Primärvorgänge des Sehens in Zapfen
Final Report Abstract
Photorezeptorzellen der Wirbeltierretina enthalten Ca2+ -abhängige Rückkopplungsschleifen und Ca2+ -Sensorproteine, die eine dynamische Anpassung der Lichtantworten an wechselnde Hintergrundlichtintensitäten vermitteln. In diesem Projekt haben wir die Zebrafischretina als Modellsystem für die funktionelle Untersuchung und Charakterisierung zapfenspezifischer Ca2+ -Sensoren (zGCAPs) genutzt. Die differentiellen Expressions- und Aktivierungsprofile der zGCAPs und ihrer Zielproteine, den sensorischen Guanylatcyclasen zeigen, dass ein fein abgestuftes Regelwerk in den Zapfen des Zebrafisches existiert und Aktivierungsvorgänge nach einem „Calcium-Relay-Mechanismus“ ablaufen. Die intrazellulär wichtige Schalterfunktion der zGCAPs wird weiterhin durch die kovalente posttranslationale Verknüpfung mit einer Myristoylgruppe modifiziert, unterscheidet sich aber von dem „Ca2+ -Myristoyl-Switch“ des verwandten Recoverins aus der Säugerretina, für das wir das Funktionsspektrum erweitern konnten. Ein überraschendes Ergebnis lieferte die biochemische Charakterisierung von zGCAP5: für das native Protein nehmen wir an, dass es einen Eisen-Schwefel-Cluster enthält, der an intrazellulären Redoxvorgängen beteiligt ist und nicht nur eine Funktion in den Außensegmenten der Photorzeptorzellen, sondern auch in anderen Zellschichten der Retina hat.
Publications
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(2010) Dynamic translocation of caldendrin is facilitated by the Ca2+ -myristoyl switch of recoverin. J. Neurochem. 113, 1150-1162
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(2012) Synergetic effect of recoverin and calmodulin on regulation of rhodopsin kinase. Front. Mol. Neurosci. 5, Article 28, 1-13
Grigoriev, I.I., Senin, I.I., Tikhomirova, N.K., Komolov, K.E., Permyakov, S.E., Zernii, E.Y., Koch, K.-W. and Philippov, P.P.
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(2013) Zebrafish Guanylate Cyclase Typ 3 Signaling in Cone Photoreceptors. PLoS ONE 8:e69656
Fries, R., Scholten, A., Säftel, W., and Koch K.-W.
