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apikalen Membran vermittelt und so der Cl(-)-Verarmung in den Zilien entgegenwirkt.
Kaneko et al., J. Neurosci. 24, 7931-7938 (2004)
• Ca(2+)/Calmodulin kontrollieren die Empfindlichkeit von Riechzellen: Riechzellen
adaptieren in Anwesenheit von Duftstoffen durch einen negativen
Rückkopplungsmechanismus, der die Aktivität des CNG-Kanals moduliert. Die Modulation
hängt von Ca(2+)/Calmodulin ab. Alle drei Untereinheiten des CNG-Kanals sind an der
Modulation beteiligt. Im Unterschied zu vielen anderen Ca(2+)-regulierten Feedback-
Mechanismen, ist das Calmodulin-Protein schon mit dem Kanal vorassoziiert über eine
spezifische Interaktion mit drei CaM-Bindestellen am Kanal.
Bradley et al. Nature Neurosci. 7, 705-710 (2004).
Adelman et al. Nature Neurosci. 7, 689-690 (2004)
• Protonen sind nicht an der Spermien-Chemotaxis beteiligt. Spermien reagieren auf
Lockstoffe, die von Eizellen freigesetzt werden. Der Signalweg der Spermien-Chemotaxis
schien aufgeklärt zu sein. Mit Hilfe neu entwickelter Methoden konnten wir zeigen, dass die
bisherigen Modelle nicht korrekt sind. Protonen spielen in diesen Modellen eine
herausragende Rolle. Mit Hilfe empfindlicher Indikatoren konnten wir zeigen, dass
Änderungen des pH-Wertes nicht wichtig für die Spermien-Chemotaxis sind.
Solzin et al. J. Gen. Physiol. 124, 115-124 (2004).
Commentary: Eisenbach, M.: J. Gen. Physiol. 124, 105-108 (2004)
• Signalwandlung in Sehzellen: Die photo-elektrische Transduktion in Sehzellen findet auf der
Oberfläche von flachen Membranscheibchen statt. Dort wird die Absorption von Licht in ein
biochemisches Signal umgewandelt. Wir konnten zeigen, dass einige Komponenten des
Signalwegs in sogenannten „Lipidrafts“ lokalisiert sind.
Senin et al. J. Biol. Chem. 279, 48647-48653 (2004)
• Entwicklung einer Sonde für die Detektion von Amyloid-Ablagerungen im lebenden
Gehirn: Mittels Spiegelbild-Phagendisplay wurden kleine Peptide identifiziert, die aus D-
Aminosäuren bestehen und zumindest in vitro hochspezifisch an Ablagerungen des
„Alzheimer“-Amyloid-Peptides A(beta) binden. Weil diese D-Peptide in aller Regel nichtimmunogen
und sehr stabil sind, können sie prinzipiell auch im lebenden Menschen oder Tier
eingesetzt werden. Der für 2004 gesetzte Meilenstein war nun die Überprüfung, ob die
entwickelte D-Peptid-Sonde die Blut-Hirn-Schranke überwinden kann und auch im lebenden
Gehirn einer transgenen Alzheimer-Maus Amyloid-Plaques färbt. Dieser Meilenstein wurde
vollständig erreicht. In Kooperation wurde gezeigt, dass das Fluorescein-markierte D-Peptid
ohne weitere Modifikationen in beiden Richtungen die Blut-Hirn-Schranke überwinden kann.
Auf diese Weise wird die Entwicklung eines hochspezifischen "Kontrastmittels" für das
Imaging von Ab-Ablagerungen im lebenden Menschen möglich sein. Diagnose von
"Alzheimer" am lebenden Menschen und das Verfolgen eines eventuellen Therapie-
Fortschritts in vivo und online sollen nicht nur medizinisch genutzt werden, sondern auch der
Grundlagenforschung neue Werkzeuge liefern.
Wiesehan and Willbold. ChemBioChem 4, 811-815. (2003).
• HIV-1 Nef ahmt ein Integrin-Rezeptor-Signal nach, das das "Polycomb-Protein" Eed zur
Plasmamembrane rekrutiert: Es wird vermutet, dass das Nef-Protein aus dem Human- und
dem Affen- Immunodefizienz-Virus (HIV/SIV) mit der T-Zell-Aktivierung interferiert, indem es
einen Signal-Komplex an der Plasmamembran bildet. Zusammensetzung und Funktion des
Komplexes sind nicht voll verstanden. Wir fanden, dass Nef das "Polycomb Group" (PcG)
Protein Eed, bisher bekannt als nuklearer Faktor und Transkriptionsrepressor, zur
Zellmembran rekrutiert. Die Nef-induzierte Translokation von Eed führte zu einer potenten
Stimulation der Tat-abhängigen HIV-Ttranskription, was annehmen lässt, dass die Entfernung
von Eed vom Nucleus für die optimale Tat-Funktion nötig ist. Ähnlich zu Nef führt auch die
Aktivierung von Integrinrezeptoren zum Transport von Eed zur Plasmamembran und zur
erhöhten Tat/Nef-vermittelten Transkription. Die Ergebnisse schlagen eine Verbindung
zwischen Membrane-assoziierten Aktivierungsprozessen und Transkriptions-Derepression vor
und demonstrieren, wie HIV diesen Mechanismus ausnutzt.
Witte et al. Molecular Cell 13, 179-190. (2004).
Die im Folgenden aufgeführten Projekte befassen sich mit Modellsystemen, um auf molekularem
Niveau die Interaktion von Proteinen bei der Signalübertragung zu verstehen.
• Der blaulichtgetriebene Mechanismus von Phototropin: Phototropine bestehen aus einer
FMN-haltigen lichtabsorbierenden LOV (light, oxygen, voltage)-Domäne und einem
Effektormolekül (Kinase). Die Lichtreaktion der isolierten LOV-Domänen aus verschiedenen
Organismen (Chlamydomonas reinhardtii, Bacillus subtilis, Avena sativa) wurden mit
schwingungsspektroskopischen Methoden (FT-IR und Resonanz-Raman) untersucht. Die
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