Komponenten und Steuerung der zytosolischen Kalziumkonzentration

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Wesentliche zelluläre Funktionen, wie z.B. die Kontraktilität von Muskel- und Nicht-Muskelzellen, das Zellwachstum, die Sekretion von Neurotransmittern, synaptische Plastizität und Lernvorgänge werden u.a. durch die zytosolische Kalziumkonzentration ([Ca2+]i) reguliert. Die Regulation der intrazellulären, vesikulären Kalziumfreisetzung wird sehr kontrovers diskutiert. Komponenten des Steuerungsystems sind unter anderem spannungsabhängige Ca 2+ Kanäle und nicht-spannungsabhängige Kationenkanäle, BCa2+ verschiedene Ca2+ATPasen, heptahelikale Rezeptoren -Phospholipase C- Inositol-1,4,5-trisphosphat (IP3), intrazelluläre Ca2+speicher mit dem IP3- bzw. dem Ryanodin-Rezeptor, zytosolische und vesikuläre Kalzium-Bindungsproteine und die Mitochondrien. In vielen Geweben wird durch das Gas NO und CGNW die stimulierte [Ca2+]i erniedrigt. Kürzlich konnten wir zeigen, dass NO/cGNT im glatten Muskel cGW-abhängige Proteinkinase 1 (CGKI) aktiviert und dadurch der durch Noradrenalin stimulierte Anstieg von [Ca2+]i verhindert wird. Als Zielsubstrat der CGKI haben wir zwei Proteine identifiziert: IRAG (IP3-Rezeptor assoziiertes cGNP-Kinase Substrat) und BKca-Kanal (Kalzium-aktivierter maxi-Kaliumkanal). Unter Verwendung eines konfokalen Laser-Scanning-Mikroskop und eines patch clamp Systems wollen wir die subzelluläre Kolokalisation der beschriebenen Komponenten und die subzellulären Lokalistaion und Regulation der Kalziunifreisetzung im Gewebe von wildtyp und genetisch veränderten Mäusen untersuchen, in denen sowohl durch klassische Rekombination als auch mittels des Cre/loxP-Systems Gewebs- und Zeit-spezifisch die Regulationskomponenten CGKI, L-Typ Ca,1.2 Kalziunikanal, IRAG, BKc"-Kanal, HCN2- und HCN4Kanal ausgeschaltet werden.