Untersuchungen zur Koppelung von Muscarinrzeptoren an G-Proteine und Suche nach Muscarinrezeptorliganden mit Hilfe von Hefezellen

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Diverse Muskarinrezeptor-Subtypen (M1-M5) sollen als Modell dienen, um auf struktureller Ebene die Selektivität der Rezeptor/G-Protein-Kopplung zu untersuchen und um neue Muskarinrezeptor-Liganden zu identifizieren. Hierzu soll Hefe-Expressionstechnologie eingesetzt werden, die die Anwendung umfangreicher genetischer Screeningtechniken erlaubt; dies ist in Säugetierzellen nicht möglich. Im einzelnen ist geplant, kürzlich entwickelte, Muskarinrezeptor-exprimierende Hefezellstämme zu benutzen, die nur bei aktivierter Rezeptor/G-Protein-Kopplung wachsen. In einem ersten Schritt sollen Bibliotheken mutierter Muskarinrezeptoren (gebildet durch Zufallsmutagenese) in Hefezellen exprimiert werden, die verschiedene G-Protein a -Untereinheiten exprimieren. Ziel dieser Untersuchungen ist es Muskarinrezeptor-Mutanten zu isolieren, die neuartige Eigenschaften in der G-Proteinkopplung aufweisen. Eine Sequenz-Analyse dieser mutierten Rezeptoren soll helfen, die molekularen Strukturen zu definieren, die für die Selektivität der Rezeptor/G-Protein-Kopplung entscheidend sind. In einem zweiten Schritt sollen die Muskarinrezeptor-exprimierenden Hefezellstämme mit Peptid-Bibliotheken, die für Zufallspeptide kodieren, transformiert werden; das experimentelle System wird so gewählt, daß die entsprechenden Peptide sezerniert werden. Da die eingesetzten Hefezellstämme nur bei aktivierter Rezeptor/GProtein-Kopplung wachsen, werden nur solche Klone wachsen, die Peptide mit agonistischer Aktivität sezernieren. Es scheint wahrscheinlich, daß auf diese Weise neuartige Peptide isoliert werden, die selektiv spezifische Muskarinrezeptor-Subtypen aktivieren können. Dies ist ohne Zweifel von hoher therapeutischer Relevanz, da es bisher keine Subtyp-selektiven muskarinische Liganden gibt; darüberhinaus wären solche Liganden von grosser Bedeutung für die Untersuchung der physiologischen Aufgaben der einzelnen Muskarinrezeptor-Subtypen.