Bestimmende Faktoren und Stoichiometrie der STIM1/Orai Aktivierung

Rasche Änderungen der zytosolischen Kalziumkonzentration haben große Bedeutung in der Stimulierung diverser zellulärer Prozesse wie die Sekretion, Kontraktion und Genaktivierung. Der Kalziumtransport in die Zelle erfolgt hauptsächlich über speicheraktivierte Ionenkanäle, wobei der sogenannte Ca2+-release-activated Ca2+ (CRAC) Kanal den Prototyp darstellt. Zu seinen Schlüsselkomponenten zählen der luminale Kalzium-Sensor STIM1 und der Ionenkanal Orai, welche nach der Speicherentleerung aneinander koppeln und somit den Kalzium-Einstrom in die Zelle aktivieren. Dieses Projekt ermöglicht mit Hilfe der Kombination von Elektrophysiologie, konfokaler FRET und Einzelmolekülmikroskopie wie auch Molekularbiologie- und Biochemie-Techniken eine detaillierte Einsicht in die Zusammensetzung des aktiven STIM1/Orai Komplexes. Zuerst möchte ich bestimmen, welche essentielle Rolle ein N-terminaler Cluster mit basischen Aminosäuren in Orai1 in der Aktivierung dieses Ionenkanals spielt. Ein Hauptteil meines Forschungsvorhabens beschäftigt sich mit der Auflösung der Stoichiometrie von STIM1 Proteinen und intakten Orai Untereinheiten, die für die Aktivierung von CRAC Strömen benötigt wird. Zudem werde ich analysieren, ob Orai stabile Tetramere formt oder Orai Dimere erst nach der Speicherentleerung oligomerisieren. Weiters werden wichtige Aminosäuren in der STIM1 Homomerisierungsdomäne entschlüsselt. Zuallerletzt möchte ich dominant negative Fragmente identifizieren, welche die Stimulierung von Orai stören. Zusammenfassend, bieten meine Studien einen Überblick über molekulare Voraussetzungen, die letztendlich die Aktivierung von Orai ermöglichen.