Molekulare Grundlagen der TRPC4- und TRPC5-Kanalaktivierung

• Antragstellerin: Dr. Ursula Storch
• Fachliche Zuordnung: Pharmakologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 406028471

TRPC4- und TRPC5-Kanäle sind nicht-selektive natrium- und calciumleitende Kationenkanäle aus der Familie der transient receptor potential classical (TRPC)-Kanäle, die rezeptorgesteuert und Phospholipase C-abhängig aktiviert werden. Kürzlich konnten wir entgegen früherer anderslautender Befunde zeigen, dass TRPC4 und TRPC5 ebenso wie alle anderen funktionellen TRPC-Kanäle durch den intrazellulären Botenstoff Diacylglycerol (DAG) aktivierbar sind. Dieses Ergebnis hat einen Paradigmenwechsel bei der Einteilung von TRPC-Kanälen in DAG-sensitive und DAG-insensitive Unterfamilien zur Folge. Dabei wird die DAG-Sensitivität von TRPC4/5 in Gegensatz zu TRPC3/6/7 durch die beiden Adapterproteine NHERF1 und NHERF2 eng und dynamisch reguliert. Darüber hinaus konnten wir während der TRPC5-Kanalaktivierung nicht näher charakterisierte C-terminale Konformationsänderungen beobachten, die allerdings mit der Kanalaktivität hinsichtlich Dynamik und Ausmaß korrelierten. Im Rahmen des vorgeschlagenen Forschungsprojekts sollen tiefere Einblicke in die molekularen Grundlagen der TRPC4- und TRPC5-Kanalaktivierung im Vergleich zur TRPC6-Kanalaktivierung gewonnen werden. Dazu sollen mittels des intramolekularen dynamischen Förster-Resonanz-Energietransfers (FRET) die bereits beobachteten C-terminalen Konformationsänderungen abschnittsweise sowie relativ zu den beiden intrazellulären Schleifen exakt und umfassend charakterisiert werden. Des Weiteren sollen mit Hilfe von gezielten Aminosäureaustauschen Aminosäurebereiche eingegrenzt werden, die für die DAG-Aktivierbarkeit entscheidend sind. Darüber hinaus soll der Einfluss von PKC-Phosphorylierungen auf die Aktivierung und Inaktivierung von TRPC5- und TRPC6-Kanälen mit Hilfe eines von Ein- und Auswascheffekten freien photoaktivierbaren DAG-Analogons bestimmt und systematisch verglichen werden. Ein weiteres Ziel ist die Charakterisierung der Bindestelle des potenten und selektiven TRPC4/5-Kanalaktivators (-)-Englerin A. Mit Hilfe von neuen (-)-Englerin A-Derivaten, die durch strukturbasiertes Wirkstoffdesign generiert wurden, und gezielten Aminosäureaustauschen sollen die Kavitäten und einzelnen Interaktionen dieser Bindestelle genau beschrieben werden. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen können möglicherweise dazu beitragen, die unterschiedlichen physiologischen und pathophysiologischen Funktionen von TRPC4/5- und TRPC6-Kanälen zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen