@phdthesis{Egenberger2012,
  author    = {Egenberger, Brigitte},
  title     = {Identifizierung einer Aminos{\"a}ure im Transportweg des organischen Kationentransporters 1, deren Mutation Struktur{\"a}nderungen beim Transport beeinflusst},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-72930},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Die organischen Kationentransporter der SLC22-Familie spielen eine Schl{\"u}sselrolle bei der Aufnahme, Ausscheidung und Verteilung vieler kationischer Medikamente und endogener Substanzen. Der erste klonierte organische Kationentransporter rOCT1 (OCT1 aus der Ratte) wurde bisher eingehend funktionell charakterisiert. rOCT1 ist elektrogen, transportiert organische Kationen unterschiedlicher Struktur wie z.B. Cholin, Tetraethylammonium (TEA) oder das Neurotoxin 1 Methyl-4-Phenylpyridinium (MPP) und wird durch verschiedene Substanzen wie beispielsweise Tetrabutylammonium (TBuA) inhibiert. F{\"u}r die Entwicklung und Optimierung von Medikamenten ist ein besseres Verst{\"a}ndnis der strukturellen Grundlage der polyspezifischen Substraterkennung und des Transportprozesses von entscheidender Bedeutung. Durch modellgest{\"u}tzte Mutagenese konnte f{\"u}r rOCT1 ein großer Spalt identifiziert werden, der von acht Transmembranhelices (TMHs) geformt wird und die putative Substratbindungstasche mit {\"u}berlappenden Bindungsdom{\"a}nen beinhaltet. Mittels der „Voltage-Clamp-Fluorometrie" k{\"o}nnen Konformations{\"a}nderungen von rOCT1 w{\"a}hrend des Transportzyklus sichtbar gemacht werden. Unter Verwendung dieser Methode wurden spannungsabh{\"a}ngige Fluoreszenz{\"a}nderungen in den Positionen 260, 380 und 483 der TMHs 5, 8 und 11 nachgewiesen. Interaktionen mit den Substraten Cholin und MPP sowie dem nicht transportierten Inhibitor TBuA von außen wirkten sich unterschiedlich auf die Bewegungen in den drei Positionen aus. Diese Ergebnisse demonstrieren, dass rOCT1 spannungsabh{\"a}ngige Konformationen einnimmt, bei deren {\"A}nderungen sich mindestens drei Transmembrandom{\"a}nen (TMH 5, TMH 8 und TMH 11) bewegen und dass in Gegenwart von organischen Kationen die Spannungsabh{\"a}ngigkeit der Transporterkonformation beeinflusst wird. Des Weiteren wurde eine kritische Position innerhalb oder nahe der Substratbindungstasche von rOCT1 identifiziert, mit deren Hilfe der Transportweg irreversibel blockiert werden kann. In Position 478 wurde das Glycin durch ein Cystein ersetzt, das mittels des SH Gruppenreagenzes [2-(Trimethylammonium)ethyl] methanethiosulfonat Bromid (MTSET) kovalent modifiziert werden konnte. Diese Modifikation bewirkte eine starke Hemmung des Transports verschiedener Substrate wie z.B. Cholin, TEA oder MPP. Anhand von Bindungsstudien konnte gezeigt werden, dass die Bindung von MPP durch die MTSET Modifizierung in der nach außen gerichteten Konformation verhindert wurde. Die Einf{\"u}hrung des Cysteins in Position 478 erh{\"o}hte die Affinit{\"a}t von TBuA und beeinflusste außerdem die substrat- und spannungsabh{\"a}ngigen Konformations{\"a}nderungen. Hierbei zeigte sich, dass in zwei der drei Positionen (260 und 483) die Fluoreszenzantwort des leeren Transporters ver{\"a}ndert wurde. Neben den Fluoreszenzen im Gleichgewichtszustand wurden auch die Zeitkonstanten der Fluoreszenzantworten durch die Position 478 beeinflusst. Durch die Einf{\"u}hrung eines Serins oder Threonins in diese Position konnten die Effekte des Cysteins 478 in Position 483 nachgeahmt werden. Die Blockierung des Transportwegs durch MTSET ver{\"a}nderte die Bewegungen des leeren Transporters in Position 260 und 483 kaum, w{\"a}hrend in Position 380 eine deutliche Reduktion der Fluoreszenzantwort gemessen wurde. Auch die substratabh{\"a}ngigen Fluoreszenz{\"a}nderungen wurden in der Position 483 deutlich reduziert. Insgesamt weisen diese Daten darauf hin, dass rOCT1 Konformations{\"a}nderungen durchl{\"a}uft, die spannungs- und substratabh{\"a}ngig sind und durch die Position 478 beeinflusst werden.},
  subject      = {Organische Kationentransporter},
  language  = {de}
}