Untersuchungen zur Struktur und Funktion des skelettmuskulären Dihydropyridinrezeptors

骨骼肌二氢吡啶受体结构与功能的研究

• 批准号: 12467732
• 负责人: Professor Dr. Symeon Papadopoulos
• 金额: --
• 依托单位: Zentrum Physiologie und Pathophysiologie
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2004-12-31 至 2010-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/12467732?language=en
• 关键词: Untersuchungen; zur; Struktur; und; Funktion

Im Skelettmuskel führt die intrazelluläre Freisetzung von Kalziumionen zur Kontraktion. Die Kalziumfreisetzung aus dem sarkoplasmatischen Retikulum (sR) wird über das Membranpotential gesteuert (elektromechanische Kopplung, im Englischen: EC-coupling). Ein spezialisierter Kalziumkanal, der muskuläre Dihydropyridinrezeptor (DHPR), hat hierbei eine Schlüsselstellung als Spannungssensor: Er gibt die während der Membrandepolarisation erfahrene Konformationsänderung weiter an einen anderen Kalziumkanal, den in der Membran des sR verankerten Ryanodinrezeptor (RyR). Daraufhin öffnet sich dieser und entlässt Kalziumionen in das Sarkoplasma. Anders als am Herzen ist im Skelettmuskel dafür kein Kalziumeinstrom durch den DHPR in die Zelle notwendig. Voraussetzung für diese spezielle Art der DHPR-RyR Kommunikation ist eine hoch geordnete Positionierung von DHP-Rezeptoren in Form von Tetraden an den elektronenmikroskopisch nachweisbaren Annäherungen von transversal-tubulärer und sR-Membran ( junctions ). Es ist nicht bekannt, welche molekularen Strukturen und Interaktionen die präzise Zusammenführung von DHPR und RyR während der Ausdifferenzierung von Muskelfasern vermitteln. Auch gibt es noch keine klaren Vorstellungen darüber, welche molekularen Bereiche von DHPR und RyR bei der Assoziation der beiden Proteine beteiligt sind. Noch weniger ist bekannt über das Zusammenspiel solcher Bereiche während der elektromechanischen Kopplung. Ausgehend von Vorarbeiten soll in diesem Projekt (a) mittels einer speziellen Fluoreszenzmethode die Topologie von DHPR-Domänen innerhalb des intakten DHPR-RyR Komplexes in Muskelzellen untersucht werden; insbesondere sollen dynamische DHPR-Bereiche identifiziert werden, die während der elektromechanischen Kopplung Konformationsänderungen durchlaufen und damit die Öffnung des RyR bewirken könnten, (b) mit Hilfe von Yeast-two-hybrid Experimenten nach weiteren Proteinen gesucht werden, welche mit dem DHPR interagieren; deren Bedeutung für die Formation der junctions und für das EC-coupling soll dann untersucht werden, (c) zytoplasmatische Domänen des DHPR rekombinant hergestellt und aufgereinigt werden um sie isoliert bezüglich Struktur, Funktion und ihrer Affinität zum RyR zu untersuchen; insbesondere soll hier die Bedeutung der DHPR:Calmodulin-Interaktion für den Skelettmuskel geklärt werden.

Im Skelettmuskel führt die intrazelluläre Freisetzung von Kalziumionen zur Kontraktion.从肌浆网（sR）中产生的热传导被称为膜电位（elektromechanische Kopplung，在英语中：EC-耦合）。一种特殊的Kalziumkanal，即Muskuläre Dihydropyridinrezeptor（DHPR），具有一个跨膜传感器：它将膜极化的方向与一个单独的Kalziumkanal，den in der Membran des sR verankerten Ryanodinrezeptor（RyR）连接。在Sarkoplasma中发现了这种病毒。Anders als am Herzen is im Skelettmuskel dafür kein Kalziumeinstrom durch den DHPR in die Zelle notwendig. Voraussetzung für diese spezielle Art der DHPR-RyR Kommerkation ist eine hoch geordnete Positionierung von DHP-Rezeptoren in Form von Tetraden an den elektronenmikroskopisch nachweisbaren Annäherungen von transversal-tubulärer und sR-Membran（junctions）. Es ist nicht bekannt，welche molekularen Strukturen und Interaktionen die präzise Zusammenführung von DHPR und RyR während der Ausdifferenzierung von Muskelfasern vermitteln.此外，DHPR和RyR的分子在蛋白质联合体中的作用也不明显。现在，我们已经知道了电动机械的工作原理。在该项目中解决前向问题（a）在Muskelzellen韦尔登中引入DHPR-RyR复合体的DHPR-Domänen拓扑学中采用一种特殊的拓扑方法通过求解动态DHPR-Bereiche识别韦尔登方程，可以得到如下结果：（B）利用酵母双杂交技术进行体外蛋白质韦尔登实验，以及利用DHPR进行的体外蛋白质合成实验; deren Bedutung für die Formation der junctions und für das EC-coupling soll dann untersucht韦尔登，（c）DHPR的酶质结构与RyR的结构、功能及其亲和力的韦尔登;研究DHPR的作用：钙调素-相互作用对韦尔登的影响。