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In Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde die begonnene Analyse zur Genregulation durch den potentiellen Transkriptionsregulator PepR1 aus Lactobacillus delbrückii subsp. lactis DSM7290 fortgesetzt. PepR1 wurde aufgrund von Aminosäuresequenz-Ähnlichkeiten zu Proteinen der CcpASubfamilie, die zur GalR/LacI-Familie transkriptioneller Regulatoren gehört,identifiziert. Das pepR1-Gen ist divergierend zum pepQ-Gen angeordnet, welches für die Peptidase Q kodiert. Beide Gene besitzen eine gemeinsame intergene Region von 152 bp. Bei Promotorstudien im heterologen E. coli mit einem partiellen β-Galaktosidase-Gen (´lacZ) aus E. coli, welches mit einem Teilbereich der intergenen Region von pepR1 und pepQ sowie den ersten sechs Kodons des pepQ-Gens fusioniert wurde, erhöhte die Anwesenheit von PepR1 in trans die gemessene Aktivität des β-Galaktosidase-Fusionskonstruktes um einen Faktor von 1,95; während zwei im cre-Operator mutierte Varianten desselben Promotors nur 1,26- bzw. 1,21-fach erhöhte Aktivitäten zeigten. Analog ausgeführte Analysen mit den ebenfalls cre-ähnliche Elemente enthaltenden Promotorbereichen der Peptidasegene pepI und pepX ließen keine signifikante Beeinflussung der Expression der Reporterkonstrukte durch PepR1 erkennen. Bandshift-Analysen mit gereinigten PepR1-Protein und dem nicht modifizierten pepQ-Promotorfragment sowie einer Variante mit einem in zwei Basenpaaren mutierten cre-Operator zeigten die vollständige Retardierung beider DNA-Fragmente. Diese Resultate konnten die 14 bp palindromische cre-Sequenz als den cis-aktiven Operator für die Wirkung des DNA-bindenden Regulators PepR1 bestätigen. Die CcpA-äquivalente Funktion von PepR1 aus Lb. delbrückii subsp. lactis als pleiotroper Regulator wurde durch die partielle Komplementation einer ccpA-Mutation von Staphylococcus xylosus C2a durch das pepR1-Gen von Lactobacillus delbrückii subsp. lactis nachgewiesen. In der durch das plasmidkodiert vorliegende pepR1-Gen komplementierten ccpA-Mutante von Staphylococcus xylosus C2a war die Zucker-vermittelte Repression der α-Gluko-sidase in Gegenwart von Glukose als Kohlenstoffquelle im Vergleich zum Wildtyp fast komplett wiederhergestellt. Die autogene Regulation von pepR1 wurde in E. coli durch die parallele Expression des mit dem promotorlosen ´lacZ-Gen translational fusionierten pepR1-Promotors und dem unter der Kontrolle des eigenen bzw. des E. coli lac-Promotors exprimierten PepR1 gezeigt. Die Anwesenheit von PepR1 in trans reprimierte in beiden Fällen die Aktivität des PpepR1-´lacZ-Reporterkonstruktes um einen Faktor von zwei. Die Transkripte der Peptidasegene pepI, pepQ, pepX und des pepR1-Gens wurden parallel zur Bestimmung der zugehörigen Aktivitäten der Peptidasen I, Q, und X über den Wachstumsverlauf von in Glukose oder Laktose wachsenden Zellen von Lb. delbrückii subsp. lactis verfolgt. Beim Wachstum mit Glukose war die PepQ-Aktivität gegenüber Laktose durchschnittlich um einen Faktor von 1,8 erhöht, die Menge an pepQ-mRNA korrelierte mit den Aktivitäten. Die Aktivitäten der Pep I und der Pep X waren bei in Laktose kultivierten Zellen leicht erhöht, sie zeigten jedoch Wachstumsphasen-abhängige Modulationen bei den Aktivitäten sowie Abweichungen bei der Korrelation von enzymatischer Aktivität zur Menge an spezifischer mRNA. Die Menge an pepR1-spezifischer mRNA variierte Wachstums-phasenabhängig sowohl bei der Glukose- als auch der Laktose-Kultur mit einem Faktor von zwei bis drei. Die lac-Region von Lactobacillus delbrückii subsp. lactis DSM7290 wurde kloniert, sequenziert und partiell charakterisiert. Durch den Vergleich mit DNA-Sequenzdaten von bekannten lac-Genen anderer Milchsäurebakterien konnten drei offene Leserahmen ermittelt werden. Das lacP-Gen (1881 bp), dessen unvollständiger 5´-Genabschnitt durch Inverse PCR komplettiert wurde, kodiert für eine Permease. Drei Basenpaare stromabwärts von lacP beginnt das Gen lacZ (3024 bp) für die β-Galaktosidase, auf die in gleicher Leserichtung 51 bp stromabwärts, das an seinem 3´-Ende nur unvollständig vorliegende lacR´ folgt. Northern-Blot-Analysen konnten zeigen, daß lacP und lacZ (sowie vermutlich auch lacR´) bei Wachstum von Lb. delbrückii subsp. lactis DSM7290 in Medium mit dem Zucker Laktose als mRNA von circa 6,15 kb Größe gemeinsam transkribiert werden. Die durch CcpA/PepR1-vermittelte Kontrolle über cre-Operatoren des lac-Promotors konnte mit zwei Translationsfusionen von Plac mit dem ´lacZ aus E. coli in S. xylosus lac- bzw. lac- und ccpA-Mutanten gezeigt werden.
