Durch das Auftreten neuer Stämme resistenter Krankheitserreger ist die Suche nach neuartigen Wirkstoffen gegen diese, sich ständig weiter ausbreitende Bedrohung, dringend notwendig. Der interdisziplinäre Sonderforschungsbereich 630 der Universität Würzburg stellt sich dieser Aufgabe, indem hier neuartige Xenobiotika synthetisiert und auf ihre Wirksamkeit getestet werden. Die hier vorgelegte Dissertation fügt sich hierbei nahtlos in die verschiedenen Fachbereiche des SFB630 ein: Sie stellt eine Schnittstelle zwischen Synthese und Analyse der Effekte der im Rahmen des SFB630 synthetisierten Isochinolinalkaloid-Derivaten. Mit den hier angewandten bioinformatischen Methoden wurden zunächst die wichtigsten Stoffwechselwege von S. epidermidis R62A, S. aureus USA300 und menschlicher Zellen in sogenannten metabolischen Netzwerkmodellen nachgestellt. Basierend auf diesen Modellen konnten Enzymaktivitäten für verschiedene Szenarien an zugesetzten Xenobiotika berechnet werden. Die hierfür benötigten Daten wurden direkt aus Genexpressionsanalysen gewonnen. Die Validierung dieser Methode erfolgte durch Metabolommessungen. Hierfür wurde S. aureus USA300 mit verschiedenen Konzentrationen von IQ-143 behandelt und gemäß dem in dieser Dissertation vorgelegten Ernteprotokoll aufgearbeitet. Die Ergebnisse hieraus lassen darauf schließen, dass IQ-143 starke Effekte auf den Komplex 1 der Atmungskette ausübt – diese Resultate decken sich mit denen der metabolischen Netzwerkanalyse. Für den Wirkstoff IQ-238 ergaben sich trotz der strukturellen Ähnlichkeiten zu IQ-143 deutlich verschiedene Wirkeffekte: Dieser Stoff verursacht einen direkten Abfall der Enzymaktivitäten in der Glykolyse. Dadurch konnte eine unspezifische Toxizität dieser Stoffe basierend auf ihrer chemischen Struktur ausgeschlossen werden. Weiterhin konnten die bereits für IQ-143 und IQ-238 auf Bakterien angewandten Methoden erfolgreich zur Modellierung der Effekte von Methylenblau auf verschiedene resistente Stämme von P. falciparum 3D7 angewandt werden. Dadurch konnte gezeigt werden, dass Methylenblau in einer Kombination mit anderen Präparaten gegen diesen Parasiten zum einen die Wirkung des Primärpräparates verstärkt, zum anderen aber auch in gewissem Maße vorhandene Resistenzen gegen das Primärpräparat zu verringern vermag. Somit konnte durch die vorgelegte Arbeit eine Pipeline zur Identifizierung der metabolischen Effekte verschiedener Wirkstoffe auf unterschiedliche Krankheitserreger erstellt werden. Diese Pipeline kann jederzeit auf andere Organismen ausgeweitet werden und stellt somit einen wichtigen Ansatz um Netzwerkeffekte verschiedener, potentieller Medikamente aufzuklären. / With the emergence of new strains of resistant pathogens, the search for new compounds against this spreading threat is of utmost importance. The interdisciplinary special research field SFB630 of the University of Würzburg is ready to tackle this task by synthesizing and analysing the effects of xenobiotics. The presented dissertation is seamlessly integrated into the diverse range of special fields of the SFB630: it provides a gateway between synthesis and analysis of the effects of the newly synthesized isoquinoline alkaloid derivatives. The presented bioinformatic methods were used to build a so called metabolic network model of the most important pathways of S. epidermidis RP62A, S. aureus USA300 and human cells. Based on these models it was possible to calculate the enzyme activities for different scenarios of added xenobiotics. The data needed for these calculations were derived directly from gene expression analysis. Validation of this method was done by metabolomic measurements. In order to accomplish this, a strain of S. aureus USA300 was subjected to different concentrations of IQ-143 and processed according to the workflow also published in this dissertation. The results suggest that IQ-143 has very strong effects on the complex 1 of the oxidative phosphorylation – these results are consistent with the results obtained by the metabolic network analysis. Although IQ-238 is structurally a close relative to IQ-143, the effects of this compound are very different: it leads to a drop of the enzyme activities in the glycolysis. Therefore an unspecific toxicity of those compounds based on their chemical structure dould be ruled out. The methods used to model the effects of IQ-143 and IQ-238 on bacteria were furthermore successfully transferred to model the effects of methylene blue on several resistant strains of P. falciparum 3D7. It was shown that a combination of methylene blue and other malaria medications either enhances the effects of the primary medication, or – in the case of a resistant strain – methylene blue was able to mitigate the resistances against the primary medication. The presented dissertation was thus successfully able to build a pipeline to identify the metabolic effects of different compounds on various germs. This pipeline can be expanded to other organisms at any time and therefore yields an important approach to identify network effects of various potential drugs.

