The Calmodulin-mediated feedback inhibition in rat olfactory sensory neurons

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Bei der Stimulation mit einem Duftstoff werden in den sensorischen Zilien von Riechsinneszellen Ca2+-permeable Ionenkanäle geöffnet. Diese Kanäle werden durch einen negativen Rückkopplungsmechanismus kontrolliert: Einströmendes Ca2+ aktiviert Calmodulin, das die Kanäle innerhalb weniger Sekunden abschaltet. Bei der Untersuchung dieser Rückkopplungshemmung haben wir entdeckt, dass die daran beteiligten Calmodulin-Bindungsstellen auf den beiden modulatorischen Untereinheiten der Kanäle liegen. Es handelt sich dabei um Bindestellen vom IQ-Typ, die in der Lage sind, Calmodulin auch bei sehr niedrigen Ca2+-Konzentrationen gebunden zu halten. Aus unseren Messungen ergibt sich die Hypothese, dass die Kanäle in der unstimulierten Riechsinneszelle (bei niedrigem Ca2+) permanent Calmodulin gebunden haben und dadurch besonders schnell durch einströmendes Ca2+ abgeschaltet werden können. Für das hier beantragte Projekt planen wir zwei Untersuchungen: 1) Durch Mutagenese im Kanalprotein und funktionelle Charakterisierung der Mutanten wollen wir die Wechselwirkung von Kanal und Calmodulin genauer untersuchen und unsere Arbeitshypothese überprüfen. 2) Mit einer neuartigen Messmethode wollen wir die Ca2+-Konzentration in den sensorischen Zilien von Riechzellen registrieren und ihren Verlauf während Duftstimulation und Adaptation analysieren. Das Ziel dieses Projektes ist, Ca2+-abhängiges bei der Adaptation von Riechsinneszellen zu verstehen und von Ca2+-unabhängigen Prozessen - z.B. Phosphorylierung durch PKA - abzugrenzen.