Mechanismus der allosterischen SUR1 Kir6.2 Interaktion

ATP-sensitive Kaliumkanäle (SUR1/Kir6.2 Kanäle) sind von zentraler Bedeutung für die Sekretion von Insulin.

Fragestellung: Die Kontrolle der Kanäle durch cytosolische Nukleotide wird in kritischer Weise durch Punktmutationen innerhalb der Sulfonylharnstoff-bindenden Region in der zweiten transmembranären Domäne von SUR1 beeinflusst. Die Wirkung einiger dieser Mutationen sollte genauer analysiert werden.

Methodik: Zu diesem Zweck wurden SUR1- und Kir6.2-Mutationen konstruiert, transient in COS-Zellen exprimiert und in Bindungsstudien und der inside-out Konfiguration der Patch-Clamp Technik analysiert.

Ergebnisse: Zunächst wurde die Wirkung einer Reihe von Punktmutationen auf die negativ allosterische Interaktion zwischen den Bindungsstellen für Sulfonylharnstoffe und Kaliumkanalöffner untersucht und dann der Einfluss dieser Mutationen auf die Hemmung/Aktivierung von SUR1/Kir6.2 Kanälen durch ATP bzw. MgADP analysiert. Die Ergebnisse zeigen eine enge Korrelation zwischen dem Einfluss der Mutanten auf die negativ allosterische Interaktion zwischen den Bindungsstellen für Sulfonylharnstoffe und Kaliumkanalöffner und ihrer Potenz, die ATP-induzierte Hemmung abzuschwächen oder die MgADP-induzierte Aktivierung zu verstärken.

Schlussfolgerung: Die Ergebnisse stützen ein komplexes Modell allosterischer Kanalkontrolle durch wenigstens zwei nicht-katalytische Nukleotidbindungsstellen auf SUR1. Die enge funktionelle Kopplung dieser Sites an die Rezeptorbindungsstellen für Sulfonylharnstoffe und Kaliumkanalöffner deutet auf eine Lokalisation im Bereich der Sulfonylharnstoff-bindenden Region.