Der epitheliale Natriumkanal vom Dickdarm des Kaninchens

Die apikalen (äußeren) Zellmembranen vieler Epithelien enthalten hoch-selektive Natriumkanäle, die durch das Hormon Aldosteron stimuliert und das Diuretikum Amilorid gehemmt werden. Derartige Kanäle kommen im distalen Dickdarm, in den Sammelrohren der Niere und in der Lunge vor. Sie vermitteln den ersten Schritt der aktiven Natriumresorption und spielen eine wichtige Rolle im Rahmen der Homöostase von Elektrolyten und Wasser sowie des Blutdrucks. Die Aufklärung des Mechanismus und, der Regulation der epithelialen Natriumresorption ist daher von grundlegender physiologischer, pathophysiologischer und klinischer Bedeutung. Es ist Ziel des vorgeschlagenen Forschungsprojektes die Funktion, Regulation und Struktur des epithelialen Natriumkanals vom Kaninchendickdarm auf molekularer Ebene, also auf der des Einzelkanals, zu studieren. Einzelkanalmessungen sollen durch Rekonstitution apikaler Membranvesikel in planare Lipidmembranen vorgenommen werden. Diese Technik erlaubt den freien Zugang beider Seiten des Kanals, die Effekte potentielle extra- und intrazelluläre Regulatoren können direkt studiert werden. Zu prüfende Regulatoren sind unter anderem Natrium, Calcium, der pH-Wert, G-Proteine, Phosphorylierungs- und Dephosphorilierungsreaktionen sowie die Phospholipidzusammensetzung der planaren Lipidmembran. Die chemischen Substituenten, die für die Leitfähigkeit und die Öffnung des Kanals von Bedeutung sind, sollen durch die Verwendung Gruppen-spezifischer Reagentien geprüft werden. Die Struktur des epithelialen Natriumkanals des Kaninchens soll durch die Klonierung dieses Kanals aufgeklärt werden. Durch einen Vergleich der funktionellen Eigenschaften des in Froscheiern (Xenopus laevis Oocyten) exprimierten klonierten Kanals mit jenen des nativen Kanals können Hinweise erhalten werden, ob der native Kanal mit regulatorischen Mechanismen ausgestattet ist, die im klonierten Kanal fehlen. Mit Hilfe der Northern- Blot Analyse soll studiert werden, ob die Regulation der Kanal-Untereinheiten durch Steroidhormone in verschiedenen Organe differiert. Die Expression von genetisch veränderten Kanal-Untereinheiten in Xenopus Oozyten kann hilfreich sein, die funktionelle Rolle verschiedener Regionen der Kanalproteine zu verstehen.