Funktionelle phylogenetische Analyse der Kation-Chlorid-Kotransporter Genfamilie

• Applicant: Dr. Anna-Maria Hartmann
• Subject Area: Biochemistry
• Term: from 2012 to 2016
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 222358325

Kationen-Chlorid-Kotransporter (CCCs) bilden eine heterogene Familie von physiologisch, medizinisch und pharmakologisch wichtigen Plasmamembranproteinen mit wichtigen funktionellen und strukturellen Unterschieden zwischen den Mitgliedern. Funktionell beinhaltet die Familie Cl-- Kotransporter, Polyamin-Transporter und transportinaktive Proteine. Cl--Kotransporter werden wiederum in K+-Cl- Auswärtstransporter (KCCs) und Na+-(K+)-Cl--Einwärtstransporter (NKCCs, NCCs) unterteilt. Einige Cl--Kotransporter sind zudem bifunktionelle Proteine, da sie unabhängig von ihrer Transportaktivität morphogene Faktoren darstellen. Strukturell weisen alle CCCs 12 Transmembrandomänen auf. Die Proteine unterscheiden sich jedoch bezüglich der Organisation einer großen extrazellulären Schleife sowie in ihrer Konformation (offen oder geschlossen) unter isotonischen Bedingungen. Das Projekt verfolgt zwei Ziele. Zum einen soll nachvollzogen werden, wie sich die einzelnen Unterfamilien im Laufe der Evolution herausgebildet haben. Zum anderen werden Aminosäuren identifiziert, die zur funktionellen Diversifizierung beigetragen haben. Hierzu werden CCCs evolutionär bedeutsamer Spezies kloniert und biochemisch und funktionell charakterisiert. Zudem werden über bioinformatische Analysen Aminosäure-Kandidaten für die funktionelle Diversifizierung identifiziert. Ihre Bedeutung wird durch Mutationsanalyse charakterisiert. Insgesamt wird zum ersten Mal die Evolution dieser wichtigen Genfamilie dargestellt. Zudem liefert das Projekt essentielle Einblicke in Struktur-Funktionsbeziehungen.

• DFG Programme: Research Grants