b a c - repOSitorium - Universität Osnabrück

1.4 Calmodulin
konnten zeigen, dass dieser Kanal auch für kleine ungeladene und anionische Moleküle
permeabel ist. Des Weiteren variiert die Permeabilität der ER-Membran in Abhängig-
keit von der Proteintranslokation (Roy und Wonderlin, 2003).
Mit Hilfe Calcium-sensitiver Farbstoffe wurde die cytosolische und ER-luminale Konzen-
tration freier Ca 2+ -Ionen in vivo untersucht. Dabei konnte ein Translokon-vermittelter
Calcium-Ausstrom nach Behandlung des rauen ERs mit Puromycin oder Pactamycin
in Verbindung mit einer Inhibierung der SERCA-ATPase mit Thapsigargin gezeigt wer-
den (Lomax et al., 2002; Van Coppenolle et al., 2004; Flourakis et al., 2006; Ong et
al., 2007; Amer et al., 2009). In vitro-Experimente mit rauen Mikrosomen, Puromycin
und radioaktivem 45 Ca 2+ bestätigen diese Ergebnisse (Giunti et al., 2007). Puromycin
induziert als Analogon der Aminoacyl-tRNA einen vorzeitigen Abbruch der Kettensyn-
these im Ribosom, gefolgt vom Freisetzen der Polypeptidkette (Darken, 1964). Pacta-
mycin inhibiert die Initiation der Translation (Kappen et al., 1973). Entsprechend wer-
den nach Pactamycin-Behandlung keine aktiven Ribosom-Translokon-Komplexe gebil-
det, nach Abschluss der Translokation inaktive Ribosom-Translokon-Komplexe werden
stabilisiert. Somit wird übereinstimmend beschrieben, das der Calcium-Ausstrom vom
Substrat-freien Ribosom-Translokon-Komplex vermittelt wird, ein Zustand der auch in
vivo zu beobachten ist. Mehrere Studien haben ergeben, dass Ribosomen nach Been-
digung 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). Auch ein Screening des Drosophila-Genoms mittels
RNA-Interferenz legt eine Beteiligung des Sec61-Kanals am Calcium-Ausstrom aus dem
ER-Lumen nahe (Zhang et al., 2006). Flourakis et al. (2006) und Ong et al. (2007) stel-
len außerdem einen physiologischen Zusammenhang zwischen Translokon-vermittelter
[Ca 2+ ]ER-Depletion und der Induzierung von store-operated calcium entry- (SOCE) Pro-
zessen an der Plasmamembran her.
1.4 Calmodulin
Eines der wichtigsten Calcium-sensorischen Moleküle eukaryotischer Zellen ist Calmo-
dulin (CaM), das sowohl im Cytosol als auch im Nukleus lokalisiert ist und zu einem
Großteil in membranassoziierter Form vorliegt. Es handelt sich um ein monomeres Pro-
tein mit überwiegend alphahelikaler Sekundärstruktur und einem Molekulargewicht von
16,7 kDa, das evolutiv hoch konserviert ist (Copley et al., 1999).
Strukturell zeigt Calmodulin zwei globuläre, homologe Domänen an N- und C-Terminus,
die über eine α-Helix miteinander verbunden sind (Abbildung 1.2). Jede der Domänen
besitzt zwei helix-loop-helix- (hlh) Motive, die auch als EF-Hand-Motive bezeichnet
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