Untersuchung der Topologie des humanen muskulären Chloridkanals hClC-1

Der Chloridkanal ClC-1 gehört zur Genfamilie der ClC-Kanäle. Er wird fast ausschließlich im Skelettmuskel von Säugetieren exprimiert und ist für die Stabilisierung des Ruhemembranpotentials der Skelettmuskelzellen verantwortlich. Ein Defekt im Gen dieses Kanals ist die Ursache der Muskelerkrankung Myotonia congenita. Im Gegensatz zur physiologischen Funktion ist die Topologie des ClC-1 und die damit eng verbundene Zuordnung von Struktur-Funktions-Beziehungen noch in sehr vielen Bereichen des Kanals ungeklärt. Ziel dieser Arbeit war es deshalb, die extra- bzw. intrazelluläre Lokalisation verschiedener Abschnitte des Kanalproteins zu bestimmen und somit weitere experimentelle Grundlagen für die Erstellung eines Topologiemodells für diesen Kanal zu schaffen. Nachdem es gelungen war, eine molekularbiologische Methode zu etablieren, mit deren Hilfe kurze Aminosäuresequenzen in beliebige Positionen eines Proteins eingebaut werden können, wurde diese zur Insertion sogenannter antigener Epitope benutzt. In einer Immunofluoreszenzfärbung wurde die Lokalisation dieser Epitope und damit auch die Lokalisation der Kanalabschnitte, in die die Epitope eingebaut wurden, bestimmt. In einer elektrophysiologischen Studie gelang es außerdem, drei Cysteine als Bindungsstellen zu identifizieren, die an der Reduktion der hClC-1 Ströme durch extern applizierte Zink-Ionen beteiligt sind. Da die Stromreduktion nur durch extern appliziertes Zink hervorgerufen wird und nicht durch intern appliziertes,müssen diese Kanalabschnitte auf der extrazellulären Seite der Zellmembran lokalisiert sein. Letztendlich konnten insgesamt sechs Regionen des hClC-1 auf der extrazellulären Seite der Zellmembran lokalisiert werden und dadurch konnte ein bestehendes Topologiemodell des hClC-1 in vielen Punkten experimentell gestützt werden