Struktur und Funktion des Betain Transporters BGT-1 aus der Niere

• Applicant: Professorin Dr. Christine Maria Ziegler
• Subject Area: Structural Biology
• Term: from 2011 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 208298815

Nierenzellen sind extremen hyperosmotischen Bedingungen ausgesetzt, da bei der Bildung des konzentrierten Urins die interstitiellen NaCl- und Harnstoffkonzentrationen stark ansteigen. Zur Osmoadaptation akkumulieren Nierenzellen Osmolyte wie Betain, welches zudem die strukturelle Integrität von intrazellulären Proteinen vor zu hohen Harnstoffkonzentrationen schützt. Betain wird mittels des Na+- gekoppelten und Cl--abhängigen Co-Transporters BGT-1 über die basolaterale Membran des Tubulusepithels transportiert. BGT-1 ist über Transkription und Membraneinbau indirekt in die Osmoregulation der Niere involviert. Es stellt sich nun die Frage, ob der Transporter direkt auf Aktivitätsebene reguliert ist. Als Mitglied der Neurotransmitter-Sodium-Symporter (NSS)-Familie akzeptiert BGT-1 auch GABA als Substrat, einen inhibitorischen Neurotransmitter, der u.a. im zentralen Nervensystem von großer Bedeutung ist. Der molekulare Mechanismus des GABA- und Betain-Transports in BGT-1 ist in Ermangelung einer Struktur und dem Fehlen von in vitro Transportuntersuchungen weitgehend unbekannt. In enger Anknüpfung an unsere früheren Studien des bakteriellen, osmoregulierten Betain-Transporters BetP, welches wir als Modellsystem für osmoregulierten Sekundärtransport etabliert haben, planen wir eine Kombination aus strukturbiologischen (2D- und 3D Kristallisation) und biochemischen/biophysikalischen Methoden (ITC, Two-Electrode-Voltage-Clamp, [3H]GABA-, [14C]Betain-Transport) zur Struktur und Funktionsuntersuchung dieses biologisch und medizinisch hoch relevanten eukaryotischen Sekundärtransporters.

• DFG Programme: Research Grants