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Projekt
Aufklärung der Transportmechanismen der elektrogenen Transporter SLC26A3 und SLC26A6
Antragsteller
Professor Dr. Dominik Oliver
Fachliche Zuordnung
Anatomie und Physiologie
Förderung
Förderung seit 2020
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426950122
Verschiedene SLC26-Isoformen vermitteln entweder stöchiometrisch gekoppelten Anionen-Antiport (Austausch) oder ungekoppelte Permeation. Die zugrunde liegenden Mechanismen sind nicht bekannt. Die kürzlich aufgeklärten Strukturen jeweils eines bakteriellen und eines Säugetier-SLC26-Proteins sowie weitere Strukturen verwandter Transporter-Familien erlauben nun erstmalig einen Hypothesen-basierten experimentellen Zugang zum Transport-Mechanismus.Wir werden daher eine experimentelle Struktur-Funktions-Strategie verfolgen, um zu einem mechanistischen Verständnis des gekoppelten Transports von SLC26A3 und A6 zu gelangen, beides wichtige Transporter in gastrointestinalen Epithelien. Bei hoher Sequenz-Homologie weisen beide Isoformen unterschiedliche Austausch-Stöchiometrien auf, was sie besonders geeignet für vergleichende Untersuchungen macht. Beide Isoformen sind elektrogen und dadurch funktionellen Methoden zugänglich, die wir zuvor anhand von SLC26A5 (Prestin) entwickelt haben. Um zunächst die Transport-Eigenschaften umfassend zu charakterisieren, werden wir elektrophysiologische und fluoreszenz-ratiometrische Methoden verwenden um dann mittels gerichteter Mutagenese Anionen-Bindung und Transport-Mechanismen untersuchen. Zur Analyse der strukturellen Dynamik des Transport-Zyklus werden wir biophysikalische Methoden (Modifikation und Querbrücken-Bildung von substituierten Cysteinen; Voltage-Clamp-Fluorometrie) mit Transport-Messungen kombinieren.Bisher sind pharmakologische Modulatoren von SLC26-Transportern kaum bekannt; im Fall von SLC26A5 konnten wir aber bereits zeigen, dass hydrophobe Anionen als kompetitive Inhibitoren wirken. Daher werden wir systematisch die strukturellen Voraussetzungen und Mechanismen der Modulation von SLC26A3 und A6 durch solche Moleküle erkunden. Schließlich werden wir die Regulation der Transport-Aktivität durch die zytosolische C-terminale STAS-Domäne untersuchen, indem wir gezielt die molekularen Interaktionen zwischen STAS-Domäne und der Transmembran-(Transport)Domäne verändern.Dieses molekular-physiologische Versuchsvorhaben ist unmittelbar komplementär zu den beiden strukturbiologischen Projekten in dieser Forschungsgruppe.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
