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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Nervenzellen: Direkte Interaktion von Ionen-Kanälen |
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| | | Eine lang und kontrovers diskutierte Frage hat ein Biochemikerteam mit Innsbrucker Beteiligung nun lösen können. Es klärte die Verbindung von zwei Ionen-Kanälen in der Plasmamembran von Nervenzellen auf. |
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Claudia Sailer von der Medizinischen Universität Innsbruck und Kollegen zeigten, dass dieInteraktion durch direkte bi-molekulare Koppelung des Kalzium- und Kaliumkanals zu Stande kommt.
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Keine zusätzlichen Proteine nötig |
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"Wir konnten zum ersten Mal zeigen, dass zwei Ionen-Kanäle direkt miteinander agieren und dazu keine zusätzlichen Proteine, wie früher angenommen, benötigt werden", erklärte die 30-jährige Tirolerin der APA.
Der Kaliumkanal werde über Kalzium, das durch die Zelle ströme, aktiviert. Die hohe Konzentration des Kalziums sei nur deswegen nicht pathologisch für die Zelle, da das Kalzium direkt neben dem Kaliumkanal sitze.
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Die Studie "BKCa-Cav Channel Complexes Mediate Rapid and Localized Ca2+-activated K+ Signaling" ist in "Science" erschienen (Bd. 314, S. 615; 27.10.06). |
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 Abstract der Studie |
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Proteine, die besonders in Nervenzellen wichtig sind |
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In den Zellmembranen befinden sich als "Ionenkanäle" bezeichnete Proteine, die es Ionen ermöglichen, Membranen zu durchqueren. Auf diese Weise werden viele physiologische Prozesse gesteuert.
In Nervenzellen ist der kalziumaktivierte Kaliumkanal(BKCa-Kanal) besonders wichtig. Er schützt quasi als Notbremse Neuronen vor einem zu starken Anstieg der zellulären Kalziumkonzentration. Dieser Kaliumkanal ist auch für die schnelle Repolarisation von Aktionspotenzialen und damit für die stimulusvermittelte Freisetzung von Hormonen und Neurotransmittern mitverantwortlich.
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Kooperation von Kalzium- und Kaliumkanälen |
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Für seine Aktivierung ist eine hohe Konzentration von Kalziumionen notwendig. Hohe Kalziumkonzentrationen sind nur in räumlich und zeitlich genau umschriebenen Bereichen möglich, da andernfalls die Zelle geschädigt würde.
Wissenschaftler haben bisher vermutet, dass eine enge Verbindung des BKCa-Kanals mit spannungsabhängigen Kalziumkanälen dafür verantwortlich sei, wobei die Kalziumkanalöffnung den benötigten lokalen Anstieg der freien Kalziumionen bedinge und damit den BKCa-Kanal aktiviere. Einen direkten experimentellen Beweis dafür gab es bisher allerdings nicht.
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Nun experimentelle Beweise |
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Sailer und ihre Kollegen haben nun die seit langem kontrovers diskutierte Frage beantwortet, wie BKCa-Kanäle durch hohe Kalziumionen-Konzentrationen aktiviert werden, ohne dass dadurch andere von Kalziumionen abhängige Prozesse in Neuronen beeinflusst werden.
Es erkläre auch die durch kalziumaktivierte Kaliumkanal (BKCa-Kanäle) vermittelte, schnelle Änderung des Membranpotenzials von Nervenzellen.
[science.ORF.at/APA, 27.10.06]
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01.01.2010 |
