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Lipid interactions and their role in inward rectifier potassium channel regulation
Melina Tindl
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Pharmazie
Betreuer*in
Anna Weinzinger
DOI
10.25365/thesis.63800
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-26861.94238.388259-6
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Einwärts gleichrichtende Kaliumkanäle (KIR) haben eine wichtige Funktion für zahlreiche physiologische Prozesse und sind essenziell für die Erhaltung des Ruhemembranpotentials. Eine wichtige Eigenschaft von KIR-Kanälen besteht darin, dass der Einstrom von Kaliumionen gegenüber des Ausstromes favorisiert ist. Sieben Subfamilien (KIR1-7) werden klassifiziert und können in verschiedenen Arten von Zellen und Geweben vorgefunden werden; Mutationen können zu verschiedenen Krankheiten und Syndromen führen. In dieser Arbeit wird ein Überblick über verschiedene KIR-Familien sowie pathogene Mutationen gegeben. KIR-Kanäle werden über verschiedene Arten von Lipiden, die in der Plasmamembran vorkommen, reguliert. Der Hauptfokus dieser Arbeit liegt in verschiedenen Lipiden und deren Interaktionen mit KIR-Kanälen, besonders aber auf den Aufgaben von Cholesterin und Phosphatidylinositol-4,5-bisphosphat (PIP2). Cholesterin hemmt die Aktivität von beinahe allen KIR Subfamilien. Es sind bereits verschiedene mögliche Cholesterin-Bindungsstellen identifiziert worden, die hier diskutiert werden in einem Vergleich von verschiedenen KIR-Kanälen. Im Gegenzug dazu ist PIP2 ein wichtiger Aktivierungsfaktor. Eine primäre Bindungsstelle für PIP2 ist detailliert untersucht und Teil von einigen verfügbaren Kristallstrukturen. Die Sensitivität für PIP2 hängt von der Interaktion von sekundären anionischen Phospholipiden mit einer sekundären Bindungsstelle ab. Es wird ein Überblick über die primäre PIP2-Bindungsstelle gegeben und dessen Unterschiede in verschiedenen verfügbaren Strukturen diskutiert. Während PIP2 KIR-Kanäle in Eukaryoten aktiviert, werden interessanterweise bakterielle KIR-Kanäle aufgrund von Unterschieden in wichtigen Aminosäuresequenzen gehemmt. Es wurde ein struktureller Vergleich sowie ein Sequenzvergleich durchgeführt, um die PIP2- und Cholesterinbindungsseite in den verschiedenen KIR-Kanälen zu untersuchen.
Abstract
(Englisch)
Inward rectifier potassium channels (KIR) play important roles in many physiological processes and are essential for maintaining the resting membrane potential. An essential property of KIR channels is that the influx of potassium is more likely than the efflux. Seven subfamilies (KIR1-7) are known to be expressed in different kinds of cells and tissues; mutations may cause diseases or syndromes. In this thesis, we give an overview of different KIR channel families and disease-causing mutations. KIR channels are regulated by different kinds of lipids, which occur in the plasma membrane. The main focus of the thesis lies on various lipids and their interactions with different KIR types, especially the role of cholesterol and phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP2). Cholesterol is known to inhibit the channel activity in most KIR subfamilies. Different putative cholesterol binding sites have been identified and are discussed in comparing them in the different KIR channels. In contrast, PIP2 acts as an important channel activating factor. A primary binding site for PIP2 has been examined in detail and is part of several crystal structures available. However, the PIP2 sensitivity depends on the interaction of secondary anionic phospholipids with a secondary binding site. We give an overview of the main PIP2 binding site and discuss its differences within different available structures. Interestingly, while PIP2 activates mammalian KIR channels, bacterial KIR channels are inhibited due to differences in key amino acid sequences. A structure and sequence alignment were performed to compare the PIP2 and cholesterol binding sites within different KIR channels.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Inward rectifier potassium channels lipid interactions cholesterol PIP2
Schlagwörter
(Deutsch)
Einwärts gleichrichtende Kaliumkanäle Lipidinteraktionen Cholesterin PIP2
Autor*innen
Melina Tindl
Haupttitel (Englisch)
Lipid interactions and their role in inward rectifier potassium channel regulation
Paralleltitel (Deutsch)
Lipidinteraktionen und deren Bedeutung in der Regulation von einwärts gleichrichtenden Kaliumkanälen
Publikationsjahr
2020
Umfangsangabe
94 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Anna Weinzinger
AC Nummer
AC16152558
Utheses ID
56600
Studienkennzahl
UA | 066 | 605 | |