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Rolle von KATP-Kanälen bei der Ischämie intestinaler Organe
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Authors
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A. S. Buschmann
- Chirurgische Klinik I der Charite, Campus Benjamin Franklin, Berlin, Deutschland
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G. G. MacGregor
- Department of Molecular Cellular Physiology, Yale University, Medical School, New Haven, Connecticut, USA
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K. Dong
- Department of Molecular Cellular Physiology, Yale University, Medical School, New Haven, Connecticut, USA
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L. Tang
- Department of Molecular Cellular Physiology, Yale University, Medical School, New Haven, Connecticut, USA
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G. Giebisch
- Department of Molecular Cellular Physiology, Yale University, Medical School, New Haven, Connecticut, USA
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S. C. Hebert
- Department of Molecular Cellular Physiology, Yale University, Medical School, New Haven, Connecticut, USA
| Published: | June 15, 2005 |
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Text
Einleitung
KATP-Kanäle spielen eine wichtige Rolle bei der Auslösung von Ischämien.Durch den metabolischen Streß der Zelle werden sie durch anfallendes ADP (durch den Verbrauch von ATP) und daraus resultierenden Abfall von ATP aktiviert und ändern dadurch den metabolischen Status der Zelle (z.B. Pankreas). Ein bedeutendes Charakteristikum von KATP-Kanälen ist also, daß sie durch Nukleotide (z.B: ATP) aktiviert bzw. inhibiert werden. Strukturell bestehen sie aus 2 Untereinheiten: Sulfonylharnstoffrezeptoren-SUR und einwärtsgleichrichtenden Kaliumkanälen-KIR.Sie finden sich u.a. im Pankreas, in Nervenzellen, im Nierenepithel und Endothelzellen. Ziel der Arbeit ist es, die molekularbiologische Regulierung von KATP-Kanälen durch Nukleotide zu untersuchen. Dadurch setzt es Grundlagen zur Klärung des Einflusses von KATP-Kanälen auf ischämische Zustände, bei denen Nukleotide, als Konsequenz der Steigerung der metabolischen Rate der Zelle, ihre Konzentration ändern.
Material und Methoden
Zur Prüfung der ATP-Bindung wurde fluoreszierendes ATP, TNP-ATP, verwendet. Es wurden Maltose-Bindungs-Fusionsproteine hergestellt, die den C-Terminus verschiedener KIR-Untereinheiten exprimieren:KIR1.1, KIR6.1, KIR6.2. Zusätzlich wurden Nikotinamid-Adenosin-Dinukleotide (NADP/NAD)an KIR-Untereinheiten KIR6.2, KIR1.1 in Anwesenheit von TNP-ATP untersucht.
Ergebnisse
ATP bindet an den C-Terminus von KIR-Untereinheiten KIR1.1, KIR6.1, KIR6.2 mit unterschiedlicher Affinität (KD=Dissoziationskonstante). Senkung des pH-Wertes führt zu einer Erhöhung der Bindungsaffinität für alle KIR-Untereinheiten [Tab. 1]. NADP verstärkt den hemmenden Effekt von TNP-ATP an KIR1.1 in einer konzentrationsabhängigen Wirkung [Tab. 2]. Steigende Konzentrationen an NAD führen zur Zunahme der Affinität von TNP-ATP zu KIR6.2 [Tab. 3].
Schlussfolgerung
ATP bindet direkt an den C-Terminus der KIR-Untereinheit von KATP-Kanälen. Andere Nukleotide (NADP, NAD) verstärken den inhibierenden Effekt von ATP. Es wurde erstmals molekularbiologisch nachgewiesen, wo die Bindungsstelle von ATP an der KIR-Untereinheit liegt.
