Regulation von K2P-Kanälen durch Membranspannung, Pharmaka und Membranlipide

Zwei-Poren-Domänen-Kaliumkanäle (K2P-Kanäle) stellen eine wichtige Kaliumkanalklasse in unserem Körper dar und sind entscheidend an der Regulation der zellulären Erregbarkeit beteiligt. Als polymodal regulierte Ionenkanäle nehmen sie eine zentrale Rolle sowohl in physiologisch als auch pathophysiologisch relevanten Prozessen wie Schmerz oder Herzrhythmusstörungen ein. In dieser Arbeit wurde an rekombinanten K2P-Kanälen die Regulation dieser Kaliumkanalfamilie elektrophysiologisch untersucht.

Mit 2-Aminoethoxydiphenylborat (2-APB) und Drofenin wurden hier zwei strukturell ähnliche pharmakologische Aktivatoren des TALK-2-Kanals gefunden. Diese könnten als Ausgangssubstanzen für die Entwicklung neuer Medikamente dienen.

Zudem konnten häufig vorkommende polyanionische Lipide des Fettsäurestoffwechsels (langkettige Acyl-Coenzym A-Ester, LC-CoA) sowie der Phosphoinositide (Phosphatidylinositol-4,5-bisphosphat, PIP2) als Regulatoren von K2P-Kanälen etabliert werden. Während TREK-1, TRAAK, TALK-1 und TALK-2 durch beide Lipide aktiviert wurden, zeigten TRESK-Kanäle eine Inhibition. Die Wirkpotenz von LC-CoA hing von der Länge und vom Grad der Sättigung der enthaltenen Fettsäure ab. Als Wirkmechanismus ist von einer elektrostatischen Interaktion der Lipide mit den K2P-Kanälen auszugehen.

Die Ergebnisse implizieren, dass der zelluläre Fettsäuremetabolismus möglicherweise regulatorischen Einfluss auf die Aktivität der K2P-Kanäle ausübt und dadurch die zelluläre Erregbarkeit beeinflusst, was eine Rolle in der Pathophysiologie von Herzrhythmusstörungen beim Myokardinfarkt und der Insulinsekretion beim Diabetes mellitus spielen könnte.

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Jürs, B.C., 2022. Regulation von K2P-Kanälen durch Membranspannung, Pharmaka und Membranlipide.
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