Einfluss des Glycosylierungsmusters auf die Basalaktivität von hTRPC3 und hTRPC6

An lebenswichtigen Prozessen wie Kognition, Atem- und Kreislaufregulierung sind Kanal-Proteine der transienten Rezeptorpotential-(TRP)-Superfamilie beteiligt. Beruhend auf Sequenzhomologien ihrer Aminosäurestruktur und funktionellen Ähnlichkeiten, kann die TRP-Superfamilie in mehrere Familien und Su...

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Main Author: Emmel, Jens
Contributors: Gudermann, Thomas (Prof. Dr.) (Thesis advisor)
Format: Dissertation
Language:German
Published: Philipps-Universität Marburg 2007
Pharmakologisches Institut
Subjects:
Online Access:PDF Full Text
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Description
Summary:An lebenswichtigen Prozessen wie Kognition, Atem- und Kreislaufregulierung sind Kanal-Proteine der transienten Rezeptorpotential-(TRP)-Superfamilie beteiligt. Beruhend auf Sequenzhomologien ihrer Aminosäurestruktur und funktionellen Ähnlichkeiten, kann die TRP-Superfamilie in mehrere Familien und Subfamilien unterteilt werden. Eine der ersten entdeckten Familien ist die TRPC („canonical“ oder „classical“)-Familie, die wiederum in vier Subfamilien unterteilt werden kann. Vertreter der beim Menschen vorkommenden (human, h) TRPC3,6,7-Subfamilie bilden rezeptor- oder speichergesteuerte, nicht-selektive Calcium leitende Kationen-Kanäle. hTRPC3, hTRPC6 und hTRPC7 können allesamt durch Diacylglycerol aktiviert werden. Jeweils vier Kanal-Proteine bilden mit sich selbst (Homotetramere) oder untereinander (Heterotetramere), aber nicht mit Vertretern anderer TRPC-Subfamilien funktionelle Kationen-Kanäle. Diese Ähnlichkeiten warfen die Frage auf, ob sich hTRPC3 und hTRPC6 in ihren biophysikalischen Eigenschaften gleichen und damit funktionell austauschbar, also redundant sind oder ob sie unterschiedliche zelluläre Funktionen besitzen. Zudem sollte geklärt werden, ob das extrazelluläre Glykosylierungsmuster vom hTRPC3 (eine Glykosylierungsstruktur auf der ersten extrazellulären Schleife) und hTRPC6 (jeweils eine Glykosylierungsstruktur auf den ersten beiden extrazellulären Schleifen, e1 und e2) biophysikalische Eigenschaften definiert. Mittels der Patch-Clamp-Technik in der Ganzzell- und Einzelkanalkonfiguration sowie mittels Erschaffung von Glykosylierungsmutanten der Wildtyp-Kanalproteine hTRPC3 und hTRPC6 konnten folgende Aussagen über die biophysikalischen Eigenschaften getroffen werden: 1. hTRPC3 bildet funktionelle Kanäle mit hoher konstitutiver Aktivität (Basalaktivität) und unterscheidet sich darin signifikant von hTRPC6 2. hTRPC6-N561Q (Elimination der Glykosylierungsstruktur auf e2) und hTRPC6-N473Q-N561Q (Elimination der Glykosylierungsstruktur auf e1 und e2) bilden wie hTRPC3 ebenfalls funktionelle Kationen-Kanäle mit hoher Basalaktivität und unterscheiden sich darin ebenfalls signifikant von hTRPC6 3. hTRPC3-E512N (Hinzufügen einer zweiten Glykosylierungsstruktur) bildet im Vergleich zu hTRPC3 funktionelle Kationen-Kanäle mit deutlich verringerter Basalaktivität 4. das Glycosylierungsmuster beeinflusst jedoch nicht die Aktivierung durch Agonisten (Histamin bzw. Carbachol in maximaler Wirkkonzentration) Das Glykosylierungsmuster entscheidet demnach über die konstitutive Aktivität funktioneller Kationen-Kanäle. hTRPC3 ist demnach konstitutiv hochaktiv. Die Aktivität von hTRPC6 ist dagegen fein reguliert. Beide zeigen unterschiedliche biophysikalische Eigenschaften. Sie müssen demnach unterschiedliche zelluläre Funktionen ausüben.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2009.0271