Zellfreie Expression und Reinigung von Zwei-Porendomänen Kaliumkanälen in Lipidvesikeln zur Verwendung in Bilayer-Experimenten

Die Zwei-Porendomänen Kaliumkanäle (K2P-Kanäle) sind eine der vier Unterfamilien der Kaliumkanäle. Die Ionenkanäle sind entscheidend an der Aufrechterhaltung des Ruhemembranpotenzials beteiligt. Außerdem sind sie an zahlreichen physiologischen Prozessen beteiligt, wie zum Beispiel der Regulation neuronaler Erregbarkeit und der Regulation von Sekretionsvorgängen. Da die K2P-Kanäle entsprechend ihres Namens zwei Porendomänen im Tandem besitzen, wird die Tetrasymmetrie der kaliumselektiven Pore durch Dimerisierung erreicht, was die Kanäle von den anderen Kaliumkanal-Klassen unterscheidet. Die K2P-Kanäle unterliegen zahlreichen Regulationsmechanismen. So werden die Kanäle unter anderem durch Pharmaka, Lipide, Veränderungen des pH-Wertes und Temperaturveränderungen reguliert. Die K2P-Kanäle wurden bisher in nativen Zellen und in heterologen Expressionssystemen durch die Patch-Clamp-Technik untersucht und charakterisiert. Einige Fragestellungen, wie z.B. die Lipidregulation der K2P-Kanäle, lassen sich hiermit aufgrund der zellulären Umgebung jedoch nur schwer untersuchen. Eine rekombinante Herstellung konnte bisher nur unter Trunkierung der C- und N-Termini erreicht werden. Dadurch konnten C-terminal vermittelte Regulationsmechanismen jedoch bisher nicht untersucht werden, weiterhin wurden die Einzelkanaleigenschaften durch die Trunkierungen verändert. Die in dieser Arbeit verwendete zellfreie Proteinsynthese bietet deshalb eine interessante Alternative, um K2P-Kanäle ohne zelluläre Umgebung und ohne Veränderung der Kanaleigenschaften zu untersuchen.

 

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