@phdthesis{Arndt2000,
  author    = {Arndt, Petra},
  title     = {Klonierung und funktionelle Charakterisierung von organischen Kationentransportern aus der Rattenniere},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-793},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2000},
  abstract  = {Der organische Kationentransport im proximalen Tubulus der Niere spielt eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der Hom{\"o}ostase der K{\"o}rperfl{\"u}ssigkeiten und der Ausschleusung von toxischen organischen Kationen. Der Transport von organischen Kationen wird an der B{\"u}rstensaummembran durch den H+/organische Kationen-Austauscher vermittelt, w{\"a}hrend bei dem Transport von organischen Kationen an der basolateralen Membran das nach innen gerichtete negative Membranpotential eine treibende Kraft darstellt. Durch Expressionsklonierung wurde der erste organische Kationentransporter, rOCT1, aus der Rattenniere isoliert. Kurz darauf wurde im Rahmen dieser Arbeit ein zweiter organischer Kationentransporter ebenfalls aus der Ratenniere kloniert. rOCT2 besteht aus 593 Aminos{\"a}uren und besitzt 12 putative Transmembrandom{\"a}nen. Zum funktionellen Vergleich zwischen rOCT1 und rOCT2 wurde das Oozytenexpressionssystem verwendet. In der vorliegenden Arbeit wurde ein pharmakologisches Profil von rOCT2 erstellt. Das Substratsprektrum von rOCT2 ist dem von rOCT1 sehr {\"a}hnlich. Die Affinit{\"a}ten von rOCT2 gegen{\"u}ber verschiedenen Substanzen wurden direkt mit denen von rOCT1 verglichen. Einerseits fanden wir bei einigen Substraten Unterschiede in den Km- und Vmax-Werten, aber andererseits auch viele {\"A}hnlichkeiten zwischen beiden Transportern. Anionen (z. B. p-Aminohippurat) wurden als neue Gruppe von Inhibitoren f{\"u}r den durch rOCT1- und rOCT2-vermittelten Transport identifiziert. Die Potentialdifferenz ist die treibende Kraft des rOCT1- und rOCT2-vermittelten Transportes. Wir konnten potentialabh{\"a}ngige Ver{\"a}nderungen der Km-Werte von Cholin-induzierten Einw{\"a}rtsstr{\"o}men zeigen. Bei dem Austausch von Na+-Ionen gegen K+-Ionen im Reaktionspuffer wurde die Aufnahme von Cholin und MPP durch rOCT2 erniedrigt. Der bidirektionale Transport von MPP wurde gezeigt und trans-Stimulationsexperimente f{\"u}r MPP-Influx und MPP-Efflux durchgef{\"u}hrt, um die Asymmetrie des Transporters zu studieren. Dar{\"u}berhinaus wurde in der vorliegenden Arbeit die Interaktion von verschiedenen Substraten mit rOCT1 und rOCT2 untersucht und ein kompetitver und nicht-kompetitiver Hemmtyp bei der TEA-Aufnahme gefunden.},
  subject      = {Ratte},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Popp2004,
  author    = {Popp, Christian},
  title     = {Identifizierung von Aminos{\"a}uren als Teile der Substratbindungstasche des Kationentransporters 1 der Ratte (rOCT1) und Interaktion des rOCT2 mit der schwachen Base Chinin},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-12349},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {Zusammenfassungen 83 5 Zusammenfassungen 5.1 Zusammenfassung Durch Expressionsklonierung wurde 1994 der erste organische Kationentransporter, rOCT1, aus der Ratte isoliert (Gr{\"u}ndemann et al., 1994). 1999 wurde eine Aminos{\"a}ure in der 11. Transmembrandom{\"a}ne von rOCT1 entdeckt, welche Teil der Substratbindungstasche dieses Transporters war (Gorboulev et al., 1999). Zielsetzung der vorliegenden Arbeit war es weitere funktionell relevante Aminos{\"a}uren zu identifizieren. Ein Vergleich der „Helical Wheels" aller 12 hypothetischen Transmembrandom{\"a}nen zeigte eine Akkumulation von 5 OCT und OCTN spezifischen Aminos{\"a}uren in der vierten Transmembrandom{\"a}ne auf einer Seite. Bei diesen Aminos{\"a}uren handelte es sich um K215, W218, Y222, T226 und V229. Es wurden verschiedene Punktmutationen an diesen Positionen