Die humanen Noroviren (Familie Caliciviridae, Genus Norovirus) bilden den Haupterreger der nichtbakteriellen Gastroenterotiden. Seit Beginn der 1990er Jahre – besonders seit dem Herbst 2002 – kann weltweit eine sehr starke Zunahme der Norovirus-Infektionen beobachtet werden. Die Mehrheit der Erkrankungen (ca. 80%) ist dabei durch den Genotyp II.4 verursacht, wobei innerhalb dieses Genotyps kontinuierlich „neue“ genetisch veränderte Norovirus-Stämme auftreten, die kontinuierlich in „neue“ Subgenotypen eingeordnet werden. Bis dato wird vermutet, dass die hohe Zunahme der Infektionen durch die subgenotypspezifische Evolution des strukturellen Proteins VP1 bewirkt wurde, da dadurch die Bindung der Viruspartikel an die Rezeptoren der Wirtszelle – die HBGAs – verbessert sein könnte bzw. ein breiteres Spektrum an Rezeptoren erkannt werden könnte. Bisher ist aber weitgehend unbekannt, ob im Bereich der nichtstrukturellen Proteine auch eine subgenotypspezifische Evolution stattgefunden hat und ob diese durch eine verbesserte Enzymaktivität zu der Zunahme der Infektionen beigetragen haben könnte. Im Rahmen dieser Arbeit wurden demnach aus unterschiedlichen Stuhlproben die beiden Enzyme NS6pro und NS7pol von jeweils einem Stamm der epidemiologisch relevanten Subgenotypen II.4-1995, II.4-2002, II.4-2004, II.4-2006a und II.4-2006b rekombinant hergestellt und betreffend ihrer Evolution und Enzymaktivität untersucht. Anhand der durchgeführten Untersuchungen konnte festgestellt werden, dass bei den epidemiologisch relevanten Subgenotypen des Genotyps II.4 im Bereich der NS6pro und der NS7pol keine subgenotypspezifische Evolution stattgefunden hat und daher keine subgenotypspezifische Enzymaktivität vorliegt. Somit hatte die Enzymaktivität der NS6pro und der NS7pol keinen Einfluss auf die Zunahme der Infektionen. Dennoch konnte aber beobachtet werden, dass durch die Mutation einer einzelnen Aminosäure – entsprechend der Position in der räumlichen Struktur der NS6pro bzw. der NS7pol – die Enzymaktivität um bis zu 100 Prozent erhöht bzw. reduziert werden kann. Bei diesen bedeutenden Mutationen ist entweder die Substratbindung oder die Koordination bzw. die Zufuhr der Reaktionskomponenten betroffen. Somit konnte bestätigt werden, dass die Zunahme der Infektionen vermutlich doch durch die Evolution des VP1 bedingt ist. Dies ist auch nachvollziehbar, da das VP1 den Eintritt der Viruspartikel in das Zellplasma erlaubt, in dem danach erst die Virusvermehrung durch die Enzyme stattfindet. Hierbei muss aber erwähnt werden, dass die Evolution des VP1 durch die Mutationsrate der NS7pol bestimmt ist, sodass die NS7pol letztendlich doch für die Zunahme der Infektionen verantwortlich ist. Um aber definitiv abzuklären, ob durch die Evolution des VP1 tatsächlich die Bindung der Viruspartikel an die HBGAs verbessert bzw. ein breiteres Spektrum an Rezeptoren erkannt wird, müssten bspw. Bindungs-Assays zwischen den entsprechenden VLPs (virus-like particles) und bereits typisierten Serum- oder Speichelproben – ähnlich den Untersuchungen von Lindesmith et al. (2008) – durchgeführt werden. Darüber hinaus müsste die Evolution und die Funktionalität der restlichen nichtstrukturellen Proteine untersucht bzw. deren Einfluss auf die Zunahme der Infektionen überprüft werden.

