Diss. Univ. St. Gallen, 2001.

Techn. Universiẗat, Diss., 2001--Berlin.

Die Interaktion des onkogenen Transkriptionsfaktors MYCN mit der Ser/Thr Kinase Aurora-A verhindert dessen Abbau über das Ubiquitin Proteasomsystem indem die Rekrutierung des SCF FbxW7 Komplexes verhindert wird. Die Kinase nimmt mit der Bindung an MYCN eine aktive Konformation ein und erhält somit die Fähigkeit zur Kinaseaktivität ohne die sonst notwendige Phosphorylierung von Thr288 oder die Anwesenheit eines Aktivators wie TPX2. Da hohe MYCN Konzentrationen Tumore wie Neuroblastome antreiben, ist die Störung der Komplexbildung mit Aurora-A eine valide Strategie zur Entwicklung von Chemotherapeutika. Einige Inhibitoren von Aurora-A wie Alisertib (MLN8237) sind in der Lage, eine Konformationsänderung in der Kinase zu verursachen, die mit der Bindung von MYCN inkompatibel ist und auf diese Weise den Abbau des Transkriptionsfaktors induziert. Da Aurora-A wichtige Funktionen in der Mitose übernimmt, könnte eine direkte Adressierung des Komplexes anstelle einer systemischen Inhibition der Kinase vielversprechender sein. Ziel des Projektes war die Identifizierung von Molekülen, die selektiv an das Interface des Aurora-A – MYCN Komplexes binden und weiter optimiert werden können, um einen gezielten Abbau des Transkriptionsfaktors über einen PROTAC Ansatz zu ermöglichen. Virtuelle Screenings und molekulardynamische Simulationen wurden durchgeführt, um kommerziell erhältliche Verbindungen zu identifizieren, welche mit einer Bindetasche des Komplexes interagieren, die nur zustande kommt, wenn beide Proteine miteinander interagieren. Aus einem ersten Set von zehn potentiellen Liganden wurde für vier eine selektive Interaktion mit dem Protein – Protein Komplex gegenüber Aurora-A oder MYCN alleine in STD-NMR Experimenten bestätigt. Zwei der Hits besaßen ein identisches Grundgerüst und wurden als Ausganspunkt für die Optimierung zu potenteren Liganden genutzt. Das Gerüst wurde fragmentweise vergrößert und in Richtung besserer in-silico Ergebnisse und Funktionalisierung zur Anbringung von E3-Ligase-Liganden optimiert. Neun dieser Liganden der zweiten Generation wurden synthetisiert. Um quantitative Bindungsdaten zu erhalten, wurde ein kovalent verknüpftes Aurora-A – MYCN Konstrukt entworfen. Die strukturelle und funktionale Integrität wurde in STD-NMR und BLI Experimenten mit bekannten Aurora-A Inhibitoren bestätigt, sowie in NMR-basierten ATPase Assays. Zusätzlich konnte die Kristallstruktur des Konstrukts gelöst und damit die Validität des Designs bestätigt werden. Quantitative Messungen der synthetisierten Moleküle identifizierten HD19S als Hit mit einer zehnfach höheren Affinität für das Aurora-A – MYCN Konstrukt im Vergleich zu der Kinase allein. Zusätzlich wurden in-silico Untersuchungen zu PROTACs der Aurora-A Kinase durchgeführt. Interaktionen zwischen Aurora-A, der E3-Ligase Cereblon und den Liganden wurden modelliert und für die Erklärung unterschiedlicher Aktivitäten der eingesetzten PROTACs verwendet. Zudem zeigte das aktivste PROTAC eine hohe Selektivität für Aurora-A gegenüber Aurora-B, obwohl die verwendete Erkennungseinheit (Alisertib) an beide Aurora-Proteine bindet. Dieser Umstand konnte durch energetische Analysen von molekulardynamischen Simulationen der ternären Komplexe erklärt werden. Optimierungsmöglichkeiten für eine effizientere Degradation von Aurora-A durch die PROTACs wurden basierend auf modifizierten Erkennungseinheiten und verbesserten Linkern untersucht. / The association of the oncogenic transcription factor MYCN with the Ser/Thr kinase Aurora-A prevents its degradation via the ubiquitin proteasome system by preventing the SCF FbxW7 complex from binding. The kinase adopts an active conformation when bound to MYCN, enabling kinase activity without prior phosphorylation on Thr288 or the presence of an activator like TPX2, and therefore at inappropriate times during the cell cycle. As high levels of MYCN have been shown to drive cancers like neuroblastoma, disrupting the complex formation is thought to be a viable development strategy for chemotherapeutics. Several small-molecule inhibitors of Aurora-A, like Alisertib (MLN8237), are able to induce a conformational change in the kinase, preventing the formation of the protein – protein complex and therefore promoting MYCN degradation. However, since Aurora-A has important roles during mitosis targeting only the complex could be a more promising approach than the systemic inhibition of the kinase. This project aimed to identify small molecules which selectively bind at the Aurora-A – MYCN interface and can be further optimized to induce targeted degradation via a PROTAC approach. Virtual screenings and molecular dynamics simulations were performed to identify commercially available compounds which should bind to a pocket formed only when the two proteins come together. Of a first set of ten potential binders, four showed binding to the Aurora-A – MYCN complex but not the individual proteins in STD-NMR experiments. Two of these hit molecules contained the same scaffold and were used as a starting point for optimization towards more potent ligands. In a fragment-based fashion, the scaffold was grown to achieve better affinity in-silico and provide linkage points for functionalization such as the attachment of E3 ligase ligands to create PROTACs. Nine of these second-generation compounds were then synthesized. In order to obtain quantitative binding data a covalently linked Aurora-A – MYCN construct was designed. Its structural and functional validity was shown in STD-NMR and BLI experiments with known Aurora-A inhibitors and in NMR-based ATPase assays. In addition, a crystal structure of the construct was solved, validating the designed structure. Quantitative measurements with the synthesized compounds revealed a positive hit (HD19S) with a ten-fold higher affinity to the covalently linked AuroraA – MYCN as compared to Aurora-A alone. Additionally, effects of PROTACs designed to degrade Aurora-A were studied in-silico. Interactions between Aurora-A, the E3-ligase Cereblon and small molecules were modelled and successfully used to explain the differences in activities observed with different PROTACs. The most active PROTAC also showed a high selectivity for Aurora-A over Aurora-B, even though the recognition unit (Alisertib) can bind both family members. Through energetic analysis of molecular dynamics simulations of the ternary complexes, these differences could be explained. Optimizations for a more efficient degradation of Aurora-A by the PROTACs were examined by changing the recognition unit and improving linkers.

