Calcium Release-Activated Calcium current - Investigation of a calcium signaling pathway in non-excitable cells
Zusammenfassung der Projektergebnisse
IP3 (Inositol 1,4,5-Trisphosphat) induziert als endogener sekundärer Botenstoff eine Vielzahl von intrazellulären Funktionen. Bindet IP3 an die IP3 Rezeptoren der intrazellulären Calciumspeicher, setzen diese Calcium frei. Die Entleerung intrazellulärer Calciumspeicher wiederum führt zu einem Speicher-abhängigen Calcium Einstrom (SOG für store-operated calcium entry). In Zellen des Immunsystems, wird SOC von ICRAC (Calcium release-activated calcium current), einem hochselektiven, einwärts rektifizierenden Calciumstrom getragen. Die Entdeckung von ICRAC führte zu einem kontroversen Disput um die Identität des ICRAC Kanals, obwohl die Kennzeichen von ICRAC sehr gut charakterisiert waren. Im Rahmen des Forschungsstipendiums konnte Identität des Kanals (CRACM1 = Orai1) aufgeklärt werden. Die gemeinsame Überexpression des Sensor-Proteins STIM1 in der Membran des Calciumspeichers, und Orai1 in der Plasmamembran resultiert in einer 60fachen Amplifizierung von ICRAC. Mutationen in der mutmasslichen Transmembranregion des Orai-Proteins führen zu einer veränderten Selektivität von ICRAC. Dies weist darauf hin, dass die Pore des ICRAC Kanals von Orai gebildet wird. Im Rahmen des Antrages wurden auch die beiden weiteren Familienmitglieder der Orai-Protein Familie (Orai2 und 3) sowie das mit STIM1 verwandte STIM2 charakterisiert. Nicht der gesamte intrazelluläre Calciumspeicher ist an die Aktivierung von ICRAC gekoppelt. Der ICRAC gekoppelte Speicher exprimiert - zumindest in einem DT40 B-Lymphozyten Modellsystem - lediglich IP3 Rezeptor Typ II und IM auf seiner Oberfläche und modelliert so das IP3 abhängige ICRAC Signal. Im Rahmen des Forschungsstipendiums konnten also entscheidene Beiträge in der Identifikation und Charakterisierung molekularer Komponten von ICRAC geleistet werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- 2006. Amplification of CRAC current by STIM1 and CRACM1 (Orai1). Nat Cell Biol 8:771-773
Peinelt, C., M. Vig, D.L. Koomoa, A. Beck, M.J. Nadler, M. Koblan-Huberson, A. Lis, A. Fleig, R. Penner, and J.P. Kinet
- 2006. CRACM1 Is a Plasma Membrane Protein Essential for Store-Operated Ca2+ Entry. Science 26:1220-1223
Vig, M., C. Peinelt, A. Beck, D.L. Koomoa, D. Rabah, M. Koblan-Huberson, S. Kraft, H. Turner, A. Fleig, R. Penner, and J.P. Kinet
- 2006. CRACM1 multimers form the ionselective pore of the CRAC channel. Curr Biol 16:2073-2079
Vig, M., A. Beck, J.M. Billingsley, A. Lis, S. Parvez, C. Peinelt, D.L. Koomoa, J. Soboloff, D.L. Gill, A. Fleig, J.P. Kinet, and R. Penner
- 2007. CRACM1, CRACM2, and CRACM3 Are Store-Operated Ca(2+) Channels with Distinct Functional Properties. Curr Biol. 17:794-800
Lis, A., C. Peinelt, A. Beck, S. Parvez, M. Monteilh-Zoller, A. Fleig, and R. Penner
- 2007. STIM2 protein mediates distinct store-dependent and store-independent modes of CRAC channel activation. Faseb J.
Parvez, S., A. Beck, C. Peinelt, J. Soboloff, A. Lis, M. Monteilh-Zoller, D.L. Gill, A. Fleig, and R. Penner
(Siehe online unter https://doi.org/10.1096/fj.07-9449com) - (2008) 2-APB directly facilitates and indirectly inhibits STIM1-dependent gating of CRAG channels. J Physiol.
Peinelt C, Lis A, Beck A, Fleig A, Penner R
(Siehe online unter https://dx.doi.org/10.1113/jphysiol.2008.151365)
