Title (eng)
Biochemical and pharmacological investigations to determine whether GABA is a substrate at the vesicular monoamine transporter VMAT2
Parallel title (deu)
Biochemische und pharmakologische Untersuchungen um herauszufinden, ob GABA ein Substrat des vesikulären Monoamintransporters VMAT2 ist
Author
Fabian Limani
Advisor
Peter Fuchs
Assessor
Peter Fuchs
Abstract (deu)
Dopamin (DA)-produzierende Neurone im ventralen Mittelhirn spielen eine wichtige Rolle bei Belohnung und Bewegung und bestehen aus verschiedenen zellulären Subpopulationen. Einige der Neurone exprimieren nicht nur Transporter zur Speicherung und Ausschüttung von DA (nämlich den plasmalemmalen Dopamintransporter (DAT) und den vesikulären Monoamintransporter (VMAT2)), sondern etwa auch den vesikulären Glutamattransporter (VGLUT2). Die VGLUT2-exprimierenden DA Neurone können dadurch neben DA auch Glutamat, den wichtigsten exzitatorischen Neurotransmitter, ausschütten. Im Gegensatz dazu scheint die zusätzliche Freisetzung von γ-Aminobuttersäure (GABA), dem wichtigsten inhibitorischen Neurotransmitter, nicht von der kanonischen Maschinerie für Synthese und Speicherung von GABA abhängig zu sein. Es wurde jedoch postuliert, dass DA Neurone GABA durch den plasmalemmalen GABA-Transporter (GAT1) in die Zellen aufnehmen und dann GABA mittels VMAT2 in die synaptischen Vesikel aufnehmen. Bis jetzt wurde die Ausschüttung von GABA aus DA-Neuronen nur indirekt durch Messung von inhibitorischen postsynaptischen Strömen (iPSCs) an GABAA Rezeptoren gezeigt, die aber theoretisch auch durch andere Neurotransmitter/Liganden induziert werden könnten. Das Ziel meiner Masterarbeit war es herauszufinden, ob GABA ein Substrat für VMAT2 ist und ob es eine Interaktion zwischen GAT1 and VMAT2 gibt. Um das zu testen, habe ich Messungen mit radioaktiv markierten Transmittern in isolierten synaptischen Vesikeln aus Nagetieren, nichtmenschlichen Primaten und Menschen gemacht, sowie Co-Immunopräzipitationen und Immunoblots durchgeführt. Während ich in den Co-Immunopräzipitation-Experimenten noch keine eindeutigen Ergebnisse erhalten habe, zeigen meine Uptake-Assays, dass GABA die Aufnahme von [3H]Serotonin, einem endogenen VMAT2-Substrat, in millimolaren Konzentrationen vermindern konnte. Dies deutet darauf hin, dass GABA für VMAT2 ein Substrat mit niedriger Affinität sein könnte.
Abstract (eng)
Midbrain dopamine (DA) neurons, which have important functions in reward and locomotion, are composed of different subpopulations. Some of them are not only expressing transporters needed to sequester and release DA (the plasmalemmal dopamine transporter (DAT)) and the vesicular monoamine transporter (VMAT2)), but also for example the vesicular glutamate transporter (VGLUT2) so they can co-release glutamate, the main excitatory neurotransmitter. In contrast, co-release of γ-aminobutyric acid (GABA), the major inhibitory neurotransmitter, does not seem to depend on the classical machinery thought to be necessary for GABA release. In contrast, it has been proposed that GABA is taken up into DA neurons via the plasmalemmal GABA transporter (GAT1) and then packaged into synaptic vesicles by VMAT2. So far, GABA co-release from DA neurons has only been indirectly shown by measurement of inhibitory postsynaptic currents (iPSCs) at GABAA receptors, which could also be induced by other neurotransmitters/ligands. My goal was to find out, whether GABA is a substrate at VMAT2 and if there is an interaction between GAT1 and VMAT2. In order to address these questions, I performed radiotracer flux measurements in synaptic vesicles isolated from different species and started to perform co-immunoprecipitation and immunoblotting experiments. While the co-immunoprecipitation experiments have not yielded unequivocal results during the time of my thesis work, my uptake assays indicate that GABA reduced the uptake of [3H]serotonin, an endogenous VMAT2 substrate, at millimolar concentrations, suggesting that GABA could indeed be a low-affinity substrate at VMAT2.