Universiẗat, Diss.--Kiel, 2000.

Die Arbeit gibt einen Überblick über den aktuellen Stand der Industrialisierungsbestrebungen der Banken. Darauf aufbauend erfolgt eine Analyse der Wertschöpfungspotentiale entlang des Leistungserstellungsprozesses (Transformation, Abwicklung und Vertrieb). Um die Wirkungsweise und Effizienzpotentiale von Industrialisierungsfaktoren einzuschätzen wird mittels eines Simulationsmodells zum einen das Verhalten von unterschiedlichen Entscheidern (Markowitz-Entscheider, CVaR-Entscheider) und zum anderen die strategische Ausrichtung der Bank mit ihrer Struktur (Geschäftsfelder, Prozesse) und der sie umgebenden Umwelt simuliert. Daraus werden für unterschiedliche Marktumfelder Implikationen zur Effizienz im Sinne einer Nutzenüberlegung oder auch RAROC-Betrachtung für Banken abgeleitet und Aussagen zur Zyklusverstärkung der Märkte durch die Bank getroffen.:ABBILDUNGSVERZEICHNIS TABELLENVERZEICHNIS ANLAGENVERZEICHNIS ABKÜRZUNGS- UND SYMBOLVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG UND PROBLEMSTELLUNG 2 GRUNDLAGEN ZUR INDUSTRIALISIERUNG IN BANKEN 3 AUFBAU DES SIMULATIONSMODELLS 4 AUSWERTUNG DER WIRKUNGSWEISEN DER INDUSTRIALISIERUNG 5 SCHLUSSBETRACHTUNG ANHANG LITERATURVERZEICHNIS

