Die 3D Struktur des Kanalproteins IC1N

Die Aufklärung der dreidimensionalen (3D) Struktur von Proteinen und Proteinkomplexen wird die Physiologie und damit auch die moderne Medizin wesentlich beeinflussen. Die Kenntnis der 3D Struktur eines Proteins ermöglicht die Aufklärung seiner Funktionsweise und die Entwicklung spezifischer Substanzen, die dann wiederum dazu beitragen, die Rolle des jeweiligen Proteins in physiologischen und pathophysiologischen Prozessen erklären zu können. Chloridkanäle sind derzeit im Zentrum intensiver Forschung, denn Veränderungen der Chloridpermeabilität von Zellen sind Grundlage verschiedener Erbkrankheiten des Menschen (z.B. Mukoviszidose oder Myotonia congenita). Es gibt Hinweise, dass auch schwellungsabhängige Chloridkanäle an der Entstehung pathologischer Prozesse, z.B. der Auslösung des Anstrengungsasthmas oder bei Herzarrhythmien, beteiligt sind. Ziel des vorliegenden Antrages ist es daher, die 3D Struktur von ICln einem Kandidaten für den schwellungsabhängigen Chloridkanal, in der membranständigen Form aufzuklären, und die Strukturanalyse von Membranproteinen mittels Elektronenmikroskopie in Innsbruck zu etablieren. Die Ergebnisse dieser Untersuchung können dazu beitragen, wichtige physiologische -und biophysikalische Eigenschaften des Kanalproteins ICln, wie z.B. die Oligomerisierung, die Lage potentieller Bindungsstellen für Blocker und zytoplasmatische Partner, sowie die Grundlage der Selektivität und der Rektifizierung, zu erklären. Die Kenntnis der 3D Struktur von ICln ist von besonderer Bedeutung für die Entwicklung spezifischer Wirkstoffe, weil derzeit keine für eine bestimmte Klasse von Chloridkanälen selektive Substanzen erhältlich sind, ein Umstand der sowohl Untersuchungen über die physiologische Rolle von ICln als auch eine therapeutische Intervention über Chloridkanäle bei pathologischen Prozessen beeinträchtigt. Nach Erwerb des technologischen know-how`s in einem der weltweit führenden Laboratorien kann die Strukturanalyse von Membranproteinen mittels Cryo-Elektronenmikroskopie in Innsbruck etabliert werden. Dies ist von besonderer Bedeutung, weil sich die Strukturanalyse von Membranproteinen mittels Cryo- Elektonenmikroskopie (2D-Kristallographie) zu einer der derzeit vielversprechendsten wissenschaftlichen Disziplinen entwickelt und unser Verständniss über die Funktionsweise von Kanalproteinen und Transportern revolutionieren kann.