Charakterisierung von CFTR-Chloridkanälen durch schnelle Nukleotid-Konzentrations-Sprünge

• Antragsteller: Professor Dr. Georg Nagel
• Fachliche Zuordnung: Biophysik
• Förderung: Förderung von 1997 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5382553

CFTR ist ein Chloridkanal, der bei der Erbkrankheit Mukoviszidose defekt ist. CFTR gehört zur großen Proteinfamilie der ABC-Transporter. CFTR-Chloridkanäle werden durch Proteinkinasen und Nukleotide reguliert, über den Mechanismus existieren jedoch widersprüchliche Modelle. Kinetische (pre-steady-state)Untersuchungen mit schnellen ATP-Konzentrationssprüngen durch Photolyse von caged ATP ergaben nun mehr Klarheit (Weinreich et al., 1999). Dazu wurde vom menschlichen CFTR-Gen c-RNA hergestellt und in Oocyten von Xenopus laevis injiziert. Nach 3-5 Tagen werden CFTR-Kanäle mit der patch clamp-Methode untersucht. Unsere Untersuchungen bewiesen einen neuen Mechanismus der Wirkung von Genistein auf CFTR (Weinreich et al., 1997), wie er später auch von anderen Gruppen bestätigt wurde. Versucht mit schnellem Lösungswechsel von Nukleotiden und (alternativ) Laserblitz-induzierter Photolyse von caged ATP ergaben ein neues Modell zur Nukleotid-abhängigen Regulation von CFTR (Weinreich et al., 1999; Nagel 1999). Die Ergebnisse lieferten neue Erkenntnisse über die Bedeutung der zwei Nukleotidbindungsstellen auf CFTR welche möglicherweise auch auf andere ABC-Transporter übertragen werden können. Ein von uns vorgeschlagenes Modell (Nagel, 1999) zur Regulation von CFTR durch Nukleotide soll mit der neu etablierten Methode der schnellen Konzentrationssprünge vertieft werden. Versuche mit membrangebundenen Proteinkinasen, die eine permanente hohe Phosphorylierung erlauben, sollen das Wechselspiel von Phosphorylierung und Nukleotidwirkung aufklären.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen