Die Kryptosporidiose stellt aufgrund ihres zoonotischen Charakters und der Entwicklung chronischer Durchfälle bei Immunsupprimierten ein hohes Gesundheitsrisiko für den Menschen, aber ebenso für Tiere dar. Derzeit verfügbare Therapeutika ermöglichen keine zuverlässige Bekämpfung klinischer Symptome oder eine Erregerelimination, daher ist die Erforschung neuer Therapieansätze dringend notwendig. CDPK stellen in diesem Zusammenhang interessante Zielmoleküle dar, da sie zwar in Pflanzen und Protisten einschließlich Apikomplexa, jedoch nicht in Pilzen und Säugetieren vorkommen. Trotz der Entdeckung vielversprechender neuer Wirkstoffe gegen CpCDPK1 in den letzten Jahren ist zur Lokalisation und Funktion von CDPK in C. parvum wenig bekannt.Diese Arbeit belegt die Transkription von sechs CpCDPK in vitro und beschreibt erstmals die Länge der 3’UTR von CpCDPK. Die Translation wurde durch den Nachweis spezifischen Proteins in Sporozoiten im Immunoblot sowie die Lokalisation von CpCDPK1 mit Hilfe der Immunfluoreszenz belegt. Möglicherweise wird die CpCDPK1 durch N-Myristoylierung an Membranen gebunden, an die Oberfläche von Zoiten gebracht und sezerniert. Eine Rolle des Enzyms im Invasions- und Egressmechanismus des Parasiten wird diskutiert.

Die Kryptosporidiose stellt aufgrund ihres zoonotischen Charakters und der Entwicklung chronischer Durchfälle bei Immunsupprimierten ein hohes Gesundheitsrisiko für den Menschen, aber ebenso für Tiere dar. Derzeit verfügbare Therapeutika ermöglichen keine zuverlässige Bekämpfung klinischer Symptome oder eine Erregerelimination, daher ist die Erforschung neuer Therapieansätze dringend notwendig. CDPK stellen in diesem Zusammenhang interessante Zielmoleküle dar, da sie zwar in Pflanzen und Protisten einschließlich Apikomplexa, jedoch nicht in Pilzen und Säugetieren vorkommen. Trotz der Entdeckung vielversprechender neuer Wirkstoffe gegen CpCDPK1 in den letzten Jahren ist zur Lokalisation und Funktion von CDPK in C. parvum wenig bekannt.Diese Arbeit belegt die Transkription von sechs CpCDPK in vitro und beschreibt erstmals die Länge der 3’UTR von CpCDPK. Die Translation wurde durch den Nachweis spezifischen Proteins in Sporozoiten im Immunoblot sowie die Lokalisation von CpCDPK1 mit Hilfe der Immunfluoreszenz belegt. Möglicherweise wird die CpCDPK1 durch N-Myristoylierung an Membranen gebunden, an die Oberfläche von Zoiten gebracht und sezerniert. Eine Rolle des Enzyms im Invasions- und Egressmechanismus des Parasiten wird diskutiert.

L’ingénierie des protéines fonctionnelles est un processus d’amélioration des propriétés physiques ou catalytiques d’enzyme au travers d’approches rationnelles et d'évolution dirigée, aussi bien que la combinaison des deux méthodes. Malgré le progrès de la modélisation moléculaire des protéines, les méthodes de prédiction restent aléatoires et un grand nombre de variantes restent à tester. De ce fait, le développement et l’utilisation d’un système de criblage d’activité de protéines à très haut débit, comme la microfluidique en gouttes, est indispensable. Cette thèse de doctorat présente trois projets d’évolution dirigée de protéines en trois approches différentes avec expression d’enzyme in vitro et in vivo. Les plateformes microfluidiques ont été développées et validées pour chaque projet. De plus, plusieurs banques de variants ont été criblées avec, dans certains cas, isolement de molécules 5-10 fois que le clone parental. / This work describes the development of high-throughput droplet microfluidic platforms fine-tuned for protein of interest and their employment in directed evolution experiments. When not available, fluorogenic assay for monitoring desired enzyme activity (-ies) in droplets was developed. Moreover, the in vivo expression allowed the successive integration of microfluidic modules on the same chip. After a couple of evolution rounds the initial retro-aldolase variant was significantly improved. In other project, to meet industrial requirements a high-throughput screening platform for protease evolution in detergent has been assembled and validated. Two evolution rounds showed the accumulation of a certain pool of beneficial mutations over the selection rounds. The research described in this work highlighted that in vitro expression systems are sensitive to the amount of supplied DNA and reaction conditions. This observation led to the development of a multistep completely in vitro microfluidic platform.