eingef{\"u}hrt. Es zeigte sich mit Hilfe radioaktiv markierter Substrate von rOCT1, dass selbst Substitutionen durch strukturell verwandte Aminos{\"a}uren bei den flankieren Aminos{\"a}uren zu einem Ausfall des rOCT1 vermittelten Substrattransport f{\"u}hrte. Weiterhin schien an Position 218 f{\"u}r den rOCT1- vermittelten Transport von TEA eine aromatische Aminos{\"a}ure von großer funktioneller Relevanz zu sein. Wir vermuten hier eine Kationen p-Elektronen Interaktion des aromatischen Ringsystems des Tryptophans mit der positiven Ladung des TEA. Versuche mit den Mutanten des Tyrosins 222 zeigten ebenfalls {\"A}nderungen bei den Transportraten und Affinit{\"a}ten verschiedener Substrate. Eine Kationen-p Interaktion konnte ausgeschlossen werden, jedoch war die Affinit{\"a}t der Mutante Y222F zum TPeA um einen Faktor 20 gegen{\"u}ber dem Wildtyp erh{\"o}ht. Weiterf{\"u}hrende Untersuchungen mit der Zwei- Elektrodenspannungsklemme zeigten unterschiedliche Affinit{\"a}ten des TPeA zum Wildtyp im Vergleich zum mutierten Protein in seiner nach außen bzw. nach innen gerichteten Konformation. War die Form der Inhibierung des TEA-induzierten Stromes durch TPeA beim Wildtyp kompetitiv, so zeigte sie bei der Mutante einen nicht-kompetitiven Charakter. Die Mutante T226A zeigte ebenfalls {\"A}nderungen in Affinit{\"a}t und Selektivit{\"a}t. Bei allen transportierenden Mutanten zeigte sich, dass der Transport von MPP nicht oder kaum ver{\"a}ndert war, hingegen wurden sehr starke {\"A}nderungen der Transportcharakteristika von TEA gefunden, was auf verschiedene Substratbindungsstellen in rOCT1 hinweist. Diese Versuche zeigen deutlich die funktionelle Relevanz und die Beteiligung der mutierten Aminos{\"a}urepositionen an der Substratbindetasche von rOCT1. In Versuchen, in welchen Chinin als Inhibitor des rOCT2 vermittelten Transports genutzt wurde, passierte Chinin mittels Diffusion in seiner ungeladenen Form die Oozytenmembran und hemmte rOCT2 von der Innenseite. Dies k{\"o}nnte der Grund f{\"u}r die nicht-kompetitive Form der Inhibition der TEA-Aufnahme durch Chinin sein. Diese Versuche wurden dadurch best{\"a}tigt, dass die protonierte Form des Chinins eine kompetitive Form der Inhibition zeigte und den Transporter von außen hemmte.},
  subject      = {Ratte},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Shatskaya2006,
  author    = {Shatskaya, Natalia},
  title     = {Identification of amino acids within the substrate binding region of organic cation transporters (OCTZs) that are involved in binding of corticosterone},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-20430},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {The polyspecific organic cation transporters (OCT) are involved in the elimination and distribution of drugs, environmental toxins, and endogenous organic cations including monoamine neurotransmitters. Steroid hormones inhibit organic cation transport by the three OCT subtypes with different affinities showing distinct species difference; for example, the IC50 values for corticosterone inhibition of cation uptake by transporters rOCT1 and rOCT2 are ~150\&\#956;M and ~4 \&\#956;M, respectively. By introducing domains and amino acids from rOCT2 into rOCT1, we identified three amino acids in the presumed 10th TMD of rOCT2 which are responsible for the higher affinity of corticosterone in comparison to rOCT1. This is the first study which revealed the components of the binding site for corticosterone in OCTs. The evidence is presented that these amino acids (alanine 443, leucine 447, and glutamine 448 in rOCT1 and isoleucine 443, tyrosine 447, and glutamate 448 in rOCT2) are probably located within the substrate binding region of OCTs since the affinity of transported cations was increased together with the affinity of corticosterone. In the double mutant