Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Auf gute Nachbarschaft

30.04.2013
Freiburger Physiologen zeigen, warum sich Ionenkanäle in Zellmembranen von Muskeln oder Nerven schnell öffnen

Ionenkanäle sind an der Übertragung von Signalen zwischen und innerhalb von Zellen beteiligt. Ohne diese Proteine könnten Zellen nicht kommunizieren. Die Kanäle sitzen in der Zellmembran und leiten elektrisch geladene Teilchen, wenn ein Reiz zuvor die Proteinstruktur verändert und den Kanal auf diese Weise öffnet.


Strukturmodell eines Proteinsuperkomplexes mit BK-Kanälen und Kalzium-Kanälen (Cav)
© Burkhard Ramner/scimotion

Nur wenige Kanäle können auf mehrere Reize reagieren, zum Beispiel der spannungs- und kalziumgesteuerte BK-Kanal. Prof. Dr. Bernd Fakler, Physiologisches Institut der Universität Freiburg sowie BIOSS Center for Biological Signalling Studies, und Dr. Henrike Berkefeld vom Physiologischen Institut konnten zeigen, unter welchen Bedingungen sich BK-Kanäle in Nerven- oder Muskelzellen öffnen. Das Forscherteam klärte die Frage, ob die Ionenkanäle Spannung und Kalzium zugleich nutzen oder nur einen dieser beiden Reize.

Die Untersuchung beweist, dass BK-Kanäle unter den in einer Zelle gegebenen Bedingungen im Wesentlichen durch Kalzium gesteuert werden und dass sich ihre Leistung durch benachbarte Kalzium-Kanäle steigern lässt. Die Forschungsergebnisse sind nun in der Fachzeitschrift „Journal of Neuroscience“ erschienen.

Ein Proteinsuperkomplex ist ein Verbund mehrerer Proteine und kann BK-Kanäle und spannungsgesteuerte Kalzium-Kanäle vereinen. Sie gehen eine Art Symbiose ein: Eine direkte chemische Wechselwirkung führt dazu, dass beide Kanalproteine in einem solchen Komplex eingebaut sind. Wenn sich die Spannung über der Membran ändert, öffnen sich zunächst nur die Kalzium-Kanäle, wie Fakler und Berkefeld herausfanden. Dadurch strömen Kalziumionen in die Zelle, die dann wiederum an BK-Kanäle binden und diese öffnen. Die Kalziumteilchen üben die Funktion eines Liganden aus, das heißt sie binden an das Protein und aktivieren es. Da die Spannung die BK-Kanäle nicht direkt beeinflusst, arbeiten sie unter natürlichen Bedingungen als rein ligandengesteuerte Ionenkanäle.

In Protein-Komplexen mit Kalziumkanälen schalten BK-Kanäle außerdem deutlich schneller als ohne diesen Partner in ihrer Nachbarschaft. Wenn ein BK-Kanal allein dem Reiz Kalzium ausgesetzt wird, kommt es zu einer zeitlichen Verzögerung, bevor die Kanäle sich öffnen. Eine solche Verzögerung wäre für die Signalübertragung in Nerven nachteilig oder sogar schädlich. Wie Fakler und Berkefeld gezeigt haben, bedienen die Kalzium-Kanäle ihre BK-Partner in doppelter Hinsicht: Sie liefern ihnen den aktivierenden Liganden und beschleunigen dessen Wirkung.

Kontakt:
Prof. Dr. Bernd Fakler
Institut für Physiologie
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-5175
E-Mail: bernd.fakler@physiologie.uni-freiburg.de

Rudolf-Werner Dreier | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-freiburg.de

Weitere Berichte zu: BK-Kanal BK-Kanäle Ionenkanal Kalzium Kalzium-Kanäle Kanal Protein Reiz Verzögerung Zelle Zellmembran

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht In Deutschland wächst die Zahl der Patienten mit Diabetes mellitus
23.02.2017 | Versorgungsatlas

nachricht Ursache für eine erbliche Muskelerkrankung entdeckt
22.02.2017 | Klinikum der Universität München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie