Der hierarchisch strukturierte und hoch geordnete Aufbau von Calciumphosphat und Kollagen in Knochen und Zähnen wird von den Zellen mit Hilfe bestimmter Moleküle erreicht. Diese organischen Moleküle, zumeist Proteine, beeinflussen durch die räumliche Anordnung ihrer Ladung das Präzipitations- und Wachstumsverhalten der mineralischen Phase. Die in dieser Arbeit beschriebenen Computersimulationen zeigen, dass ein Calciumphosphatkomplex mit deprotoniertem Phosphat am stabilsten ist. Vermutlich nimmt die Bindungsenergie pro Oberfläche des Komplexes mit wachsender Größe bis zu einem Ca9(PO4)6 -Komplex (Posner Klaster) linear zu. Die Präzipitation von Calciumphosphat aus wässriger Lösung führt häufig zu amorphen Kugeln mit 50-500 nm Durchmesser, die sphärische Unterstrukturen von ca. 5 nm Durchmesser zeigen und bei großer Dichte zu einer amorphen Schicht verschmelzen. Geringe Unterschiede in der Präparation können aber schon zu stäbchenförmigen oder plättchenartigen Kristalliten führen. Phosphoserin ist eine der wichtigsten Aminosäuren bei der Anbindung von Proteinen an Calciumphosphat. Das Computermodell zeigt an der gesamten Oberfläche dieser Aminosäure ein deutliches elektrisches Potential, dies begünstigt die Wechselwirkung mit Ionen. FT-IR- und NMR-Untersuchungen zeigen, dass Phosphoserin bei Kopräzipitation mit Calciumphosphat höchstwahrscheinlich in die mineralische Phase eingebaut wird. Serin zeigt bei der Kopräzipitation ab 1 mM einen Einfluss auf die Morphologie von Calciumphosphat, während Phosphoserin schon bei 0,01 mM einen deutlichen Einfluss zeigt. Elektronenspray-Ionisations-Massenspektroskopie (ESI-MS) bestätigt die relativ zum Serin intensivere Wechselwirkung von Phosphoserin mit Calciumphosphat. Das wichtigste Protein zur Vermeidung ektopischer Mineralisierung ist Fetuin. Dieses Protein stabilisiert die transient auftretenden amorphen Calciumphosphatkugeln (ACP-Kugeln) und erlaubt so dem Körper deren Entsorgung. Fetuin verhindert das Verschmelzen von ACP-Kugeln, wenn diese in großer Dichte auftreten, wobei deren feine Unterstruktur erhalten bleibt. Trotz des starken inhibitorischen Verhaltens wird das Auflösen von Brushit durch die Anwesenheit von Fetuin praktisch nicht beschleunigt. Auch auf die Kinetik der Assemblierung von Kollagen zeigt Fetuin praktisch keinen Einfluss. Des Weiteren wurde das Nukleationsverhalten des häufigsten, nichtkollagenen Knochenproteins, dem Osteocalcin (OC), mittels ESI-MS beobachtet. Die Untersuchungen von Osteocalcin in Calciumphosphatlösung zeigten Komplexe mit bis zu 8 Ca2+, der größte identifizierbare Komplex bestand aus [OC Ca2 (PO4 )2 Na4 ]+. Um die Mineralisierung von Kollagen genauer zu untersuchen, wurden assemblierte Kollagenfibrillen in der Flüssigzelle eines Atomkraftmikroskops (AFM) mit Calciumphosphat nachmineralisiert. Hierbei wurde eine gleichmäßige Anlagerung der offenbar amorphen mineralischen Phase beobachtet. Die Inkubation der Fibrillen mit Phospholipidvesikeln führte zu einem Aufweichen der Fibrillen. Des Weiteren wurden Phospholipidvesikel hergestellt, um den Calciumphosphatniederschlag in einem räumlich stark begrenzten Abschnitt zu untersuchen. Die Vesikel wurden mit REM und AFM abgebildet und so verschiedene Präparationsmethoden verglichen. Es konnten plättchenförmige Kristallite an der Vesikelmembran gezüchtet werden, während bei Anwesenheit von Phosphoserin globuläre Objekte auftraten. Eine Arbeitshypothese wurde entwickelt, die das unterschiedliche Wachstumsverhalten von Calciumphosphat in wässriger Lösung mit einer positiv geladenen Hydrathülle um den Calciumphosphatkeim erklärt. Die Protonen stammen vom deprotonierten Phosphat des Mineralkeims und können sich auf Grund der adsorbierten Wassermoleküle nicht sofort in der Lösung verteilen. Diese Hülle aus H3O+ verhindert das beliebige Anlagern von Ionen an den Mineralkeim und lenkt so dessen Morphologie.:1 Einführung 1.1 Biomineralisation 1.2 Calciumphosphat 1.3 Phosphoserin 1.4 Kollagen 1.5 Osteocalcin 1.6 Fetuin 1.7 Matrixvesikel 1.8 Fragestellung der Dissertation 2 Material und Methoden 2.1 Computermodellierung 2.2 Chemikalien und Lösungen 2.3 FT-IR-Messungen 2.4 UV/Vis-Messungen 2.5 Massenspektroskopische Experimente 2.6 REM 2.7 TEM 2.8 AFM 2.9 NMR 2.10 XRD 3 Ergebnisse und Interpretation 3.1 Calciumphosphat 3.2 Phosphoserin 3.3 Fetuin 3.4 Osteocalcin 3.5 Kollagen 3.6 Künstliche Vesikel 4 Abschließende Zusammenfassung Anhang Erläuterungen zu den Ergebnissen Glossar Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Literaturverzeichnis Erklärung, Danke Publikationen Lebenslauf Index

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Lithiumeisen(II)-phosphat ist ein vielversprechendes und umweltfreundliches Kathodenmaterial für den Einsatz in Lithium-Ionen-Batterien (LIB), das eingehend im Hinblick auf seine thermodynamischen- und Oberflächeneigenschaften untersucht wurde. Zur Bestimmung der mittleren molaren Mischungsenthalpie von LiFePO4 und FePO4 wurde die Methode der isothermen Titrationskalorimetrie für die Untersuchung heterogener Stoffsysteme optimiert. Die Ergebnisse konnten mit elektrochemischen Gleichgewichtszellspannungsmessungen validiert werden. Ferner wurde die Oberflächenspannung von reinem LiFePO4 experimentell mit Hilfe der Kapillar-Aufstiegsmethode an Pulvern ermittelt. Ein weiterer Forschungsschwerpunkt stellte experimentelle Bestimmung der Wärmekapazität von phasenreinem orthorhombischen FePO4 dar. Des Weiteren wurde der Ablauf der hydrothermalen LiFePO4-Synthese ausgehend von Li3PO4 und Vivianit anhand von in-situ Messungen der elektrolytischen Leitfähigkeit und thermodynamischen Modellierungen aufgeklärt.