Bibliotheken befinden sich inmitten eines grundlegenden Bedeutungswandels, der eine Neubestimmung einzelner Aufgabenfelder und entsprechende Anpassung von Organisationsstrukturen erforderlich macht. Vor besondere Herausforderungen gestellt sehen sich Einrichtungen in der Peripherie. Die Christian-Weise-Bibliothek Zittau steht beispielhaft für aktuelle Entwicklungen und dafür, wie man die Zeichen der Zeit erkennen kann.

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The creation of complex polymer structures has been one of the major research topics over the last couple of decades. This work deals with the synthesis of (block co-)polymers, the creation of complex and stimuli-responsive aggregates by self-assembly, and the cross-linking of these structures. Also the higher-order self-assembly of the aggregates is investigated. The formation of poly-2-oxazoline based micelles in aqueous solution and their simultaneous functionalization and cross-linking using thiol-yne chemistry is e.g. presented. By introducing pH responsive thiols in the core of the micelles the influence of charged groups in the core of micelles on the entire structure can be studied. The charging of these groups leads to a swelling of the core and a decrease in the local concentration of the corona forming block (poly(2-ethyl-2-oxazoline)). This decrease in concentration yields a shift in the cloud point temperature to higher temperatures for this Type I thermoresponsive polymer. When the swelling of the core is prohibited, e.g. by the introduction of sufficient amounts of salt, this behavior disappears. Similar structures can be prepared using complex coacervate core micelles (C3Ms) built through the interaction of weakly acidic and basic polymer blocks. The advantage of these structures is that two different stabilizing blocks can be incorporated, which allows for more diverse and complex structures and behavior of the micelles. Using block copolymers with either a polyanionic or a polycationic block C3Ms could be created with a corona which contains two different soluble nonionic polymers, which either have a mixed corona or a Janus type corona, depending on the polymers that were chosen. Using NHS and EDC the micelles could easily be cross-linked by the formation of amide bonds in the core of the micelles. The higher-order self-assembly behavior of these core cross-linked complex coacervate core micelles (C5Ms) was studied. Due to the cross-linking the micelles are stabilized towards changes in pH and ionic strength, but polymer chains are also no longer able to rearrange. For C5Ms with a mixed corona likely network structures were formed upon the collapse of the thermoresponsive poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm), whereas for Janus type C5Ms well defined spherical aggregates of micelles could be obtained, depending on the pH of the solution. Furthermore it could be shown that Janus micelles can adsorb onto inorganic nanoparticles such as colloidal silica (through a selective interaction between PEO and the silica surface) or gold nanoparticles (by the binding of thiol end-groups). Asymmetric aggregates were also formed using the streptavidin-biotin binding motive. This is achieved by using three out of the four binding sites of streptavidin for the binding of one three-arm star polymer, end-functionalized with biotin groups. A homopolymer with one biotin end-group can be used to occupy the last position. This binding of two different polymers makes it possible to create asymmetric complexes. This phase separation is theoretically independent of the kind of polymer since the structure of the protein is the driving force, not the intrinsic