Das erste Ziel dieser Arbeit war es, Verbindungen aus imperfekten Pilzen zu selektieren und zu isolieren, die ueber die Hemmung des JAK2-STAT-1alpha-Signalweges die Induktion der iNOS-Expression in humanen A549/8-Zellen, humanen Lungen-Alveolarepithel-Karzinom-Zellen, negativ beeinflussen. Es konnten drei Verbindungen aus unterschiedlichen Penicillium-Staemmen isoliert werden, die durch Reportergen-Analysen betreffend der Wirkung der Rohfermentationsprodukte auf die iNOS-, eNOS-Promotor-Aktivitaet sowie der STAT-1alpha-abhaengigen Promotor-Aktivitaet selektiert wurden. Die Substanzen Sporogen-A01, S-Curvularin sowie S14-95 zeigten in den Reportergen-Analysen aehnliche Aktivitaeten, die sich nur in der Potenz unterschieden. Waehrend Sporogen-A01 und S-Curvularin eine, wenn auch konzentrationsunabhaengige, Hemmung auf die NF-kappaB-abhaengige Promotor-Aktivitaet in HeLa-S3-Zellen zeigten, so ergab sich fuer S14-95 kein Einfluss auf diesen Signaltransduktionsweg. Bei S14-95 scheint es sich um eine spezifisch die IFN-gamma-abhaengigen Wege der transkriptionellen Aktivierung der iNOS hemmende Verbindung zu handeln. Die Effekte dieser Substanz auf den humanen TNF-alpha-Promotor liegen wie auch fuer S-Curvularin bei 80% Hemmung und auch der humane COX-2-Promotor wurde durch alle drei Substanzen in Reportergen-Analysen stark gehemmt. In A549/8-Zellen zeigten die Substanzen keine (S14-95 und S-Curvularin) oder lediglich geringe (Sporogen-A01) Wirkung auf die Zellproliferation. Die Verbindungen stellen wichtige Strukturen dar, die bei der pharmakologischen Unterdrueckung der NO-Produktion in pathophysiologischen Situationen eine Rolle spielen koennten. Im zweiten Teil wurde in humanen DLD1-Zellen, Kolon-Adenokarzinom-Zellen, und A549/8-Zellen die Regulation der iNOS-Expression durch kleine G-Proteine der Rho-Familie, die bekanntermassen in den Signaltransduktionsweg von Cytokinen involviert sind, untersucht. Atorvastatin und Lovastatin (HMG-CoA-Reduktase-Hemmer), die Ras- und Rho-Proteine gleichermassen indirekt hemmen, indem sie ihre essentielle Membranverankerung verhindern, erhoehten die Cytokin-induzierte NO-Produktion und iNOS-mRNA-Expression in den untersuchten humanen Zellen auf das 2 bis 4-fache, ohne jedoch selbst die Expression der iNOS induzieren zu koennen. DLD1- und AKN1-Zellen, die stabil mit einem 16kb-Fragment des humanen iNOS-Promotors vor einem Luziferase-Reportergen transfiziert worden waren, zeigten in Gegenwart von Atorvastatin oder Lovastatin eine mehr als 2,5-fache Steigerung der Cytokin-induzierten Luziferaseaktivitaet, was fuer eine erhoehte Transkriptionsrate als Ursache der erhoehten iNOS-mRNA-Spiegel spricht. In A549/8piNOS(16)Luc-Zellen erhoehten die beiden Statine die Luziferaseaktivitaet dagegen in einem weitaus geringerem Masse, so dass in diesen Zellen eine Beteiligung posttranskriptioneller Mechanismen, im Sinne einer erhoehten iNOS-mRNA-Stabilitaet, anzunehmen ist. Die beobachtete Statin-vermittelte Verstaerkung der Cytokin-induzierten iNOS-mRNA-Expression und iNOS-Promotoraktivitaet konnte durch Substitution von Mevalonat und Geranylgeranylpyrophosphat wieder vollstaendig aufgehoben werden, waehrend die Koinkubation mit FPP nur eine geringfuegige Reduktion zur Folge hatte. Die Superinduktion war somit das Ergebnis einer spezifischen Hemmung der HMG-CoA-Reduktase und beruhte auf der Hemmung posttranslational geranylgeranylierter Proteine. Vor dem Hintergrund, dass die kleinen G-Proteine der Rho-Familie vorwiegend geranylgeranyliert und die der Ras-Familie hauptsaechlich farnesyliert werden, scheint die Cytokin-induzierte iNOS-Expression durch Rho-Proteine negativ reguliert zu werden. Diese Hypothese konnte dadurch verifiziert werden, dass auch Clostridium difficile Toxin B - das durch UDP-Glucosylierung saemtliche Rho-Proteine (Rho, Rac, Cdc42) direkt inaktiviert, Ras-Proteine jedoch unbeeinflusst laesst - die Cytokin-induzierte iNOS-mRNA-Expression in den humanen Zellen auf mehr als das Dreifache zu steigern vermochte.