Over the past few years a large amount of work has provided growing insight into the molecular mechanisms that direct post-Golgi trafficking events in the budding yeast Saccharomyces cerevisae. However, a key event in this process, the formation of secretory vesicles at the Golgi and sorting of cargo into these transport carriers, remains poorly understood. It has been demonstrated that phosphatidylinositol 4-phosphate (PI(4)P) generated by the PI(4)-kinase Pik1p plays an essential role in maintenance of Golgi secretory function and morphology. Up to now relatively few targets of Pik1/PI(4)P signaling at the Golgi have been identified and it thus remains elusive how Pik1p mediates its essential function in Golgi secretion. During my thesis work, I used synthetic genetic array analysis (SGA) of a temperature-sensitive mutant allele of PIK1 (pik1-101) in order to gain better understanding of Pik1p function at the TGN and to isolate new regulators of post-Golgi transport in yeast. I identified a total of 85 genes, whose deletion resulted in a synthetic growth defect when combined with the pik1-101 mutation. 21 isolated deletion mutants were used for further analysis, several of which were found to share common trafficking phenotypes with the pik mutant. A striking result of the screen was the finding that Pik1p interacts genetically with several components of a potential post-translational modification pathway referred to as “urmylation pathway”. In addition, a novel, previously uncharacterized subunit of the Transport protein particle (TRAPP) complex was isolated as genetic interactor of Pik1p, suggesting a function for the TRAPP complex in a Pik1p dependent trafficking pathway. Using tandem affinity purification, I could also demonstrate that TRAPP shows previously unknown interactions with other regulators of post-Golgi transport. The second part of this thesis describes the development of a new visual screening approach. Recent work indicates that secretory cargo in yeast can be transported to the cell surface via at least two different exocytic branches. Upon block of one pathway cargo can be partially redistributed into the other pathway. This partial redundancy of exocytic pathways provides one explanation why genetic screens in the past were largely unsuccessful in identifying the molecular machinery that directs vesicle budding and cargo sorting at the TGN. I collaborated in the development of a novel screening method that was devised to circumvent this problem. The method took advantage of the systematic yeast knockout array and was based on the assumption that a defect in cargo sorting and cell surface transport could be detected as intracellular accumulation of a GFP-tagged model cargo. The suitability of our approach for identifying regulators of secretory transport has been demonstrated in a small-scale pilot study that will be presented in this thesis. The screening method proofed to be applicable on a genome-wide scale and can now be used for the screening of additional markers. This novel approach provides an entry point to the comprehensive study of TGN sorting.

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The present PhD thesis describes the synthesis and characterization of novel planarchiral 1,2-P,O-ferrocenes and their application in the Pd-catalyzed Suzuki-Miyaura reaction. It was especially focused on the development of a new synthetic pathway to this type of substitution pattern by applying the anionic phospho-Fries rearrangement in ferrocene chemistry. Starting from hydroxy ferrocene, a high diversity of Fc–O–P- type (Fc = (n5-C5H5)(n5-C5H4)) compounds were synthesized, whereby the electronic properties of the phosphorus fragments were varied. The anionic phospho-Fries rearrangement successfully occurred subsequent to an ortho-lithiation with a non-nucleophilic base giving the 1,2-P,O-ferrocenes in up to quantitative yields. The usage of chiral pool-based alcohols for the synthesis of chiral ferrocenyl phosphates allowed a diastereoselective proceeding, giving single isomers in up to 95% de. Temperature-dependent investigations of mixed ferrocenyl-, phenyl- and Nheterocyclicphosphates revealed a limitation of ferrocenyl-based rearrangements per reaction step, contrary to phenyls. 