Struktur und Funktion von calciumabhängigen Chloridkanälen in Riechsinneszellen

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In den sensorischen Zilien von Riechsinneszellen findet sich die gesamte molekulare Ausstattung, die nach der Stimulation mit einem Duftstoff für das Entstehen der Rezeptorpotentiale und damit die Erregungsbildung der Riechneuronen verantwortlich ist. Während die Duftstoffrezeptoren und die primären Schritte dieses Signaltransduktionsweges bekannt sind, konnten viele der nachgeschalteten Komponenten auf molekularer Ebenen nach nicht identifiziert worden. Hierzu gehört der Ca2+-aktivierte C1- Kanal. Elektrophysiologische Messungen zeigen, dass diese Ionenkanal bei Duft-Stimulation geöffnet wird und den Hauptteil des Rezeptorstroms trägt. Nach unserem bisherigen Erkenntnisstand ist aber keine der bekannten Proteinfamilien von Ca2+-aktivierten C1- Kanälen (CLCA, Bestrophine) an der Bildung dieses Ionenkanals beteiligt. Wir gehen daher davon aus, dass es sich hierbei um eine neue, bisher unbekannte Proteinfamilie handeln muss. Wir schlagen hier eine zweiteilige Strategie vor, die dazu führen soll, (1) das Ca2+-aktivierten C1- Kanal molekular zu identifizieren und (2) neue Kandidaten-Proteine zu identifizieren, die an der Regulation der Transduktionskanäle beteiligt sind. Ein Ansatz besteht in der Charakterisierung der gesamten Protein-Ausstattung der ziliären Zellmembran, dem ziliären Proton, durch 2D-Gelelektrophorese und massenspektrometrische Analyse. Der zweite Ansatz basiert auf unserer Beobachtung, dass der in Riechsinneszellen exprimierte Ca2+-aktivierte C1- Kanal mit Calmodulin interagiert. Wir wollen diese Wechselwirkung genau untersuchen, sowie die Kanalproteine über eine Calmodulin-Affinitätschromatographie reinigen und massenspektrometrisch identifizieren. Dieses Projekt ist darauf angelegt, den Ca2+-aktivierten C1- Kanal molekular zu identifizieren, und außerdem einen umfassenden Überblick der Proteine zu erhalten, die im Signaltransduktionssystem von Riechsinneszellen eine Rolle spielen.