Die humanen Noroviren (Familie Caliciviridae, Genus Norovirus) bilden den Haupterreger der nichtbakteriellen Gastroenterotiden. Seit Beginn der 1990er Jahre – besonders seit dem Herbst 2002 – kann weltweit eine sehr starke Zunahme der Norovirus-Infektionen beobachtet werden. Die Mehrheit der Erkrankungen (ca. 80%) ist dabei durch den Genotyp II.4 verursacht, wobei innerhalb dieses Genotyps kontinuierlich „neue“ genetisch veränderte Norovirus-Stämme auftreten, die kontinuierlich in „neue“ Subgenotypen eingeordnet werden. Bis dato wird vermutet, dass die hohe Zunahme der Infektionen durch die subgenotypspezifische Evolution des strukturellen Proteins VP1 bewirkt wurde, da dadurch die Bindung der Viruspartikel an die Rezeptoren der Wirtszelle – die HBGAs – verbessert sein könnte bzw. ein breiteres Spektrum an Rezeptoren erkannt werden könnte. Bisher ist aber weitgehend unbekannt, ob im Bereich der nichtstrukturellen Proteine auch eine subgenotypspezifische Evolution stattgefunden hat und ob diese durch eine verbesserte Enzymaktivität zu der Zunahme der Infektionen beigetragen haben könnte. Im Rahmen dieser Arbeit wurden demnach aus unterschiedlichen Stuhlproben die beiden Enzyme NS6pro und NS7pol von jeweils einem Stamm der epidemiologisch relevanten Subgenotypen II.4-1995, II.4-2002, II.4-2004, II.4-2006a und II.4-2006b rekombinant hergestellt und betreffend ihrer Evolution und Enzymaktivität untersucht. Anhand der durchgeführten Untersuchungen konnte festgestellt werden, dass bei den epidemiologisch relevanten Subgenotypen des Genotyps II.4 im Bereich der NS6pro und der NS7pol keine subgenotypspezifische Evolution stattgefunden hat und daher keine subgenotypspezifische Enzymaktivität vorliegt. Somit hatte die Enzymaktivität der NS6pro und der NS7pol keinen Einfluss auf die Zunahme der Infektionen. Dennoch konnte aber beobachtet werden, dass durch die Mutation einer einzelnen Aminosäure – entsprechend der Position in der räumlichen Struktur der NS6pro bzw. der NS7pol – die Enzymaktivität um bis zu 100 Prozent erhöht bzw. reduziert werden kann. Bei diesen bedeutenden Mutationen ist entweder die Substratbindung oder die Koordination bzw. die Zufuhr der Reaktionskomponenten betroffen. Somit konnte bestätigt werden, dass die Zunahme der Infektionen vermutlich doch durch die Evolution des VP1 bedingt ist. Dies ist auch nachvollziehbar, da das VP1 den Eintritt der Viruspartikel in das Zellplasma erlaubt, in dem danach erst die Virusvermehrung durch die Enzyme stattfindet. Hierbei muss aber erwähnt werden, dass die Evolution des VP1 durch die Mutationsrate der NS7pol bestimmt ist, sodass die NS7pol letztendlich doch für die Zunahme der Infektionen verantwortlich ist. Um aber definitiv abzuklären, ob durch die Evolution des VP1 tatsächlich die Bindung der Viruspartikel an die HBGAs verbessert bzw. ein breiteres Spektrum an Rezeptoren erkannt wird, müssten bspw. Bindungs-Assays zwischen den entsprechenden VLPs (virus-like particles) und bereits typisierten Serum- oder Speichelproben – ähnlich den Untersuchungen von Lindesmith et al. (2008) – durchgeführt werden. Darüber hinaus müsste die Evolution und die Funktionalität der restlichen nichtstrukturellen Proteine untersucht bzw. deren Einfluss auf die Zunahme der Infektionen überprüft werden.