1,2-P,O-ferrocenyl phosphonates could successfully be converted into phosphines by applying Stelzer P,C cross-coupling reactions on ferrocenes for the first time. Their usage as ligands for C,C cross-coupling reactions was confirmed by the synthesis of sterically hindered biaryls in high yields at 70°C with a low catalyst loading of 1 mol-% Pd. Functionalization of the 1,2-P,O -structural motif could be achieved by applying nucleophilic aromatic substitution reactions (SNAr) as an alternative pathway for the synthesis of ferrocenyl aryl ethers. Subsequent to a Fries rearrangement sterically-demanding 1,3-di-orthosubstituted aryloxy ferrocenes could be obtained. Multi SNAr reactions of hydroxyferrocenes at polyfluorinated arenes gave up to pentaferrocenyl-functionalized aryl ethers, whose electrochemical properties were investigated. The reaction of CH2-enlarged ferrocenylmethanols gave α-ferrocenylcarbenium ions instead of phosphates, while treating them with chlorophosphates. Enantiopure 2-P(S)Ph2-substituted derivatives of these ions underwent a subsequent intermolecular “S2−“ migration, resulting in thioethers, for example (Sp,Sp)-(2-(P(S)Ph2)FcCH2)2S, in a unique mechanism. Instead, the presence of electronrich arenes gave electrophilic aromatic substituted benzenes bearing chiral ferrocenylmethyl backbones. These type of ligands gave biaryls with up to 26 % ee. / Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Synthese und Charakterisierung von neuartigen planar-chiralen 1,2-P,O-ferrocenen sowie deren Anwendung in der Pd-katalysierten Suzuki-Miyaura Reaktion. Dabei lag der Focus in der Anwendung anionischer phospho-Fries Verschiebungen auf Ferrocene um dieses spezielle Substitutionsmuster erhalten zu können. Ausgehend von Hydroxyferrocenen wurde so eine Vielzahl neuer Verbindungen des Typs Fc–O–P (Fc = (n5-C5H5)(n5-C5H4)) synthetisiert, wobei die elektronischen Eigenschaften des Phosphor-tragenden Fragmentes variiert wurden. Die anionische phospho-Fries Verschiebung erfolgte im Anschluss einer ortho-Lithiierung mit einer nicht-nucleophilen Base, was 1,2-P,O-Ferrocene nahezu quantitative ergab. Durch die Verwendung von chiral-pool basierten Alkoholen für die Synthese chiraler Ferrocenylphosphate konnte eine diastereoselective 1,3-O->C Umlagerung mit Isomerenreinheiten von bis zu 95 % erreicht werden. Untersuchungen von gemischten Ferrocenyl-, Phenyl- und N-heterocyclischen Phosphaten bei verschiedenen Temperaturen zeigte eine Limitierung Ferrocenyl-basierter Umlagerungen pro Reaktionsschritt im Gegensatz zu denen von Phenylen. Die erhaltenen 1,2-P,O-Ferrocenylphosphate wurden erstmals mittels Stelzer P,C Kreuz-Kupplungsreaktionen erfolgreich in Phosphane umgesetzt. Deren Verwendung als Ligand in C,C Kreuz-Kupplungsreaktionen wurde am Beispiel der Synthese räumlich anspruchsvoller Biaryle in hohen Ausbeuten bei nur 70°C und niedrigen Katalysatorbeladungen von 1 mol-% Pd demonstriert. Die Funktionalisierung des 1,2-P,O-Strukturmotifes konnte durch die Anwendung von nucleophilen aromatischen Substitutionsreaktionen erreicht werden, die einen alternativen Zugang zu Ferrocenylarylethern bietet. Im Anschluss an eine Fries Umlagerung konnten so sterisch anspruchsvolle 1,3-di-ortho-substituierte Ferrocenylarylether erhalten werden. Durch mehrfache SNAr Reaktionen von Hydroxyferrocenen an polyfluorierten Aromaten wurden bis zu fünf-fach substituierte Ether erhalten, deren elektrochemischen Eigenschaften untersucht wurden. Die um eine CH2-Einheit verlängerten Ferrocenylmethanole gaben bei Reaktion mit Chlorophosphaten alpha Ferrocenylcarbeniumionen anstelle der gewünschten Phosphate. Enantiomerenreine 2-P(S)Ph2-substituierte Derivate dieser Ionen durchliefen anschließend einen intermolekularen ”S2–“ Transfer in einem einzigartigen Mechanismus, was bspw. in Thioethern des Typs (Sp,Sp)-(2-(P(S)Ph2)FcCH2)2S resultierte. In Anwesenheit elektronenreicher Aromaten wurden elektrophile aromatischen Substitutuionen und die Bildung chiraler ferrocenylmethyl-substitutuierter Benzene beobachtet. Deren Einsatz als Ligand ergab Biaryle mit bis zu 26 % ee.

