Funktionelle Charakterisierung von TPCN2 Kanälen in vitro und in vivo

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Nikotinsäure-Adenin-Dinukleotid Phosphat (NAADP) ist ein sekundärer Botenstoff, der in nanomolaren Konzentrationen Ca2+ aus lysosomalen Speichern der Zelle freisetzt. In zahlreichen Säugerzellen (z.B. in Kardiomyozyten, Neuronen und β-Zellen des Pankreas) wurden NAADP-abhängige Prozesse beschrieben. Mit der Identifizierung der „two pore channels“ (TPCN1 und TPCN2) als hochaffine NAADP Rezeptoren ist eine der zentralen Voraussetzung dafür geschaffen, NAADP abhängige Signaltransduktionswege auf molekularer Ebene nachzuvollziehen. Ziel des vorliegenden Antrages ist es, umfassende Einblicke in die Funktion und die physiologische Relevanz von TPCN2 Kanälen zu erlangen. Der erste Antragsteil umfasst Untersuchungen zur Rolle von TPCN2 Kanälen bei der intrazellulären Ca2+ Signaltransduktion. Hierbei sollen der Aktivierungsmechanismus und die Ionenpermeation von TPCN2, sowie der Kopplungsmechanismus der TPCN2-getragenen NAADPabhängigen Ca2+ Freisetzung an sekundäre Ca2+ Speicher analysiert werden. Als wesentliches Werkzeug für das Erreichen dieser Ziele haben wir eine planare Patch Clamp Technik etabliert, die es ermöglicht TPCN2-vermittelte Ströme direkt in intakten Lysosomen zu charakterisieren. Der zweite Antragsteil beschäftigt sich mit Untersuchungen zur physiologischen Rolle von TPCN2 am Modell der TPCN2 Knockout Maus. Wir werden uns hierbei auf das kardiale System und das ZNS konzentrieren.