches avoided by many other insects. Investigations, carried out at the Botanical Garden of the Technical University of Dresden (2000-2002) gave evidence for a remarkable predatory activity and ability to adaptation to different habitats, preys and climate conditions. The studies presented in the dissertation (2002-2005) gave the comprehensive knowledge about the species D. errans, especially its morphology, rearing, bionomy and ecology (fecundity and ontogenesis depending on selected factors, dormancy), habitat preference and locomotion (spatial orientation and structural-analytical studies of the interactions between the bug and plant surfaces), foraging and food ingestion (predatory capacity and omnivory). In addition, video documentation of the modus vivendi and the behavior was performed. The generalist and opportunist D. errans lives together with predators and parasitoids and takes part in a biological control of phytophagous insects in biocenoses. The life history of this bug species appeared to be very complex. The close association to plants has to be considered. Dicyphus errans offers a model system for further research on omnivorous predatory insects connected with hairy plants.

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