rOCT1(L447Y/Q448E) the IC50 value for the inhibition of [3H]MPP (0.1 \&\#956;M) uptake by corticosterone (24 ± 4 \&\#956;M) was significantly higher compared to the IC50 value for inhibition of [14C]TEA (10 \&\#956;M) uptake (5.3 ± 1.7 \&\#956;M), indicating an allosteric interaction between transported substrate and corticosterone. The data suggest that more than one compound can bind simultaneously to the substrate binding region. These results confirm previous suggestion that binding of substrates and inhibitors to OCTs involves interaction with a comparatively large surface that may include multiple binding domains rather than with a structurally restricted single binding site.},
  subject      = {Kation},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Rehman2018,
  author    = {Rehman, Saba},
  title     = {Identification of accessible and closed substrate binding sites in the outward open cleft of rat Organic Cation Transporter 1 (rOCT1)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-169992},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {The present study was conducted on the rOCT1, a member of SLC22 family. Structurally, it consists of 12 membrane spanning α-helices with both N- and C-termini intracellular. Studies done so far, through tracer uptake and inhibition, reconstitution of rOCT1 in nanodiscs and proteoliposomes and voltage-clamp fluorometry, have identified the main amino acids in the cleft of rOCT1 that interact in a critical manner with the substrates/inhibitors either directly or indirectly. Homology modeling studies have also supported these observations. In the present study we aimed at measuring the binding of substrates MPP+ and TEA+ to rOCT1 at 0oC in order to establish the amino acids in the cleft region that interact with the substrate when the transporter is frozen in the outward-open conformation. Previously identified crucial amino acids (Asp475, Phe160, Leu447, Arg440, Trp218 and Tyr222) were selected for the study. rOCT1 wild-type and its mutants were stably expressed in HEK293 cells and these cells were used for the binding measurements with the radioactive substrate (MPP+ or TEA+) at 0°C in Mg-Ca-PBS buffer as described in "Materials and Methods" section in detail. rOCT1 wild-type revealed for MPP+-binding a KD which was not significantly different from the corresponding Km value. Also, after addition of 10 nM non-radioactive MPP+, an initial increase of about 20\% in bound MPP+ was observed. The results indicate that the Km for transport is dependent on the binding of MPP+ to the outward-open conformation and hints at the possibility of allosteric interaction between the binding sites. Mutations at position Trp218, Phe160 and Asp475 resulted in a change in the KD value. Trp218 mutations also showed an allosteric increase similar to the rOCT1 wild-type. This study suggests that these amino acids are located at a critical position in the outward-open conformation for MPP+ transport. TEA+-binding could not be observed in rOCT1 wild-type, indicating that the binding site is perhaps inaccessible for TEA+ in frozen outward-open state. The mutants D475E, F160A, L447F, R440K and Y222F showed a very low affinity binding with a very high KD value as compared to the corresponding Km values indicating that the transporter might have different affinities for extra-cellular binding alone and for the complete transport process especially if temperature is the limiting factor. Substrate inhibition studies done using both MPP+ and TEA+ have confirmed the existence of overlapping binding sites for these two ligands. This study has confirmed the direct interaction of Trp218, Phe160, Asp475 with MPP+ and Phe160, Asp475, Leu447, Arg440 and Tyr222 with TEA+ in the outward-open conformation.},
  subject      = {Kation},
  language  = {en}
}