Title (deu)
Strukturdeterminanten der Aktivierung von L-Typ Kalziumkanälen in den Segmenten IS6 und IIS6
Author
Michaela Kudrnac
Advisor
Steffen Hering
Assessor
Stefan Böhm
Norbert Klugbauer
Abstract (deu)
Als Ziel der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von Mutationen in porenbildenden S6 Segmenten auf das „gating“ Verhalten von CaV1.2 untersucht. Besonders signifikante Effekte wurden durch Prolin- bzw. Threoninsubstitutionen im unteren Drittel („bundle crossing region“) der Segmente IS6 und IIS6 induziert. Hydrophobe Interaktionen zwischen S6 Segmenten oder Nachbarregionen sind an der Stabilisierung der geschlossenen Kanalkonformation beteiligt (Hohaus et al., 2005; Kudrnac et al., 2009). Diese Hypothese wurde durch Mutationen mit Aminosäuren unterschiedlicher Hydrophobizität, Größe und Polarität erhärtet. Die Verschiebung der spannungsabhängigen Aktivierung ging mit einer verlangsamten Aktivierung bei hyperpolarisierten Potentialen, einer verlangsamten Dekativierung und verminderter Inaktivierung einher. Subsitutionen von Ile781 können sowohl die geschlossene Konformation destabilisieren als auch die offene Konformation von CaV1.2 stabilisieren. Außerdem könnte an den Positionen Cys779–Ala782 eine flexible Position für „helix bending“ vorliegen. Auch Prolinsubstitution S435P in IS6 führte zu einer starken Verschiebung der Aktivierungskurve und verlangsamter Stromkinetik. Die Threoninsubstitutionen Leu429 und Leu434 führten zu einem ähnlichen kinetischen Phänotyp mit verschobenen Aktivierungskurven. Die entsprechenden Inaktivierungskurven aller Mutanten wurden proportional in negativer Richtung auf der Potentialachse verschoben. Eine Abhängigkeit von strukturellen Veränderungen in IS6 und IIS6 wurde mittels „mutant cylce analysis“ analysiert. Doppelmutationen in diesen S6 Segmenten induzieren entweder additive oder nicht-additive Verschiebungen der Aktivierungskurven entlang der Potentialachse. Die „mutant cycle analysis“ ergab eine energetische Kopplung zwischen den Aminosäuren S435 und I781; weitere Doppelmutationen in IS6 und IIS6 zeigten unabhängige Effekte auf das Aktivierungsverhalten von CaV1.2.
Keywords (deu)
KalziumkanäleMutagenesePatch ClampAktivierungKanalopathie
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
Extent (deu)
78 S. : Ill., graph. Darst.
Number of pages
82
Association (deu)
Title (deu)
Strukturdeterminanten der Aktivierung von L-Typ Kalziumkanälen in den Segmenten IS6 und IIS6
Author
Michaela Kudrnac
Abstract (deu)
Als Ziel der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von Mutationen in porenbildenden S6 Segmenten auf das „gating“ Verhalten von CaV1.2 untersucht. Besonders signifikante Effekte wurden durch Prolin- bzw. Threoninsubstitutionen im unteren Drittel („bundle crossing region“) der Segmente IS6 und IIS6 induziert. Hydrophobe Interaktionen zwischen S6 Segmenten oder Nachbarregionen sind an der Stabilisierung der geschlossenen Kanalkonformation beteiligt (Hohaus et al., 2005; Kudrnac et al., 2009). Diese Hypothese wurde durch Mutationen mit Aminosäuren unterschiedlicher Hydrophobizität, Größe und Polarität erhärtet. Die Verschiebung der spannungsabhängigen Aktivierung ging mit einer verlangsamten Aktivierung bei hyperpolarisierten Potentialen, einer verlangsamten Dekativierung und verminderter Inaktivierung einher. Subsitutionen von Ile781 können sowohl die geschlossene Konformation destabilisieren als auch die offene Konformation von CaV1.2 stabilisieren. Außerdem könnte an den Positionen Cys779–Ala782 eine flexible Position für „helix bending“ vorliegen. Auch Prolinsubstitution S435P in IS6 führte zu einer starken Verschiebung der Aktivierungskurve und verlangsamter Stromkinetik. Die Threoninsubstitutionen Leu429 und Leu434 führten zu einem ähnlichen kinetischen Phänotyp mit verschobenen Aktivierungskurven. Die entsprechenden Inaktivierungskurven aller Mutanten wurden proportional in negativer Richtung auf der Potentialachse verschoben. Eine Abhängigkeit von strukturellen Veränderungen in IS6 und IIS6 wurde mittels „mutant cylce analysis“ analysiert. Doppelmutationen in diesen S6 Segmenten induzieren entweder additive oder nicht-additive Verschiebungen der Aktivierungskurven entlang der Potentialachse. Die „mutant cycle analysis“ ergab eine energetische Kopplung zwischen den Aminosäuren S435 und I781; weitere Doppelmutationen in IS6 und IIS6 zeigten unabhängige Effekte auf das Aktivierungsverhalten von CaV1.2.
Keywords (deu)
KalziumkanäleMutagenesePatch ClampAktivierungKanalopathie
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
Number of pages
82
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