Elektrochemische Signale in lebenden Organismen werden durch unterschiedliche Ionenkonzentrationen über der Plasmamembran gesteuert und durch molekulare Proteinstrukturen, die Ionenkanäle genannt werden, vermittelt. Je nachdem, wie sie ausgelöst werden, können Ionenkanäle von unterschiedlicher Art sein. Einer der am besten klassifizierten und untersuchten Ionenkanäle sind die spannungsgesteuerten Ionenkanäle (VGIC). Je nach den Ionen, die sie leiten, gibt es verschiedene Arten von VGICs. Eine der wichtigsten Klassen von VGIC, die eine wichtige physiologische Rolle spielt, sind die spannungsgesteuerten Kaliumkanäle (Kv-Kanäle). Auf der Grundlage der Sequenzhomologie wurden acht verschiedene Arten von spannungsabhängigen Kaliumkanälen identifiziert, die mit dem Shaker-Kanal verwandt sind: Kv1-Kv6 und Kv8-Kv9. Überraschenderweise oligomerisieren die Unterfamilien Kv1-Kv4 nicht nur zu Homotetrameren, sondern auch zu Heterotetrameren, was die Vielfalt der Kv-Kanalkomplexe erhöht. Die Mitglieder der Unterfamilien Kv5, Kv6, Kv8 und Kv9 sind dagegen nicht in der Lage, funktionelle Kanäle zu bilden, obwohl sie die typische Topologie der Kv-alpha-Untereinheit besitzen. Daher wurden sie als Silent Kv (KvS)-Untereinheiten bezeichnet. KvS interagiert mit den Mitgliedern der Kv2-Unterfamilie und bildet ein Kv2/KvS-Heterotetramer, das einzigartige biophysikalische Eigenschaften aufweist. Strukturell besteht der Kv-Kanal aus vier Alpha-Untereinheiten, die um eine zentrale Pore angeordnet sind. Die einzelnen Alpha-Untereinheiten umfassen sechs Transmembransegmente S1-S6 mit einem zytoplasmatischen N- und C-Terminal. Die T1-Domäne im N-Terminus jeder Untereinheit erleichtert den Zusammenbau der Alpha-Untereinheit zu einem voll funktionsfähigen Kanal. Als Homo- und Hetero-Tetramer zeigen die Alpha-Untereinheiten makroskopische Kooperativität bei der Aktivierung (Öffnung) des Kanals. Bei der Untersuchung dieser biophysikalischen Eigenschaft ist die Konkatenierung von Untereinheiten ein leistungsfähiges Werkzeug. Sie ermöglicht es, einzelne Untereinheiten zu manipulieren. In einer kürzlich durchgeführten Studie unseres Labors wurde bei ligandengesteuerten CNG-Kanälen über den Beitrag der Untereinheiten zum Aktivierungsprozess berichtet, wobei Untereinheitenkonkatenierung, Elektrophysiologie und Hidden Markov Modeling zum Einsatz kamen. Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse versuchen wir nun, den Aktivierungsprozess in VGICs zu verstehen.