phase separation between polymers. Besides Janus structures also specific cross-linking can be achieved by using other mixing ratios. / In den letzten Jahrzehnten war die Herstellung von komplizierten Polymerstrukturen ein wichtiges Forschungsthema für Polymerchemiker. Diese Arbeit behandelt die Synthese von (Blockco-)Polymere, die Herstellung von komplexen und stimulus-responsiven Aggregaten (Mizellen) durch Selbstorganisation, sowie die Vernetzung dieser Strukturen. Auch die Anordnung dieser Mizellen zu Aggregaten mit höherer Ordnung wurde untersucht. Zum Beispiel wird die Bildung von Poly(2-oxazolin) basierter Mizellen in wässriger Lösung und die gleichzeitige Funktionalisierung und Vernetzung dieser Mizellen mittels Thiol-In-Chemie beschrieben. Durch die Einführung von pH-responsiven Gruppen in den Kern der Mizellen konnte der Einfluss von geladenen Gruppen im Kern auf das gesamte Aggregat untersucht werden. Das Einführen von Ladung führt zum Quellen des Mizellkerns und damit zu einer niedrigeren lokalen Konzentration von wasserlöslichem Poly(2-ethyl-2-oxazolin) (PEtOx). Diese niedrigere Konzentration ergibt eine Verschiebung des Trübungspunkt dieses Typ I thermoresponsiven Polymers zu höheren Temperaturen. Wenn die Ausdehnung des Kerns nicht erfolgt, z.B. in Anwesenheit einer hohen Salzkonzentration, findet dieser Effekt nicht statt. Ähnliche Strukturen können mithilfe von Mizellen mit komplexen Koazervatkern (English: Complex Coacervate Core Micelles, C3Ms) durch die Interaktion zwischen Polymeren mit negativ und positiv geladenen Blöcken hergestellt werden. Der Vorteil dieser Strukturen ist, dass zwei verschiedene stabilisierende Polymerblöcke in einem Aggregat vereint werden können, was zur Bildung einer Vielzahl noch komplizierterer Strukturen und zu mehr Responsivität führen kann. Mithilfe von Blockcopolymeren, bestehend aus jeweils einen polyionischen Block und einem neutralen Block (z.B. PEtOx, PEO oder poly(N-isopropylacrylamid) (PNIPAAm)), konnten C3Ms hergestellt werden, in denen zwei neutrale Polymere vereint wurden. Es konnte gezeigt werden, dass diese Polymere sowohl gemischt als auch phasensepariert vorliegen können (letzteres ergibt Janus Mizellen), abhängig welche Polymere gewählt werden. Durch Vernetzung im Kern konnten die Mizellen stabilisiert und fixiert werden (C5Ms). Die Selbstanordnung dieser vernetzten Mizellen zu größeren Aggregaten wurde untersucht. Wenn eine Lösung mit vernetzten Mizellen über den Trübungspunkt von PNIPAAm erhitzt wurde, bildeten sich Netzwerke aus Mizellen mit einer gemischten Korona, während Janus Mizellen sich zu wohldefinierten Aggregaten höherer Ordnung anordneten. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass Janus Mizellen sich auf der Oberfläche von anorganischen Nanopartikeln anlagern können; z.B. durch die selektive Wechselwirkung zwischen PEO und Silica oder durch die Adsorption von Thiolgruppen auf Gold-Nanopartikeln. Asymmetrische Aggregate konnten auch mithilfe des Streptavidin-Biotin Komplexes erhalten werden. Durch das Binden der Biotin-Endgruppen eines dreiarmigen Sternpolymeren an eine Streptavidin-Einheit und anschließende Belegung der verbliebenen Bindungsstelle mit der Biotin-gruppe eines Homopolymers, können sehr spezifisch zwei verschiedene Polymere in einem Janus Aggregat vereint werden. Auch die Vernetzung des Streptavidins kann erzielt werden, indem andere Mischverhältnisse gewählt werden.

Ein Bibliotheksland mit großer Geschichte Sachsen ist eine der dichtesten und traditionsreichsten Bibliothekslandschaften in Deutschland. In der neuzeitlichen Geschichte bis 1933 gingen von hier zahlreiche Impulse aus.

Thesis (doctoral)--Universität St. Gallen, 2001.