Fluoreszenz Spektroskopie des humanen Serotonin Transporters

An präsynaptischen Nervenendigungen sind spezifische Transporterproteine lokalisiert, die für die rasche Wiederaufnahme freigesetzter Neurotransmitter (z.B. Serotonin, Dopamin und Noradrena-lin) aus dem synaptischen Spalt verantwortlich sind. Zusätzlich zu ihrer Rolle bei der Regulation der Verfügbarkeit von Transmittern im synaptischen Spalt stellen diese Proteine Zielstrukturen für die Wirkung verschiedenster Substanzen dar, wie z.B. der klinisch gebräuchlichen Antidepressiva als auch verbreiteter mißbräuchlich verwendeter Psychostimulantien wie z.B. Kokain, Ampheta-minen und "Ecstasy". Abgesehen von der physiologischen und pharmakologischen Wichtigkeit der Transporterproteine ist überraschend wenig bekannt über ihre Arbeitsweise auf molekularem Niveau. Das Hauptziel vorliegenden Antrags ist es, die strukturelle Basis für die Fähigkeit der Na+/Cl--ab-hängigen Neurotransmitter-Transporter, ihre Substrate zu translozieren, zu verstehen, unter Ver-wendung des humanen Serotonin-Transporters (hSERT) als Modell-System. Im speziellen wollen wir unsere Studien darauf fokussieren, die strukturelle Basis und molekulare Signifikanz der Transporter-Oligomerisierung zu untersuchen. Dem Antragsteller ist es kürzlich gelungen, den ersten direkten Nachweis der Existenz oligomeren hSERTs in der Plasmamembran lebender Zellen zu erbringen. Die Forschungsstrategie integriert molekularbiologische und fluoreszenzspektroskopische Metho-den. Zuerst möchten wir die funktionelle Signifikanz der Oligomerisierung durch quantitative und qualitative Beobachtungen direkt an lebenden Zellen unter verschiedenen funktionellen Bedingun-gen untersuchen. Das nächste Ziel ist es, die strukturelle Organisation der oligomeren Komplexe durch Anwendung fluoreszenzspektroskopischer Methoden auf der Basis des Resonanz Energie Transfers zu erforschen. Zuletzt sollen gleichermaßen intra- und inter- untereinheiten-spezifische strukturelle Veränderungen, die die Translokation von Serotonin begleiten, identifiziert werden. Unserer Erwartung nach sollten diese Studien nicht nur neue Paradigmen bezüglich der Funktion der Na+/Cl-- abhängigen Neurotransmitter-Transporter ergeben, sondern auch neue mögliche Strategien für die Behandlung unterschiedlicher psychiatrischer Erkrankungen und Drogenmiß-brauch ermöglichen.