Universität Tübingen
Auswirkung des konservativen Aminosäurenaustauschs Lysin gegen Arginin in den Nukleotidbindungsfalten des Sulfonylharnstoffrezeptors SUR2B auf die Bindungseigenschaften
Abstract
Die ATP-sensitiven K+-Kanälen sind aus zwei Untereinheiten der a- (Kir6.1 und Kir6.2) und der b-Untereinheit (Sulfonylharnstoffrezeptor (SUR1 / SUR2)) aufgebaut. Je vier SUR, die regulatorische Untereinheit und vier Kir6.x, die porenbildende Untereinheit, schließen sich zu Heterooktameren zusammen und bilden den Ionenkanal. Die Zusammensetzung der einzelnen KATP-Kanäle ist in den verschiedenen Geweben sehr unterschiedlich (z.B. Kir6.2 / SUR1 in den b-Zellen des Pankreas; Kir6.2 / SUR2A im Myokard; Kir6.2 / SUR2B im glatten, nicht-vaskulären Muskel, Kir6.1 / SUR2B in der glatten Gefäßmuskulatur). Sie sind dafür zuständig die elektrische Zellaktivität an den metabolischen Zustand der Zelle anzupassen, indem sie den K+-Strom regulieren. Sulfonylharnstoffe (SU) und KATP-Kanal-Öffner (KCO) können an der b-Untereinheit binden und die Offenwahrscheinlichkeit des Kanals beeinflussen. Darüber hinaus liegt am SUR eine Nukleotidbindungsfalte (NBF) vor, an der MgATP binden kann und dort hydrolysiert wird, was die Bindung der SU und KCO beeinflusst. In der vorliegenden Arbeit wollte man durch einen konservativen Aminosäureaustausch (Arginin gegen Lysin) herausfinden, ob die NBF sich genau an dieser Stelle befindet, und welche Auswirkung die MgATP-Bindung und Hydrolyse auf die Bindung von GBC und P1075 hat. Mittels Radioligandbindungsstudien mit dem Radioliganden 3H-GBC wurden Verdrängungs- (mit GBC) und Hemmkurven (mit P1075) erstellt, die über die Affinität und deren Veränderungen durch die KRKR-Mutation Aufschluss gaben. Bei der Verdrängung von 3H-GBC durch GBC wurden die Erwartungen bestätigt, da in der Abwesenheit von MgATP die Bindungskurven miteinander übereinstimmen, auch bei der Versuchreihe in der Anwesenheit von MgATP kam es zu keinem signifikanten Unterschied in der Affinität. Man geht davon aus, dass die starke Hemmung der 3H-GBC-Bindung durch einen Verlust von Bindungsstellen zu erklären ist, da bei den Verdrängungsversuchen von 3H-GBC durch MgATP an der KRKR-Mutation ein deutlicher Abfall der Affinität aufgetreten ist und 3H-GBC nur noch zu einem sehr kleinen Teil verdrängt werden kann. Bei den KCOs wurde erstaunlicher Weise festgestellt, dass die KRKR-Mutation sogar eine Wirkung auf die Bindung von P1075 hat, wenn kein MgATP im Versuchsansatz vorhanden ist. Es scheint so, als ob die P1075 Bindung durch die Mutation auch stark eingeschränkt ist. Über die Ursachen lässt sich nur spekulieren. Wahrscheinlich kommt es durch die Mutation zu einer Konformationsänderung des gesamten Moleküls, das die Bindung von P1075 erschwert und oder die 3H-GBC-Bindung erleichtert. Durch diese Studie konnte belegt werden, dass sich die Aminosäure Lysin in der NBF befindet und einen wichtigen Part in der MgATP-Bindung und eventuell sogar in der Hydrolyse desselbigen übernimmt, da die Hemmkurve durch MgATP eigentlich nicht zustande kommt.
Author and committee
dc:creator, dc:contributor.*- Author
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- Schell, Sophie Pauline
Identifiers
dc:identifier.*- Identifier
- hdl:10900/45624