Matthias Fröhlich

• Die Heterodimerisierung von G- Protein gekoppelten Rezeptoren (GPCR) stellt ein aktuelles Forschungsgebiet dar, das molekulare Erklärungsmöglichkeiten für die Vielfalt der Signalwege über solche Rezeptoren aufzeigt. Die genauen Funktionen diese Konstrukte in vivo sind bisher erst in Ansätzen erforscht, ebenso wenig die molekularbiologischen Mechanismen. Für die beiden Serotoninrezeptoren 5-HT1A und 5-HT7 konnte Heterodimerisierung molekular nachgewiesen werden, in ihren physiologischen Mechanismen und Effekten sollte daher eineDie Heterodimerisierung von G- Protein gekoppelten Rezeptoren (GPCR) stellt ein aktuelles Forschungsgebiet dar, das molekulare Erklärungsmöglichkeiten für die Vielfalt der Signalwege über solche Rezeptoren aufzeigt. Die genauen Funktionen diese Konstrukte in vivo sind bisher erst in Ansätzen erforscht, ebenso wenig die molekularbiologischen Mechanismen. Für die beiden Serotoninrezeptoren 5-HT1A und 5-HT7 konnte Heterodimerisierung molekular nachgewiesen werden, in ihren physiologischen Mechanismen und Effekten sollte daher eine Charakterisierung vorgenommen werden. Mittels elektrophysiologischer Messverfahren wurden Ströme an dem heterologen Expressionsmodell der Oozyten des Krallenfrosches Xenopus laevis mittels Voltage-Clamp Technik an Kaliumionenkanälen (Kir3 und TASK-1) gemessen. Hierbei konnte gezeigt werden, dass die heterodimere Koexpression beider Rezeptoren eine signifikante Reduktion des Rezeptor-aktivierten Kanalstroms im Vergleich zur homomeren Expression zur Folge hatte. Weitere Experimente konnten dann zeigen, dass diese Effekte spezifisch für dieses Rezeptorheterodimer sind, und dass die Effekte von der Dosis bzw. dem Verhältnis der exprimierten cRNA abhängen. In Fluoreszenzmessung konnte zudem gezeigt werden, dass die Reduktion der Stromamplitude in der heterodimeren Expression nicht auf eine Reduktion von Kanalproteinen in der Zellmembran zurückzuführen ist. Zur weiteren Charakterisierung des bisher erst in Ansätzen erforschten 5-HT7 Rezeptors wurde dieser abschließend mit einem ß- adrenergen Rezeptor verglichen, der über den gleichen Signalweg bzw. Ionenkanal funktioniert. Auch hier zeigte sich eine signifikante Reduktion des Kanalstroms beim 5-HT7 Rezeptor. Die physiologische Relevanz dieser Ergebnisse liegt darin begründet, dass ein weiterführendes Verständnis von 5-HT Rezeptor vermittelten Signalwegen, insbesondere von der Bedeutung und den Mechanismen ihrer Heterodimersierung, neue pathophysiologische Zusammenhänge verdeutlicht. Speziell im Hinblick auf Erkrankungen, die mit den 5-HT Rezeptoren assoziiert sind, wie etwa Depressionen und Angststörungen, soll sich hieraus die Möglichkeit spezifischerer Therapien ergeben.…
• Heteromerisation of G-protein coupled receptors (GPCR)is a current object of research to find out diversity of signaling pathways. The functional details of those constructs in vivo are not yet understood, also molecular mechanisms. For the Serotonin receptors 1A and 7 heteromerisation recently could be shown, therefore intention now is to make a physiological characterization. By electrophysiological methods, i.e. voltage clamp, currents of potassium channels (Kir3 and TASK-1) could be detected using the heterologous expression system ofHeteromerisation of G-protein coupled receptors (GPCR)is a current object of research to find out diversity of signaling pathways. The functional details of those constructs in vivo are not yet understood, also molecular mechanisms. For the Serotonin receptors 1A and 7 heteromerisation recently could be shown, therefore intention now is to make a physiological characterization. By electrophysiological methods, i.e. voltage clamp, currents of potassium channels (Kir3 and TASK-1) could be detected using the heterologous expression system of oocytes of xenopus leavis. So we could demonstrate, that heterologous expression of both receptors leads to a reduced current amplitude in comparison to homologous expression of one receptor. Those effects where shown to be specific and dependend of cRNA dose. By using fluorescense tagged Kir-channel we could demonstrate that the effect doesn't base on less channel protein in cell surface of the oocytes. Another point of interest was the characterization of Serotonin-7 channel. Therefore we analyzed a dose-response-relationship, afterwards we compared data with a ß-adrenergic receptore in heteromeric expression with Serotonin-1A. The physiological relevance of those experiments is to understand serotonin pathways an metabolism that is very important in development of mental disorders of fear or major depression.…