Interaktionspartner des neuronalen Glyzintransporters GlyT2: Identifizierung, Validierung und Charakterisierung

• Antragsteller: Professor Dr. Eckhard Friauf
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 268439349

Neurotransmitter-Transporter spielen eine äußerst wichtige Rolle bei der synaptischen Übertragung, und ihre Aktivität ist essenziell für die Aufrechterhaltung der Neurotransmitter-Homöostase. Glyzin ist der bedeutendste hemmende Neurotransmitter im Hirnstamm und Rückenmark. Die synaptischen Glyzinspiegel werden durch zwei hochaffine, elektrogene Plasmamembran-Transporter kontrolliert, nämlich GlyT1 (Glyzintransporter 1) und GlyT2. GlyT2 ist die neuronale Isoform und lebensnotwendig für das Auffüllen des zytoplasmatischen Glyzin-Pools in den präsynaptischen Terminalen. Mutationen im GlyT2-Gen sind eine wesentliche Ursache für das neurologische Symptom Hyperekplexie. Ferner ist GlyT2 kürzlich zu einem potentiellen Target in der Schmerzbekämpfung geworden. Daher ist es sowohl für die Grundlagen- als auch die anwendungsorientierte Forschung wichtig, die Faktoren zu verstehen, die zur GLYT2-Regulation beitragen, und Protein-Protein-Interaktionen spielen dabei wahrscheinlich eine zentrale Rolle. Bislang sind nur wenige Interaktionspartner für diese Glyzin-Pumpe beschrieben. Ziel dieses Projektes ist es, neue Interaktionspartner für GlyT2 zu identifizieren, zu validieren und zu charakterisieren. Für die Identifizierung eines umfangreichen Sets putativer Interaktoren werden wir hochauflösende Proteomik einsetzen, die Co-Immunpräzipitationen, Pulldown-Assays und Massenspektrometrie beinhaltet. Ausgangsmaterial wird von Wildtyp- und GlyT2-Knockout-Mäusen eingeholt werden. Die Validierung putativer Interaktoren wird in immunhistochemischen Kolokalisations-Experimenten, Proximity-Ligations-Assays und reziproken Co-Immunpräzipitationen durchgeführt. Schließlich werden einige validierte Interaktoren einer physiologischen Charakterisierung unterzogen. Die Auswirkung ihrer Interaktion mit GlyT2 wird in Transportstudien angegangen, die [3H]-Glyzin-Aufnahmeanalysen und elektrophysiologische Messungen von transportervermittelten Strömen umfassen. Insgesamt werden unsere Ergebnisse zu einer besseren Sichtweise der molekularen Organisation des GlyT2 führen und damit dazu beitragen, inwieweit GlyT2 als therapeutisches Target dienen kann. Des Weiteren werden sie zu Hypothesen über die Mehrkomponenten-Zusammensetzung von hemmenden Synapsen führen, deren weitere Studie über das Ziel dieses Projektes hinausgehen wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen