b a c - repOSitorium - Universität Osnabrück

4 Diskussion
Es wird angenommen, dass der Translokonkanal während der cotranslationalen Translo-
kation impermeabel für Ionen ist (Simon und Blobel, 1991; Crowley et al., 1994; Ham-
man et al., 1997; Roy und Wonderlin, 2003; Wirth et al., 2003). In Übereinstimmung
mit diesen Ergebnissen konnte im Rahmen der vorliegenden Arbeit eine Aktivierung des
Sec61-Kanals durch Ribosomen-Depletion gezeigt werden (3.1.1). Wird die naszierende
Polypeptidkette durch Behandlung mit Puromycin oder Pactamycin entfernt, so ist für
den Ribosom-Translokon-Komplex eine Permeation kleiner Moleküle und Ionen zu be-
obachten (Simon und Blobel, 1991; Heritage und Wonderlin, 2001; Lomax et al., 2002;
Roy und Wonderlin, 2003; Van Coppenolle et al., 2004; Flourakis et al., 2006; Lizak et
al., 2006; Giunti et al., 2007; Ong et al., 2007; Amer et al., 2009). Mehrere Studien legen
nahe, dass Ribosomen auch nach nativer Beendigung der Translokation teilweise in einer
stabilen Assoziation mit dem Translokon verbleiben (Borgese et al., 1973; Seiser und
Nicchitta, 2000; Potter und Nicchitta, 2002; Schaletzky und Rapoport, 2006). Neben der
vorliegenden Arbeit haben weitere elektrophysiologische Untersuchungen ebenfalls hohe
Ionenleitfähigkeiten für den Ribosomen-depletierten Sec61-Komplex gezeigt (Wirth et
al., 2003; Wonderlin, 2009). Verschiedene Autoren haben vorgeschlagen, dass das ER-
luminale Chaperon BiP die wassergefüllte Pore des Sec61-Kanals verschließt (Hamman
et al., 1998; Haigh und Johnson, 2002; Wirth et al., 2003; Alder et al., 2005), während
Untersuchungen am intakten ER und damit in Anwesenheit von BiP eine Permeation
kleiner Moleküle und Ca 2+ -Ionen durch den Sec61-Kanal gezeigt haben (Heritage und
Wonderlin, 2001; Lomax et al., 2002; Roy und Wonderlin, 2003; Van Coppenolle et al.,
2004; Flourakis et al., 2006; Ong et al., 2007). Ein stimmiges Bild der Regulation des
Translokon-vermittelten basalen Calcium-Leckstromes aus dem ER ergibt sich somit
bisher nicht.
Unter Einbeziehung der beobachteten Regulation des Sec61-Komplexes durch Calmodu-
lin stellt sich die Frage, warum in den Experimenten am intakten ER ein Translokon-
vermittelter Ca 2+ -Ausstrom beobachtet werden konnte. Bei Lomax et al. (2002) wurden
die verwendeten Pankreas-Zellen aus Mus musculus perfundiert und die Konzentration
an cytosolischem Ca 2+ mit 10 mM BAPTA auf 90 nM eingestellt, bei Van Coppenolle
et al. (2004) und Flourakis et al. (2006) wurden LNCaP-Zellen mit Digitonin permea-
bilisiert, kontinuierlich perfundiert und die Konzentration an cytosolischem Ca 2+ mit
EGTA auf 170 nM eingestellt. Es liegt nahe, dass durch die Perfusion der Zellen ein
Großteil des cytosolischen Calmodulins entfernt wurde. Freies Ca 2+ wurde zudem nicht
nur durch BAPTA oder EGTA, sondern auch durch die verwendeten Ca 2+ -sensitiven
Farbstoffe chelatiert. Es ist davon auszugehen, dass die Konzentrationen an cytosoli-
schem Ca 2+ deutlich unter den Affinitäten der N- und C-terminalen Domäne von CaM
für Ca 2+ -Ionen lagen (KD ≈2 µM bzw. 0,2 µM, Potter et al., 1983; Ogawa und Tanoku-
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