Die vorliegende Studie über den Alterseinfluß bei der Honigbiene (Apis mellifera) besteht aus drei Hauptteilen. Der erste Teil befasst sich mit den Charakteristiken des Spermathekeninhalts alter und junger Bienenköniginnen. Im zweiten Teil geht es um die Auswirkungen des maternalen Alters auf die embryonale Mortalität und die juvenile Entwicklung der Brut. Im dritten Studienteil werden die Auswirkungen der Verweildauer in der Spermatheca auf die embryonale Mortalität, Embryonenqualität und Larvenentwicklung der Nachkommen untersucht. Der Samen aus den Spermatheken älterer Bienen weist andere Bewegungsmuster, eine geringere Geschwindigkeit und eine anderen Enzymaktivität auf als der Samen, der aus den Spermatheken junger Königinnen gewonnen wurde. Ein altersbedingtes Nachlassen der Fertlität ist daraus zu erklären. Im Laufe von zwei Jahren wurde die embryonale Entwicklung und das Larvenwachstum von Nachkommen unterschiedlich alter Königinnen untersucht (2-jährige bis frisch begattete Königinnen). Ältere Königinnen legten kleinere Eier und deren Nachkommen zeigten eine signifikant höhere Mortalitätsrate und kleinere Entwicklungsstadien als die Nachkommen jüngerer Königinnen. In einer weiteren Studie wurde die embryonale Mortalität und die Embryonalentwicklung von Nachkommen, die aus älteren Samen entstanden, untersucht. Dabei wurde der Samen aus den Spermatheken von alten und jungen begatteten Königin entnommen und jungfräuliche Königinnen übertragen. um das Alter der Königin auszugleichen. Bei der Untersuchung wurde eine höhere embryonale Mortalität und generell, zu gewissen Entwicklungszeiten signifikant, kleine Entwicklungsstadien bei den Königinnen festgestellt, die mit dem älteren Samen befruchtet wurden. Der relative Anteil an früher und später embryonaler Mortalität war auch zwischen den beiden Spermien-Alterlassen signifikant unterschiedlich. Die insgesamt hohe embryonale Mortalität auch in der Kontrollgruppe (Königinnen besamt mit Sperma aus den Spermathecen junger Königinnen) belegt, dass die Methode der Samenextraktion und Reinsemination einen großen Einfluß auf die Embryonalentwicklung hatte. Auch das Phänomen „leerer Eier“, welches in beiden Gruppen in gleicher Frequenz vorgefunden wurde, ist möglicherweise durch diese Methode bedingt. / This study on the honey bee, Apis mellifera, consists of three major parts. The first involves the characteristics of the spermathecal content of old and young honey bee queen. The second examines maternal age effects on embryonic mortality and juvenile development of offspring in the honey bee. The third investigates on the impact of semen age on early embryonic mortality, embryo quality and larvae development in the honey bee. Semen collected from the spermatheca of old queen bees show different sperm movement patterns and slower speed than sperm from the spermathecae of young queens. This ability is possibly related to different enzyme activities and metabolisms found in the spermathecal contents of differently aged queens. The embryonic development and larval growth rate have been examined with regard to queen honey bees of different ages (2-year-old to freshly mated queens) during two years (2005 and 2006). Early embryonic mortality “EEM” has been found to be higher within the eggs from old queens than in those from younger queens. Egg volume, consequently embryo size, reduces as queen’s age. A further investigates embryonic mortality in offspring originating from older semen. This has been carried out by extracting the semen from the spermatheca of an old or/and young mated queen and re-inseminating it into a virgin queen, in order to adjust for queen age. The investigation show higher embryonic mortality in the offspring from virgin queens inseminated with semen extracted from older queens than with semen from younger queens. The relative percentage of early and late embryonic mortality within the groups was different between queens re-inseminated with aged semen. High embryonic mortality in the control semen ages may be affected by the method of extracting from semen out of the spermatheca and re-inseminating it into a virgin queen. Empty egg phenomenon, which has been found in both groups, may be related to this technique

