Rolle der Phosphorylierung beim org. Kationen Transporter 3

Der organische Kationentransporter 3 (OCT3) ist ein Neurotransmitter-Transporter, der aktiv die synaptische Übertragung beenden, indem sie Neurotransmitter aus dem synaptischen Spalt entfernen. In der Peripherie spielt OCT3 eine Rolle bei der Herzkontraktilität, Thermogenese, Leberfibrose und Tumorentstehung. Im Zentralnervensystem ist OCT3 an der monoaminergen Übertragung, der stimmungs- und stressbedingten Modulation und der Anfälligkeit bei der Neurodegeneration beteiligt. Obwohl die Phosphorylierung von Neurotransmitter-Transportern ausgiebig untersucht wurde, ist über die Phosphorylierung von OCT3 wenig bekannt. Eine direkte Phosphorylierung von OCT3 konnte bisher nicht nachgewiesen werden, und die Bedeutung seiner regulatorischen Funktion ist nach wie vor ungeklärt. Ziel des Projekts ist es, Erkenntnisse über die Struktur-Funktions-Beziehung von OCT3 in Abhängigkeit von seinem Phosphorylierungsstatus zu gewinnen. Insgesamt versuchen wir, unser Verständnis der Funktion von OCT3 und ihrer Steuerung durch Phosphorylierung zu verbessern, indem wir i) kinase-/phosphatasespezifische Phosphorylierungsstellen in OCT3 und ihre Bedeutung für die Regulierung der OCT3-Transportfunktion identifizieren, ii) die Auswirkungen der Phosphorylierung auf die Pharmakodynamik und Pharmakokinetik von OCT3 aus menschlichen genetischen Varianten bzw. Tyrosinkinase-Inhibitoren (TKI) zu untersuchen und iii) eine plausible Hypothese für die beobachteten Auswirkungen im Zusammenhang mit dem strukturellen und dynamischen Kontext aufzustellen. Die Methoden beruhen auf einer Kombination aus experimentellen In-vitro-, mikroskopischen und Computer- basierten Ansätzen, die iterativ zur Hypothesenbildung, -verfeinerung und -prüfung eingesetzt werden. Bei den experimentellen In-vitro-Ansätzen werden hauptsächlich Biochemie, Tracer-Flux-Experimente und Massenspektrometrie eingesetzt. Kryo-Elektronenmikroskopie und Simulationen der Molekulardynamik (MD) werden eingesetzt, um die strukturellen und dynamischen Auswirkungen der Phosphorylierung in OCT3 zu klären.