Background Growing evidence emphasizes the relevance of sphingolipids for metabolism and immunity of antigen-presenting cells (APC). APCs are key players in balancing tolerogenic and encephalitogenic responses in immunology. In contrast to the well-known prominent effects of sphingosine-1-phosphate (S1P) on lymphocyte trafficking, modulatory effects on APCs have not been fully characterized. Methods Frequencies and activation profiles of dendritic cell (DC) subtypes, monocytes, and T cell subsets in 35 multiple sclerosis (MS) patients were evaluated prior and after undergoing fingolimod treatment for up to 24 months. Impact of fingolimod and S1P on maturation and activation profile, pro-inflammatory cytokine release, and phagocytotic capacity was assessed in vitro and ex vivo. Modulation of DC-dependent programming of naïve CD4+ T cells, as well as CD4+ and CD8+ T cell proliferation, was also investigated in vitro and ex vivo. Results Fingolimod increased peripheral slanDC count—CD1+ DC, and monocyte frequencies remained stable. While CD4+ T cell count decreased, ratio of Treg/Th17 significantly increased in fingolimod-treated patients over time. CD83, CD150, and HLADR were all inhibited, but CD86 was upregulated in DCs after incubation in the presence of fingolimod. Fingolimod but not S1P was associated with reduced release of pro-inflammatory cytokines from DCs and monocytes in vitro and ex vivo. Fingolimod also inhibited phagocytic capacity of slanDCs and monocytes. After fingolimod, slanDCs demonstrated reduced potential to induce interferon–gamma-expressing Th1 or IL-17-expressing Th17 cells and DC-dependent T cell proliferation in vitro and in fingolimod-treated patients. Conclusions We present the first evidence that S1P-directed therapies can act additionally as immunomodulators that decrease the pro-inflammatory capabilities of APCs, which is a crucial element in DC-dependent T cell activation and programming.

Background Growing evidence emphasizes the relevance of sphingolipids for metabolism and immunity of antigen-presenting cells (APC). APCs are key players in balancing tolerogenic and encephalitogenic responses in immunology. In contrast to the well-known prominent effects of sphingosine-1-phosphate (S1P) on lymphocyte trafficking, modulatory effects on APCs have not been fully characterized. Methods Frequencies and activation profiles of dendritic cell (DC) subtypes, monocytes, and T cell subsets in 35 multiple sclerosis (MS) patients were evaluated prior and after undergoing fingolimod treatment for up to 24 months. Impact of fingolimod and S1P on maturation and activation profile, pro-inflammatory cytokine release, and phagocytotic capacity was assessed in vitro and ex vivo. Modulation of DC-dependent programming of naïve CD4+ T cells, as well as CD4+ and CD8+ T cell proliferation, was also investigated in vitro and ex vivo. Results Fingolimod increased peripheral slanDC count—CD1+ DC, and monocyte frequencies remained stable. While CD4+ T cell count decreased, ratio of Treg/Th17 significantly increased in fingolimod-treated patients over time. CD83, CD150, and HLADR were all inhibited, but CD86 was upregulated in DCs after incubation in the presence of fingolimod. Fingolimod but not S1P was associated with reduced release of pro-inflammatory cytokines from DCs and monocytes in vitro and ex vivo. Fingolimod also inhibited phagocytic capacity of slanDCs and monocytes. After fingolimod, slanDCs demonstrated reduced potential to induce interferon–gamma-expressing Th1 or IL-17-expressing Th17 cells and DC-dependent T cell proliferation in vitro and in fingolimod-treated patients. Conclusions We present the first evidence that S1P-directed therapies can act additionally as immunomodulators that decrease the pro-inflammatory capabilities of APCs, which is a crucial element in DC-dependent T cell activation and programming.

