Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Erkenntnisse zu Kanalerkrankungen

19.05.2009
Pharmakologin der Universität Wien erforscht Kalziumkanal

Ionenkanäle steuern elektrische Signale in Nervenfasern, die Freisetzung von Hormonen und Neurotransmittern sowie die Kontraktion von Herz- und Skelettmuskelzellen. Diese Kanäle gehören zu einer großen Familie von Membranproteinen, über die Kalium, Natrium und Kalzium geleitet werden.

Veränderungen an diesen Proteinen (z.B. durch Mutationen) können zu Kanalerkrankungen führen. Michaela Kudrnac vom Department für Pharmakologie und Toxikologie der Universität Wien erforscht den Kalziumkanal und hat dazu in der Fachzeitschrift "Journal of Biological Chemistry" publiziert.

Forschungsschwerpunkt von Michaela Kudrnac vom Department für Pharmakologie und Toxikologie der Universität Wien ist der Öffnungsmechanismus von Kalziumkanälen. Diese öffnen und schließen bei Veränderungen der Membranspannung. Im offenen Zustand leitet ein Kanal 106-108 Kalziumionen pro Sekunde. Die molekularen Grundlagen des Öffnungsmechanismus von Kalziumkanälen sind noch weitgehend unbekannt. Man weiß jedoch, dass Mutationen den Öffnungsmechanismus empfindlich stören können und zu Kanalerkrankungen führen, wie z.B. Sehstörungen (Nachtblindheit, Kurzsichtigkeit), Autismus und seltenen Formen der Migräne oder Lähmungserscheinungen der Skelettmuskulatur.

Ausgangspunkt für die Arbeiten von Michaela Kudrnac war die Entdeckung einer vererbbaren Mutation in einem Kalziumkanal einer Maorifamilie, die im Jahr 2005 am Department für Pharmakologie gemeinsam mit einer Genetikerin aus Neuseeland identifiziert wurde (siehe auch Pressemeldung der Universität Wien vom 19. Mai 2005). Diese Punktmutation tritt in der Pore eines Kalziumkanals auf und hat zur Folge, dass sich der Kanal häufiger öffnet als normal. Damit stand der jungen Pharmakologin ein interessantes Untersuchungsmodell zur Verfügung.

Kudrnac konnte nun mittels Mutagenese den Einfluss verschiedenster Aminosäuren in der Porenregion des Proteins untersuchen, wo die vererbbare Mutation auftrat. Der Einbau hydrophiler Aminosäuren, deren Seitenketten gut wasserlöslich sind, erhöhten die Kanalöffnungen am stärksten. Michaela Kudrnac: "Es ist vorstellbar, dass hydrophobe Aminosäuren mit fettlöslichen Seitenketten innerhalb der Kanalpore Wechselwirkungen eingehen und dadurch die Kanalpore im ruhenden, geschlossenen Zustand stabilisieren. Werden diese durch Aminosäuren mit eher wasserlöslichen Seitenketten ersetzt wird die Pore destabilisiert und kann sich leichter öffnen." Ausgelöst wird die Öffnung der Kanäle durch ein Aktionspotential, welches die Spannungssensoren bewegt. Wie die Spannungssensoren die Kanalpore genau öffnen, ist unbekannt und Gegenstand intensiver Forschung.

Ziel ist es, neue Arzneistoffe gegen Kanalerkrankungen zu entwickeln. Voraussetzung dafür ist es, den Öffnungsmechanismus von Kalziumkanälen genau zu analysieren und herauszufinden, wie derartige Wechselwirkungen in verschiedenen Teilsegmenten der Kanäle stattfinden. Durch systematische Mutagenese der Porenregion von Kalziumkanälen konnte Michaela Kudrnac in ihrer Dissertation bereits zeigen, dass zwei der vier Kanalsegmente weitgehend autonom funktionieren. Mutationen in diesen benachbarten Segmenten beeinflussten sich selten. Doktorandin Kudrnac meint zum gegenwärtigen Stand der Forschung: "Durch Untersuchung weiterer Interaktionen in der Porenregion können wir unsere Homologie-Modelle verfeinern und hoffentlich in absehbarer Zukunft die Wirkung von Arzneistoffen auf Kalziumkanäle besser verstehen."

Publikation:
Kudrnac M, Beyl S, Hohaus A, Stary A, Peterbauer T, Timin E and Hering S. "Coupled and Independent Contributions of Residues in IS6 and IIS6 to Activation Gating of CaV1.2" Journal of Biological Chemistry. 2009 May; 284(18): 12276-84.
Kontakt
Mag. Michaela Kudrnac
Institut für Pharmakologie und Toxikologie
Universität Wien
1090 Wien, Althanstraße 14 (UZA II)
M +43-699-115 34 106
michaela.kudrnac@univie.ac.at
Univ.-Prof. Dr. Steffen Hering
Leiter des Departments für Pharmakologie und Toxikologie
Universität Wien
1090 Wien, Althanstraße 14
T +43-1-4277-553 10
steffen.hering@univie.ac.at
Rückfragehinweis
Mag. Veronika Schallhart
Öffentlichkeitsarbeit
Universität Wien
1010 Wien, Dr.-Karl-Lueger-Ring 1
T +43-1-4277-175 30
M +43-664-602 77-175 30
veronika.schallhart@univie.ac.at

Veronika Schallhart | idw
Weitere Informationen:
http://www.univie.ac.at

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Eine Karte der Zellkraftwerke
18.08.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung
18.08.2017 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie