Struktur-Funktionsbeziehungen von Ionenkanälen

Durch Kombination von optischen und elektrophysiologischen Techniken läßt sich das Schalten (gating) eines Ionenkanals mit anderen Ereignissen beispielsweise der Bindung von fluoreszenzmarkierten Liganden oder Konformationsänderungen korrelieren.

In einem gemeinsamen Projekt mit Dr. Vasilica Nache (Institut für Physiologie II) soll mit dieser Technik im Rahmen des SFB-TR "Receptor Light" die Bindung cyclischer Nucleotide an heterotetramere CNG-Kanäle untersucht werden.

Die Technik soll ferner auf die Untersuchung von Glutamatrezeptoren ausgedehnt werden.

Beteiligte Wissenschaftler

Kooperationen

Dr. Vasilica Nache, Institut für Physiologie II, Universitätsklinikum Jena
Dr. Jana Kusch, Institut für Physiologie II, Universitätsklinikum Jena
Prof. Dr. Klaus Benndorf, Institut für Physiologie II, Universitätsklinikum Jena

Abb.1: Konfokale Aufnahme einer Patch Pipette mit einem Membranfleck, der durch cyclische Nukleotide gesteuerte Kanäle (CNGA2-Kanäle) enthält. Bindung des mit dem Fluoreszenzfarbstoff DY547 markierten Liganden cGMP färbt die Membran grün. Die Lösung ist mit dem roten Farbstoff DY647 markiert. (Abb aus: Nature 446, 440-443 (2007)).

Fördernde Institutionen

Deutsche Forschungsgemeinschaft (Projekt B1 SFB-TR166 ReceptorLight)

Ausgewählte projektbezogene Publikationen

Biskup, C., Kusch, J., Schulz, E., Nache, V., Schwede, F, Lehmann, F., Hagen, V., Benndorf, K.:
Relating ligand binding to activation gating in CNGA2 channels.
Nature 446, 440-443 (2007).
Kusch, J., Biskup, C., Thon, S., Schulz, E., Nache, V., Zimmer, T., Schwede, F., Benndorf, K.:
Interdependence of receptor activation and ligand binding in HCN2 pacemaker channels.
Neuron 67, 75-85 (2010).
Kusch, J., Thon, S., Schulz, E., Biskup, C., Nache, V., Zimmer, T., Seifert, R., Schwede, F., Benndorf, K.:
How subunits cooperate in cAMP-induced activation of homotetrameric HCN2 channels.
Nat. Chem. Biol. 8, 162-169 (2011).
Nache, V., Zimmer, T., Wongsamitkul, N., Schmauder, R., Kusch, J., Reinhardt, L., Bönigk, W., Seifert, R., Biskup, C., Schwede, F., Benndorf, K.:
Differential regulation by cyclic nucleotides of the CNGA4 and CNGB1b subunits in olfactory cyclic nucleotide-gated channels.
Sci Signal. 5, 232 (2012).