Die molekulare Basis der Transporter-Oligomerisierung

Die Familie der Neurotransmitter:Natrium Symporter (NSS) teilen viele strukturelle und funktionelle Eigenschaften. Ihre wichtigste physiologische Aufgabe besteht in der Wiederaufnahme von Neurotransmitter aus dem synaptischen Spalt, um deren Wirkung auf prä- und post-synaptische Rezep toren zu beenden. Biochemische und biophysikalische Experimente deuten auf die Bildung oligomerer quaternärer Strukturen. Fluoreszence Resonanz Energie Transfer (FRET) Microskopie bestätigte das Vorkommen für eine konstitutive, homotypische (= beschränkt auf einen exprimierten NSS-subtype) physikalische Interaktion der NSS auf der Zelloberfläche und während der Biosynthese. Allerdings ist die molekulare Basis der Oligomerbildung grösstenteils ungeklärt. Es wurde ausserdem gezeigt, dass einzelne Mitglieder der NSS-familie heterotypische Komplexe (= zwei Mitglieder der NSS-familie exprimiert). Allerdings fehlt ein schlüssiger Hintergrund für die physiologische Rolle dieser Hetero-komplexbildung. In der Arbeitsgrundlage des gegenständlichen Projektantrages postulieren wir dass Homo-Oligomerbildung eine verbreitete Eigenschaft unter Mitgliedern der NSS-Familie ist. Bestimmte Oligomerisierungs-Schnittstellen dienen als Interaktionsdomänen zwischen zweien und mehreren NSS in einem Komplex; Hetero-komplexbildung ist möglich und besitzt eine physiologische Bedeutung. Wir wollen die molekulare Basis der homotypischen als auch heterotypischen Oligomerisierung erforschen. Dazu werden wir uns zweier gut charakterisierter Transporterproteine bedienen, nämlich des humanen Serotonintransporters als auch des Ratten GABA Transporters 1. Beide Proteine sind von höchster klinischer Relevanz. Basierend auf dieser Arbeitsgrundlage definieren wir folgende Ziele: Erforschung der molekularen Determinanten der homo- als auch hetero-typischen Oligomerisierung unter verschiedenen Mitgliedern der NSS-Familie. Erforschung der Möglichkeit, Hetero-Expression in situ, d.h. in Neuronen nachzuweisen um eine besseres Verständnis für die Hetero-Oligomerisierung zu erhalten. Bestimmung der Wichtigkeit verschiedener Oligomerisierungsmotive für statische und / oder dynamische Interaktionen in eineme oligomeren Komplex. Die Identifizierung der Aminosäurereste, die als Wasserstoff-brücken Interaktionspartner in einem Oligomerisierungs-Schnittstelle dienen. Die Resultate dieser Studien werden uns helfen, zu verstehen, welche Schlüsselrolle der Transporter- Oligomerisierung in der lebenden Zelle zukommt. Wir erwarten, dass die Daten auch für andere Mitglieder der NSS-Familie von höchster Relevanz sein werden. Wir werden ein Modell generieren, dass uns hilft zu verstehen, wie die molekulare Basis der Transporter-Oligomerisierung die Assoziierung in einem solchen Komplex beeinflusst und welche Rolle die Oligomerisierung der Transportproteine und ihre Beeinflussung für pathologische Geschehnisse spielt.

Die Familie der Neurotransmitter:Natrium Symporter (NSS) teilen viele strukturelle und funktionelle Eigenschaften. Ihre wichtigste physiologische Aufgabe besteht in der Wiederaufnahme von Neurotransmitter aus dem synaptischen Spalt, um deren Wirkung auf prä- und post-synaptische Rezeptoren zu beenden. Biochemische und biophysikalische Experimente deuten auf die Bildung oligomerer quaternärer Strukturen. Fluoreszence Resonanz Energie Transfer (FRET) Microskopie bestätigte das Vorkommen für eine konstitutive, homotypische (= beschränkt auf einen exprimierten NSS-subtype) physikalische Interaktion der NSS auf der Zelloberfläche und während der Biosynthese. Allerdings ist die molekulare Basis der Oligomerbildung grösstenteils ungeklärt. Es wurde ausserdem gezeigt, dass einzelne Mitglieder der NSS-familie heterotypische Komplexe (= zwei Mitglieder der NSS-familie exprimiert). Allerdings fehlt ein schlüssiger Hintergrund für die physiologische Rolle dieser Hetero-komplexbildung. In der Arbeitsgrundlage des gegenständlichen Projektantrages postulieren wir dass Homo- Oligomerbildung eine verbreitete Eigenschaft unter Mitgliedern der NSS-Familie ist. Bestimmte Oligomerisierungs-Schnittstellen dienen als Interaktionsdomänen zwischen zweien und mehreren NSS in einem Komplex; Hetero-komplexbildung ist möglich und besitzt eine physiologische Bedeutung. Wir wollen die molekulare Basis der homotypischen als auch heterotypischen Oligomerisierung erforschen. Dazu werden wir uns zweier gut charakterisierter Transporterproteine bedienen, nämlich des humanen Serotonintransporters als auch des Ratten GABA Transporters 1. Beide Proteine sind von höchster klinischer Relevanz. Basierend auf dieser Arbeitsgrundlage definieren wir folgende Ziele: Erforschung der molekularen Determinanten der homo- als auch hetero-typischen Oligomerisierung unter verschiedenen Mitgliedern der NSS-Familie. Erforschung der Möglichkeit, Hetero-Expression in situ, d.h. in Neuronen nachzuweisen um eine besseres Verständnis für die Hetero-Oligomerisierung zu erhalten. Bestimmung der Wichtigkeit verschiedener Oligomerisierungsmotive für statische und / oder dynamische Interaktionen in eineme oligomeren Komplex. Die Identifizierung der Aminosäurereste, die als Wasserstoff-brücken Interaktionspartner in einem Oligomerisierungs-Schnittstelle dienen. Die Resultate dieser Studien werden uns helfen, zu verstehen, welche Schlüsselrolle der Transporter- Oligomerisierung in der lebenden Zelle zukommt. Wir erwarten, dass die Daten auch für andere Mitglieder der NSS-Familie von höchster Relevanz sein werden. Wir werden ein Modell generieren, dass uns hilft zu verstehen, wie die molekulare Basis der Transporter-Oligomerisierung die Assoziierung in einem solchen Komplex beeinflusst und welche Rolle die Oligomerisierung der Transportproteine und ihre Beeinflussung für pathologische Geschehnisse spielt.