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 Entschlüsselung von Kommunikationswegen zwischen Tumor- und Immunzellen beim Eierstockkrebs
06.12.2016 | Wilhelm Sander-Stiftung

nachricht Tempo-Daten für das „Navi“ im Kopf
06.12.2016 | Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen e.V. (DZNE)

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: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Nährstoffhaushalt einer neuentdeckten “Todeszone” im Indischen Ozean auf der Kippe

06.12.2016 | Geowissenschaften

Entschlüsselung von Kommunikationswegen zwischen Tumor- und Immunzellen beim Eierstockkrebs

06.12.2016 | Medizin Gesundheit

Bioabbaubare Polymer-Beschichtung für Implantate

06.12.2016 | Materialwissenschaften