Medizinische Universität Graz Austria/Österreich - Forschungsportal - Medical University of Graz
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Stoffw
Microb
Lipid
Studying TRPC6 conformational dynamics with high-speed atomic force microscopy
- Abstract
- Transient-Rezeptor-Potential-Kanäle vom kanonischen Typ (TRPC) sind kalziumdurchlässige Ionenkanäle, die sowohl in erregbaren als auch in nicht-erregbaren Zellen vorkommen. TRPC-Kanäle werden durch Diacylglycerol (DAG) aktiviert, ein Produkt, das im Phospholipase-C-(PLC)-Weg nach der Spaltung von Phosphatidylinositol-4,5-bisphosphat (PIP2) gebildet wird. Bemerkenswerterweise sind, obwohl alle TRPC-Kanäle an (patho)physiologischen Prozessen beteiligt sind, nur TRPC6 als ein Schlüsselfaktor in der Entwicklung einer schweren Nierenerkrankung bekannt, die als fokal segmentale Glomerulosklerose (FSGS) bezeichnet wird. FSGS ist durch einen kontinuierlichen Kalziumleckstrom durch TRPC6 gekennzeichnet, der das Ionen-Gleichgewicht in den glomerulären Zellen stört und letztendlich zu einer Glomerulosklerose führt. Jüngste kryo-elektronenmikroskopische (Kryo-EM) Studien von TRPC6 konnten nur Strukturen von geschlossenen Kanälen erfassen und geben keine Einblicke in die Dynamik des Kanalöffnungsmechanismus, selbst in Anwesenheit von Aktivatoren. Ein Verständnis des Öffnungsmechanismus des TRPC6-Kanals zu gewinnen, wird jedoch unser Verständnis seiner pathophysiologischen Bedeutung erweitern. Darüber hinaus wird es die Grundlage für die Entwicklung pharmakologischer Strategien zur Regulierung des Kanals in nativen Geweben schaffen. Elektrophysiologische Analysen des TRPC6-Verhaltens auf Einzelkanalebene zeigten einen kurzlebigen geöffneten Zustand des Kanals. Folglich vermuten wir, dass das Kanalverhalten das Haupthindernis beim Verständnis des Öffnungsmechanismus von TRPC6-Kanälen in Kryo-EM-Studien darstellt. Hochgeschwindigkeits-Atomkraftmikroskopie (HS-AFM), eine hochmoderne Technik, hat in den letzten Jahren insbesondere bei der Untersuchung der Kanalöffnungsmechanismen von Ionenkanälen viel Aufmerksamkeit erlangt. Diese Technik ermöglicht hochauflösende und zeitlich aufgelöste topografische Bilder einer Probe, indem ihre Oberfläche gescannt wird. Kürzlich hat die Gruppe von Prof. Dr. Scheuring erfolgreich HS-AFM eingesetzt, um die Dynamik in den TRPV2- und TRPV3-Kanälen zu untersuchen. Um ein umfassendes Verständnis von TRPC6 zu erlangen und das Verhalten des Kanals in nativem Gewebe zu verstehen, werden wir die Dynamik des Kanalöffnungsmechanismus nach Stimulation mit verschiedenen Agonisten unter Verwendung von HS-AFM untersuchen.
- Schlagworte
- Kanalöffnung
- Ligandabhängige Kanalaktivierung
- Rasterkraftmikroskopie
- TRPC6
- Projektleitung:
- Baron Jasmin
- Laufzeit:
- 01.10.2024-30.09.2026
- Programm:
- ÖAW Doc (Doktorand*innen*enprogramm der Österreichischen Akademie der Wissenschaften)
- Art der Forschung
- Grundlagenforschung
- Mitarbeiter*innen
- Baron, Jasmin, Projektleiter*in
- Wiedner, Patrick, Projektmitarbeiter*in
- Groschner, Klaus, Projektmitarbeiter*in
- Tiapko, Oleksandra, Projektmitarbeiter*in
- Schindl, Rainer, Projektmitarbeiter*in
- Beteiligte MUG-Organisationseinheiten
- Gottfried Schatz Forschungszentrum (für zelluläre Signaltransduktion,Stoffwechsel und Altern)
- Lehrstuhl für Medizinische Physik und Biophysik
- Projektpartner
-
Institut für Molekulare Biowissenschaften / Universität Graz, Österreich
Kontaktperson: Sandro Keller; -
Johannes Kepler Universität Linz, Österreich
Kontaktperson: Johannes Preiner, Andreas Karner;