Hintergrund: Der Morbus Wilson ist eine seltene, angeborene Störung des Kupferstoffwechsels, bei welcher es zu Akkumulationen von Kupfer und infolgedessen zu Schäden in verschiedenen Organen des menschlichen Körpers kommt. Die Therapie besteht vor allem darin, den Kupferspiegel medikamentös zu senken. In einzelnen Fällen wurde der Kupferspiegel während der Therapie so weit gesenkt, dass bei den Patient*innen neurologische Symptome auftraten (sogenannte Kupfermangel-Myeloneuropathien). Kupfer ist ein essenzieller Kofaktor mehrerer Enzyme im menschlichen Körper, so auch der Cytochrom-c-Oxidase, welche einen wichtigen Bestandteil der mitochondrialen Atmungskette und damit der zellulären Energiegewinnung darstellt. Die Bestimmung ihrer Aktivität ist bisher für verschiedene Zellen und Gewebe etabliert worden, ein standardisierter Assay für die Bestimmung in Thrombozyten existiert jedoch nicht. Fragestellung: Für die optimale Bestimmung der Cytochrom-c-Oxidase-Aktivität in Thrombozyten sollen bereits existierende Methoden angepasst werden. Ziel dieser Arbeit ist es, die Aktivität der Cytochrom-c-Oxidase bei Morbus Wilson-Patient*innen unter kupfersenkender Therapie zu untersuchen und auf einen Zusammenhang zum Serum-Kupferspiegel zu prüfen. Die Frage, ob eine zu starke Kupfersenkung durch die Therapie des Morbus Wilson zu einer verringerten Cytochrom-c-Oxidase-Aktivität führt und ob diese Myeloneuropathien hervorruft, soll somit beantwortet werden. Material und Methodik: Es wurden 36 Morbus Wilson-Patient*innen unter kupfersenkender Therapie und 20 gesunde Kontrollproband*innen untersucht. Es erfolgte eine Blutabnahme für die Gewinnung der Thrombozyten sowie für die Bestimmung des Serum-Kupferspiegels. Die Bestimmung der Aktivität der Cytochrom-c-Oxidase erfolgte spektralphotometrisch in Thrombozyten. Des Weiteren wurde die Aktivität des Komplex-II der Atmungskette bestimmt, da dieser nicht kupferabhängig ist und seine Aktivität daher bei Kupfermangel nicht eingeschränkt sein sollte. Zusätzlich ermöglichte die Berechnung des Quotienten der Cytochrom-c-Oxidase-Aktivität und der Komplex-II-Aktivität die Erfassung sehr geringer Aktivitätseinschränkungen der Cytochrom-c-Oxidase. Im Rahmen dieser Dissertation wurde die spektralphotometrische Messung dieser beiden Enzymaktivitäten in Thrombozyten entwickelt und optimiert. Zur Justierung der Enzymaktivitäten bei unbekannter Mitochondrienmenge diente die Aktivität der ausschließlich in Mitochondrien vorkommenden Citratsynthase. Die so bestimmten Enzymaktivitäten wurden mittels SPSS zwischen Wilson-Patient*innen und Kontrollproband*innen verglichen und untereinander sowie mit dem Serum-Kupferspiegel auf Zusammenhänge untersucht. Ferner wurden die Morbus Wilson-Patient*innen klinisch auf Anzeichen für Myeloneuropathien untersucht, um die Untersuchungsergebnisse anschließend auf einen Zusammenhang zu der Cytochrom-c-Oxidase-Aktivität zu prüfen. Ergebnisse: Der auf den Untersuchungen von Kirby et al. beruhende Assay für die spektralphotometrische Bestimmung der Cytochrom-c-Oxidase-Aktivität in isolierten Mitochondrien konnte durch die Zugabe von 0,3 mM Dodecylmaltosid für die Messung in Thrombozyten erfolgreich optimiert werden. Ebenso wurde der Assay für die Komplex-II-Aktivität durch die Zugabe von 1 mg/ml BSA für die Bestimmung in Thrombozyten erweitert (Kirby et al., 2007). Die Aktivität der Cytochrom-c-Oxidase der Wilson-Patient*innen war signifikant niedriger als die der Kontrollgruppe, während die Kontrollgruppe eine signifikant höhere Komplex-II-Aktivität aufwies. Der Quotient von Cytochrom-c-Oxidase-Aktivität und Komplex-II-Aktivität war in der Patient*innengruppe folglich ebenfalls signifikant erniedrigt. In der Analyse aller untersuchten Proben zeigte sich ein signifikanter Zusammenhang zwischen Serum-Kupferspiegel und Cytochrom-c-Oxidase-Aktivität, welcher in der Betrachtung der Subgruppen (Wilson Patient*innen und Kontrollproband*innen) jedoch nicht nachgewiesen werden konnte. Keiner der untersuchten Patient*innen wies klinische Anzeichen für Myeloneuropathien auf. Schlussfolgerung: Der optimierte Assay der Cytochrom-c-Oxidase-Aktivität und Komplex-II-Aktivität in Thrombozyten erlaubt die zuverlässige Bestimmung der Atmungskettenaktivität in einem einfach zugänglichen Gewebe und ist damit für vielfältige Fragestellungen einsetzbar, wenn Einflüsse medizinischer Maßnahmen auf die mitochondriale Funktion untersucht werden sollen. Mit 36 Morbus Wilson-Patient*innen umfasst diese Arbeit eine der bisher größten untersuchten Patient*innengruppen dieses seltenen Krankheitsbildes. Der erniedrigte Quotient der Cytochrom-c-Oxidase-Aktivität und Komplex-II-Aktivität ist als Bestätigung einer Cytochrom-c-Oxidase-Einschränkung bei Morbus Wilson-Patient*innen unter kupfersenkender Therapie zu werten. Die Korrelation zwischen dem Serum-Kupferspiegel und der Cytochrom-c-Oxidase-Aktivität sowie die Aktivitätsreduktion der Cytochrom-c-Oxidase in der Patient*innengruppe ist eine wichtige Erkenntnis für die zukünftige Überwachung und gegebenenfalls Anpassung der Therapie von Morbus Wilson. Der Zusammenhang zwischen der Cytochrom-c-Oxidase-Aktivität und Myeloneuropathien sollte an Patient*innen mit Myeloneuropathien weiter untersucht werden. Es wurde jedoch gezeigt, dass Kupfermangel und niedrige Cytochrom-c-Oxidase-Aktivitäten nicht unbedingt mit Myeloneuropathien einhergehen. Therapie-induzierte Kupfermangel-Myeloneuropathien gilt es weiterhin zu vermeiden. / Background: Wilson’s disease is a rare, congenital disorder of copper metabolism, which leads to accumulations of copper and consequent damage in various organs of the human body. The therapy consists mainly in lowering the copper level by medication. In individual cases, the copper level was lowered during the therapy to such an extent that the patients developed neurological symptoms (so-called copper deficiency myeloneuropathies). Copper is an essential cofactor of several enzymes in the human body, including cytochrome c oxidase, which is an important component of the mitochondrial respiratory chain and thus of cellular energy production. The determination of its activity has been established so far for various cells and tissues, but a standardized assay for its determination in platelets does not exist. Purpose: For the optimal determination of cytochrome c oxidase activity in platelets, existing methods will be adapted. The aim of this work is to investigate the activity of cytochrome c oxidase in Wilson’s disease patients under copper-lowering therapy and to test for a correlation to serum copper levels. The question of whether excessive copper lowering by Wilson’s disease therapy leads to reduced cytochrome c oxidase activity and whether this possibly causes myeloneuropathies will thus be answered. Material and Methods: 36 Wilson’s