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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-57873
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/5787/


Hofherr, Alexis Matthias Rembert Mario

Der selektive Golgi-Export von Kir2.1 kontrolliert die Stöchiometrie funktioneller Kir2.x Kanalheteromere

Selective Golgi export of Kir2.1 controls the stoichiometry of functional Kir2.x channel heteromers

Dokument1.pdf (4.109 KB) (md5sum: 73e1b770e557e6463317baa9b88a7bea)

Kurzfassung in Deutsch

Die Expression von Proteinen an der Oberfläche einer Zelle hängt häufig von intrinsischen Sequenzmotiven ab, die den Transport entlang des Weges vom Ort der Biosynthese zur Zelloberfläche regeln.

Die Einwärts Gleichrichtenden Kaliumkanäle 2.1 und 2.4 (Kir2.1 / Kir2.4) zeigen einen deutlichen Unterschied in der Expression an der Zelloberfläche. Während sich Kir2.1 Proteine vorwiegend an der Zelloberfläche befinden, akkumuliert Kir2.4 im Golgi-Komplex. Erstaunlich ist dies, da alle Mitglieder der Kir2.0-Kanalfamilie zwei Sequenzmotive tragen, die den anterograden Transport fördern: ein carboxylterminal lokalisiertes diazides Motiv, das den Export aus dem Endoplasmatischen Retikulum fördert, und einen aminoterminal gelegenen positiv geladenen Sequenzkluster, der den Export aus dem Golgi-Komplex bewirkt. Mit Hilfe der Konstruktion von chimären Kir2.1 / Kir2.4 Untereinheiten konnte ein Abschnitt von 20 Aminosäuren im Kir2.1 Carboxyl-Terminus erfasst werden, der sowohl notwendig als auch hinreichend für einen effizienten Transport der Kir-Kanaluntereinheiten vom Golgi-Komplex zur Plasmamembran war. Zudem förderte dieser Abschnitt dominant die Expression Kir2.1-haltiger Kanalheteromere an der Zelloberfläche. Die Funktion des identifizierten Transportmotivs war in Neuronen konserviert. Mit Hilfe der Yeast Two-Hybrid Technik konnten potentielle Interaktionspartner für das Kir2.1 Transportmotiv gefunden werden.

Das zentrale Element des identifizierten Sequenzabschnitts entspricht einem Tyrosin abhängigen YXXPhi Konsensusmotiv (wobei Y ein Tyrosin, X jede Aminosäure und Phi eine große hydrophobe Aminosäure bedeutet), das eine Adaptin-Komplex Bindung vermitteln könnte. Da das gefundene Motiv sowohl in polarisierten als auch nicht-polarisierten Zellen erkannt wurde, kann man annehmen, dass seine Funktion in einer Vielzahl von Geweben konserviert ist. Der dominante Einfluss des Sequenzmotivs auf die Expression Kir2.1-haltiger Kanalheteromere an der Zelloberfläche hat wesentliche Bedeutung für die Stöchiometrie heteromerer Kir2.x Kanäle in der Plasmamembran.


Kurzfassung in Englisch

Surface expression of ion channels and receptors often depends on intrinsic sequence motifs that control their intracellular transport along the secretory pathway. Although members of the Kir2.x subfamily share two such motifs – a diacidic ER export motif and a positively charged Golgi export motif – they strongly differ in their surface expression. Whereas Kir2.1 shows prominent plasma membrane localization, Kir2.4 channels accumulate within the Golgi complex. By constructing chimeras between Kir2.1 and Kir2.4 subunits, a stretch of 20 amino acids was identified in the Kir2.1 C-terminus that is both necessary and sufficient to promote anterograde transport of Kir channel subunits at the level of trafficking from the Golgi to the plasma membrane. The core element of the identified sequence bears a tyrosine-dependent YXXPhi consensus motif for adaptin binding, with the flanking residues determining its functional efficiency. As the signal is dominant in promoting surface transport of Kir2.1/Kir2.4 channel heteromers and is recognized by both the epithelial and neuronal intracellular sorting machinery, the preferential Golgi export of Kir2.1 will control the stoichiometry of Kir2.x heteromers expressed on the cell surface.


SWD-Schlagwörter: Kaliumkanal , Sekretion , Intrazellulärer Transport , Membrantransport , Proteintransport , Yeast-Two-Hybrid-System
Freie Schlagwörter (deutsch): Adaptin , Coat protein complex , Einwärts Gleichrichtenden Kaliumkanäle , Kir2.1 , Kir 2.4
Freie Schlagwörter (englisch): Secretory pathway , Vesicular transport , Potassium channel , Surface expression , Adaptin , Coat protein complex
Institut: Physiologisches Inst. II
Fakultät: Medizinische Fakultät / Universitätsklinikum
DDC-Sachgruppe: Medizin und Gesundheit
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Klöcker, Nikolaj (PD Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 27.06.2008
Erstellungsjahr: 2008
Publikationsdatum: 17.09.2008
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