Die SLC45-Familie alternativer Zuckertransporter bei Tieren

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Olga Vitavska; Professor Dr. Helmut Wieczorek
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Physiologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 245044282

Einem weit verbreiteten Dogma zufolge sind für den Zuckertransport über tierische Plasmamembranen nur zwei Familien von Transportproteinen zuständig. Sekundär aktiver Transport wird demnach durch die SLC5-Genfamilie von Na+-Symportern ermöglicht, während passiver Transport über Carrierproteine der SLC2-Genfamilie erfolgt. In den letzten Jahren gesellte sich bei Wirbeltieren die aus nur vier Mitgliedern bestehende Familie SLC45 hinzu, die man aufgrund von auffälligen Aminosäuresequenz-Ähnlichkeiten mit pflanzlichen Saccharose-transportern als putative Zuckertransporter bezeichnete. Ein Mitglied, SLC45A1, wurde als H+/Glucose-Symporter identifiziert, während die Eigenschaften der restlichen Mitglieder (A2-A4) zunächst nicht bekannt waren. Wir haben vor kurzem SLC45-1, das orthologe Protein aus Drosophila, als einen H+/Saccharose-Symporter nachgewiesen. In noch unpublizierten Vorarbeiten konnten wir zudem inzwischen zeigen, dass die in Hefezellen exprimierten drei Säugerproteine A2, A3 und A4 ebenfalls Saccharose im Symport mit H+ transportieren. Weitere transportierte Zucker sind Glucose, Fructose und Mannose. Der H+-gekoppelte Transport eines Disaccharids und die ungewöhnliche Substratspezifität haben uns veranlasst, die SLC45-Proteine als eine Familie alternativer Zuckertransporter zu bezeichnen.Im geplanten Projekt wollen wir auf der einen Seite unsere Untersuchungen des SLC45-1 von Drosophila fortführen, um Aufschluss über dessen physiologische Bedeutung zu erhalten. Dabei gehen wir von der Hypothese aus, dass der Zuckertransport inklusive der von Saccharose eine ernährungsphysiologische und/oder eine osmoregulatorische Rolle spielen könnte. Auf der anderen Seite möchten wir die Eigenschaften der Säugerproteine (SLC45A1 bis A4) mit der Maus als Modellobjekt untersuchen. Aus unserer Sicht widerlegt die Identifizierung von Saccharose als transportiertes Substrat das in der Physiologie allgemein anerkannte Dogma, dass Zucker nur in Form von Monosacchariden über Membranen transportiert werden können. Auch unser Nachweis des Symports mit H+ wird zu neuartigen Einsichten in die Mechanismen des Zuckertransports bei Tieren führen, da bislang allgemein angenommen wird, dass dieser nur als Na+-Symport erfolgt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen