Protein-Protein-Interaktionen in den 'Gating'-Domänen von Kaliumkanälen

Das Öffnen und Schließen von Kaliumkanälen kann durch Spannung und/oder Liganden gesteuert werden. In dieser Arbeit wurde das 'Gating' zweier Kanaltypen auf molekularer Ebene untersucht: die Aktivierung bzw. Deaktivierung von Ca2+-gesteuerten SK-Kanälen sowie die Inaktivierung von spannungsgesteuerten Kv-Kanälen. Die einzelnen Projekte wurden in interdisziplinärer Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern aus derselben und anderen Arbeitsgruppen durchgeführt. <br>Der Schwerpunkt lag auf der Etablierung einer Methode, mit deren Hilfe direkte und/oder indirekte Interaktionspartner der cytoplasmatischen N- und C-terminalen Domänen der alpha-Untereinheiten von SK-Kanälen identifiziert werden können. Calmodulin diente als Positivkontrolle und wurde spezifisch von den C-Termini der SK-Kanäle gebunden. Von den vielen potentiellen Interaktionspartnern wurde Caseinkinase II (CK2) zweifelsfrei als Protein bestätigt, das direkt mit den SK2 alpha-Untereinheiten assoziiert ist. Zusätzlich gibt es Hinweise für eine spezifische Interaktion mit Proteinphosphatase 2A (PP2A). <br>Durch In-vitro-Phosphorylierung und Koexpressions-Experimente wurde gezeigt, dass die CK2-vermittelte Phosphorylierung von SK-gebundenem Calmodulin an einem Threonin-Rest im zentralen Linker die Ca2+-Sensitivität der Kanäle durch Erhöhung der Deaktivierungsrate herabsetzt. Das 'Gating' von SK-Kanälen kann daher in vivo vermutlich durch reversible Phosphorylierung und Dephosphorylierung von Calmodulin moduliert werden. <br>Anhand in Bakterien exprimierter und gereinigter Peptide wurden mit Hilfe der NMR-Spektroskopie die Lösungsstrukturen der intrazellulären 'Gating'-Domänen von SK- und Kv-Kanälen ermittelt. Sowohl für die Calmodulin-Bindungsdomäne von SK2 als auch für die Tandem-Inaktivierungsdomäne von Kv1.4 wurde ein unmittelbarer Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion festgestellt.

Author dc:creator

• Bildl, Wolfgang

Contributors dc:contributor

• Neuhaus, Gunther

Repository record source_url

https://freidok.uni-freiburg.de/data/782

OAI identifier oai:identifier

oai:freidok.uni-freiburg.de:782