Keywords (deu)
BiochemiePharmakologieVesikulärer TransporterNeurotransmitterGABAMittelhirnDopamin
Keywords (eng)
BiochemistryPharmacologyVesicular transporterNeurotransmitterGABADopamineMidbrainUptake assay
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
Extent (deu)
VI, 53 Seiten : Illustrationen
Number of pages
59
Study plan
Masterstudium Biologische Chemie
[UA]
[066]
[863]
Association (deu)
Title (eng)
Biochemical and pharmacological investigations to determine whether GABA is a substrate at the vesicular monoamine transporter VMAT2
Parallel title (deu)
Biochemische und pharmakologische Untersuchungen um herauszufinden, ob GABA ein Substrat des vesikulären Monoamintransporters VMAT2 ist
Author
Fabian Limani
Abstract (deu)
Dopamin (DA)-produzierende Neurone im ventralen Mittelhirn spielen eine wichtige Rolle bei Belohnung und Bewegung und bestehen aus verschiedenen zellulären Subpopulationen. Einige der Neurone exprimieren nicht nur Transporter zur Speicherung und Ausschüttung von DA (nämlich den plasmalemmalen Dopamintransporter (DAT) und den vesikulären Monoamintransporter (VMAT2)), sondern etwa auch den vesikulären Glutamattransporter (VGLUT2). Die VGLUT2-exprimierenden DA Neurone können dadurch neben DA auch Glutamat, den wichtigsten exzitatorischen Neurotransmitter, ausschütten. Im Gegensatz dazu scheint die zusätzliche Freisetzung von γ-Aminobuttersäure (GABA), dem wichtigsten inhibitorischen Neurotransmitter, nicht von der kanonischen Maschinerie für Synthese und Speicherung von GABA abhängig zu sein. Es wurde jedoch postuliert, dass DA Neurone GABA durch den plasmalemmalen GABA-Transporter (GAT1) in die Zellen aufnehmen und dann GABA mittels VMAT2 in die synaptischen Vesikel aufnehmen. Bis jetzt wurde die Ausschüttung von GABA aus DA-Neuronen nur indirekt durch Messung von inhibitorischen postsynaptischen Strömen (iPSCs) an GABAA Rezeptoren gezeigt, die aber theoretisch auch durch andere Neurotransmitter/Liganden induziert werden könnten. Das Ziel meiner Masterarbeit war es herauszufinden, ob GABA ein Substrat für VMAT2 ist und ob es eine Interaktion zwischen GAT1 and VMAT2 gibt. Um das zu testen, habe ich Messungen mit radioaktiv markierten Transmittern in isolierten synaptischen Vesikeln aus Nagetieren, nichtmenschlichen Primaten und Menschen gemacht, sowie Co-Immunopräzipitationen und Immunoblots durchgeführt. Während ich in den Co-Immunopräzipitation-Experimenten noch keine eindeutigen Ergebnisse erhalten habe, zeigen meine Uptake-Assays, dass GABA die Aufnahme von [3H]Serotonin, einem endogenen VMAT2-Substrat, in millimolaren Konzentrationen vermindern konnte. Dies deutet darauf hin, dass GABA für VMAT2 ein Substrat mit niedriger Affinität sein könnte.
Abstract (eng)
Midbrain dopamine (DA) neurons, which have important functions in reward and locomotion, are composed of different subpopulations. Some of them are not only expressing transporters needed to sequester and release DA (the plasmalemmal dopamine transporter (DAT)) and the vesicular monoamine transporter (VMAT2)), but also for example the vesicular glutamate transporter (VGLUT2) so they can co-release glutamate, the main excitatory neurotransmitter. In contrast, co-release of γ-aminobutyric acid (GABA), the major inhibitory neurotransmitter, does not seem to depend on the classical machinery thought to be necessary for GABA release. In contrast, it has been proposed that GABA is taken up into DA neurons via the plasmalemmal GABA transporter (GAT1) and then packaged into synaptic vesicles by VMAT2. So far, GABA co-release from DA neurons has only been indirectly shown by measurement of inhibitory postsynaptic currents (iPSCs) at GABAA receptors, which could also be induced by other neurotransmitters/ligands. My goal was to find out, whether GABA is a substrate at VMAT2 and if there is an interaction between GAT1 and VMAT2. In order to address these questions, I performed radiotracer flux measurements in synaptic vesicles isolated from different species and started to perform co-immunoprecipitation and immunoblotting experiments. While the co-immunoprecipitation experiments have not yielded unequivocal results during the time of my thesis work, my uptake assays indicate that GABA reduced the uptake of [3H]serotonin, an endogenous VMAT2 substrate, at millimolar concentrations, suggesting that GABA could indeed be a low-affinity substrate at VMAT2.
Keywords (deu)
BiochemiePharmakologieVesikulärer TransporterNeurotransmitterGABAMittelhirnDopamin
Keywords (eng)
BiochemistryPharmacologyVesicular transporterNeurotransmitterGABADopamineMidbrainUptake assay
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Persistent identifier
Number of pages
59
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