Elektrophysiologische Untersuchungen zur Regulation rekombinanter Kaliumkanäle durch Metabolite des Fettsäure- und Phosphoinositidstoffwechsels

Rapedius, Markus

Die Familie der einwärtsgleichrichtenden (Kir) K+ Kanäle ist eine wichtige Klasse von K+ Kanälen, die an der Aufrechterhaltung des Ruhemembranpotentials, der Festlegung des Schwellenwertes für Aktionspotentiale und der K+ Homöostase maßgeblich beteiligt ist. In dieser Arbeit wurde die Regulation von Kir-Kanälen durch langkettige Fettsäure-Coenzym A Ester (LC-CoA) untersucht, deren intrazelluläre Konzentration in bestimmten Stoffwechselsituationen erhöht sein kann (z. B. bei Adipositas) und so möglicherweise die Entstehung eines Diabetes mellitus vom Typ II begünstigt. Unter Anwendung der “patch-clamp“-Technik konnte gezeigt werden, dass LC-CoA potente Inhibitoren aller getesteten Kir-Kanäle (Kir1.1, Kir2.1, Kir3.4, Kir7.1) darstellen und dass die Präsenz einer bestimmten Phosphatgruppe im Coenzym A Molekül entscheidend für die Wirkung an Kir-Kanälen ist. Des Weiteren sind die Länge der Fettsäurekette und die Potenz der Inhibition direkt korreliert. Am Kanalprotein selbst führt das Binden von LC-CoA zu strukturellen Veränderungen des Kanals, es konnten sowohl intra- als auch extrazelluläre Abschnitte als Teil einer Gating-Maschinerie identifiziert werden, die das Öffnen und Schließen des Kanals vermittelt. Die Untersuchungen implizieren eine direkte Verbindung aller Kir-Kanäle mit dem zellulären Fettsäuremetabolismus und dienen dem besseren Verständnis des komplexen Schaltverhaltens von Kir-Kanälen.

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Rapedius, Markus: Elektrophysiologische Untersuchungen zur Regulation rekombinanter Kaliumkanäle durch Metabolite des Fettsäure- und Phosphoinositidstoffwechsels. 2006.

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