disease patients under copper-lowering therapy and 20 healthy control subjects were studied. Blood was drawn for platelet collection and determination of serum copper levels. The activity of cytochrome c oxidase was determined spectrophotometrically in platelets. Furthermore, the activity of complex II of the respiratory chain was determined, since this is not copper-dependent and its activity should therefore not be limited in copper deficiency. In addition, calculation of the quotient of cytochrome c oxidase activity and complex II activity allowed detection of very low activity limitations of cytochrome c oxidase. In this dissertation, the spectrophotometric measurement of these two enzyme activities in platelets was developed and optimized. The activity of citrate synthase, which occurs exclusively in mitochondria, was used to adjust the enzyme activities when amount of mitochondria was unknown. The enzyme activities determined in this way were compared between Wilson’s disease patients and control subjects using SPSS and examined for correlations with each other and with serum copper levels. Furthermore, the Wilson’s disease patients were clinically examined for signs of myeloneuropathies, in order to subsequently examine the examination results for a correlation to the cytochrome c oxidase activity. Results: The assay for spectrophotometric determination of cytochrome c oxidase activity in isolated mitochondria, based on studies of Kirby et al, was successfully optimized for measurement in platelets by the addition of 0.3 mM dodecylmaltoside. Similarly, the assay for complex II activity was enhanced by the addition of 1 mg/ml BSA for determination in platelets (Kirby et al., 2007). The activity of cytochrome c oxidase of Wilson patients was significantly lower than that of the control group, with the control group had a significantly higher complex II activity. Consequently, the quotient of cytochrome c oxidase activity and complex II activity was also significantly lower in the Wilson patient group. A significant correlation between serum copper level and cytochrome c oxidase activity was found in the analysis of all samples examined, which, however, could not be proven in the examination of the subgroups (Wilson patients and control subjects). None of the patients examined showed clinical signs of myeloneuropathies. Conclusion: The optimized assay of cytochrome c oxidase activity and complex II activity in platelets allows reliable determination of respiratory chain activity in an easily accessible tissue and is thus applicable to a variety of questions when influences of medical interventions on mitochondrial function are to be investigated. With 36 Wilson's disease patients, this work includes one of the largest groups of patients of this rare disease studied so far. The decreased quotient of cytochrome c oxidase activity and complex II activity is a confirmation of cytochrome c oxidase impairment in Wilson’s disease patients on copper-lowering therapy. The correlation between serum copper level and cytochrome c oxidase activity as well as the reduction of cytochrome c oxidase activity in the patient group is an important finding for future monitoring and, if necessary, adjustment of Wilson’s disease therapy. The relationship between cytochrome c oxidase activity and myeloneuropathies should be further investigated in patients with myeloneuropathies. However, it has been shown that copper deficiency and low cytochrome c oxidase activities are not necessarily associated with myeloneuropathies. Therapy-induced copper deficiency myeloneuropathies should continue to be avoided.

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