The present PhD thesis describes the synthesis and characterization of novel planarchiral 1,2-P,O-ferrocenes and their application in the Pd-catalyzed Suzuki-Miyaura reaction. It was especially focused on the development of a new synthetic pathway to this type of substitution pattern by applying the anionic phospho-Fries rearrangement in ferrocene chemistry. Starting from hydroxy ferrocene, a high diversity of Fc–O–P- type (Fc = (n5-C5H5)(n5-C5H4)) compounds were synthesized, whereby the electronic properties of the phosphorus fragments were varied. The anionic phospho-Fries rearrangement successfully occurred subsequent to an ortho-lithiation with a non-nucleophilic base giving the 1,2-P,O-ferrocenes in up to quantitative yields. The usage of chiral pool-based alcohols for the synthesis of chiral ferrocenyl phosphates allowed a diastereoselective proceeding, giving single isomers in up to 95% de. Temperature-dependent investigations of mixed ferrocenyl-, phenyl- and Nheterocyclicphosphates revealed a limitation of ferrocenyl-based rearrangements per reaction step, contrary to phenyls. 1,2-P,O-ferrocenyl phosphonates could successfully be converted into phosphines by applying Stelzer P,C cross-coupling reactions on ferrocenes for the first time. Their usage as ligands for C,C cross-coupling reactions was confirmed by the synthesis of sterically hindered biaryls in high yields at 70°C with a low catalyst loading of 1 mol-% Pd. Functionalization of the 1,2-P,O -structural motif could be achieved by applying nucleophilic aromatic substitution reactions (SNAr) as an alternative pathway for the synthesis of ferrocenyl aryl ethers. Subsequent to a Fries rearrangement sterically-demanding 1,3-di-orthosubstituted aryloxy ferrocenes could be obtained. Multi SNAr reactions of hydroxyferrocenes at polyfluorinated arenes gave up to pentaferrocenyl-functionalized aryl ethers, whose electrochemical properties were investigated. The reaction of CH2-enlarged ferrocenylmethanols gave α-ferrocenylcarbenium ions instead of phosphates, while treating them with chlorophosphates. Enantiopure 2-P(S)Ph2-substituted derivatives of these ions underwent a subsequent intermolecular “S2−“ migration, resulting in thioethers, for example (Sp,Sp)-(2-(P(S)Ph2)FcCH2)2S, in a unique mechanism. Instead, the presence of electronrich arenes gave electrophilic aromatic substituted benzenes bearing chiral ferrocenylmethyl backbones. These type of ligands gave biaryls with up to 26 % ee. / Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Synthese und Charakterisierung von neuartigen planar-chiralen 1,2-P,O-ferrocenen sowie deren Anwendung in der Pd-katalysierten Suzuki-Miyaura Reaktion. Dabei lag der Focus in der Anwendung anionischer phospho-Fries Verschiebungen auf Ferrocene um dieses spezielle Substitutionsmuster erhalten zu können. Ausgehend von Hydroxyferrocenen wurde so eine Vielzahl neuer Verbindungen des Typs Fc–O–P (Fc = (n5-C5H5)(n5-C5H4)) synthetisiert, wobei die elektronischen Eigenschaften des Phosphor-tragenden Fragmentes variiert wurden. Die anionische phospho-Fries Verschiebung erfolgte im Anschluss einer ortho-Lithiierung mit einer nicht-nucleophilen Base, was 1,2-P,O-Ferrocene nahezu quantitative ergab. Durch die Verwendung von chiral-pool basierten Alkoholen für die Synthese chiraler Ferrocenylphosphate konnte eine diastereoselective 1,3-O->C Umlagerung mit Isomerenreinheiten von bis zu 95 % erreicht werden. Untersuchungen von gemischten Ferrocenyl-, Phenyl- und N-heterocyclischen Phosphaten bei verschiedenen Temperaturen zeigte eine Limitierung Ferrocenyl-basierter Umlagerungen pro Reaktionsschritt im Gegensatz zu denen von Phenylen. Die erhaltenen 1,2-P,O-Ferrocenylphosphate wurden erstmals mittels Stelzer P,C Kreuz-Kupplungsreaktionen erfolgreich in Phosphane umgesetzt. Deren Verwendung als Ligand in C,C Kreuz-Kupplungsreaktionen wurde am Beispiel der Synthese räumlich anspruchsvoller Biaryle in hohen Ausbeuten bei nur 70°C und niedrigen Katalysatorbeladungen von 1 mol-% Pd demonstriert. Die Funktionalisierung des 1,2-P,O-Strukturmotifes konnte durch die Anwendung von nucleophilen aromatischen Substitutionsreaktionen erreicht werden, die einen alternativen Zugang zu Ferrocenylarylethern bietet. Im Anschluss an eine Fries Umlagerung konnten so sterisch anspruchsvolle 1,3-di-ortho-substituierte Ferrocenylarylether erhalten werden. Durch mehrfache SNAr Reaktionen von Hydroxyferrocenen an polyfluorierten Aromaten wurden bis zu fünf-fach substituierte Ether erhalten, deren elektrochemischen Eigenschaften untersucht wurden. Die um eine CH2-Einheit verlängerten Ferrocenylmethanole gaben bei Reaktion mit Chlorophosphaten alpha Ferrocenylcarbeniumionen anstelle der gewünschten Phosphate. Enantiomerenreine 2-P(S)Ph2-substituierte Derivate dieser Ionen durchliefen anschließend einen intermolekularen ”S2–“ Transfer in einem einzigartigen Mechanismus, was bspw. in Thioethern des Typs (Sp,Sp)-(2-(P(S)Ph2)FcCH2)2S resultierte. In Anwesenheit elektronenreicher Aromaten wurden elektrophile aromatischen Substitutuionen und die Bildung chiraler ferrocenylmethyl-substitutuierter Benzene beobachtet. Deren Einsatz als Ligand ergab Biaryle mit bis zu 26 % ee.

Over the past few years a large amount of work has provided growing insight into the molecular mechanisms that direct post-Golgi trafficking events in the budding yeast Saccharomyces cerevisae. However, a key event in this process, the formation of secretory vesicles at the Golgi and sorting of cargo into these transport carriers, remains poorly understood. It has been demonstrated that phosphatidylinositol 4-phosphate (PI(4)P) generated by the PI(4)-kinase Pik1p plays an essential role in maintenance of Golgi secretory function and morphology. Up to now relatively few targets of Pik1/PI(4)P signaling at the Golgi have been identified and it thus remains elusive how Pik1p mediates its essential function in Golgi secretion. During my thesis work, I used synthetic genetic array analysis (SGA) of a temperature-sensitive mutant allele of PIK1 (pik1-101) in order to gain better understanding of Pik1p function at the TGN and to isolate new regulators of post-Golgi transport in yeast. I identified a total of 85 genes, whose deletion resulted in a synthetic growth defect when combined with the pik1-101 mutation. 21 isolated deletion mutants were used for further analysis, several of which were found to share common trafficking phenotypes with the pik mutant. A striking result of the screen was the finding that Pik1p interacts genetically with several components of a potential post-translational modification pathway referred to as “urmylation pathway”. In addition, a novel, previously uncharacterized subunit of the Transport protein particle (TRAPP) complex was isolated as genetic interactor of Pik1p, suggesting a function for the TRAPP complex in a Pik1p dependent trafficking pathway. Using tandem affinity purification, I could also demonstrate that TRAPP shows previously unknown interactions with other regulators of post-Golgi transport. The second part of this thesis describes the development of a new visual screening approach. Recent work indicates that secretory cargo in yeast can be transported to the cell surface via at least two different exocytic branches. Upon block of one pathway cargo can be partially redistributed into the other pathway. This partial redundancy of exocytic pathways provides one explanation why genetic screens in the past were largely unsuccessful in identifying the molecular machinery that directs vesicle budding and cargo sorting at the TGN. I collaborated in the development of a novel screening method that was devised to circumvent this problem. The method took advantage of the systematic yeast knockout array and was based on the assumption that a defect in cargo sorting and cell surface transport could be detected as intracellular accumulation of a GFP-tagged model cargo. The suitability of our approach for identifying regulators of secretory transport has been demonstrated in a small-scale pilot study that will be presented in this thesis. The screening method proofed to be applicable on a genome-wide scale and can now be used for the screening of additional markers. This novel approach provides an entry point to the comprehensive study of TGN sorting.