Titelaufnahme

Titel
A conserved threonine in the amino terminal plays a key role in determining monoamine neurotransmitter transporter function / eingereicht von Stefan Hartwig Dallinger
VerfasserDallinger, Stefan Hartwig
Begutachter / BegutachterinSitte, Harald ; Todt, Hannes
Erschienen2010
Umfang100 S. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Med. Univ., Diss., 2010
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
Quelle der Aufnahme
erschienen im Journal of Biological Chemistry, 2010 Apr 2;285(14):10924-38. Epub 2010 Jan 29.
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Neurotransmitter / Transporter / Monoamino / Serotonin / reverser Transport / Efflux / Amphetamin / Aminoterminus / Oozyt / Fluoreszenzmikroskopie
Schlagwörter (EN)neurotransmitter / transporter / monoamine / serotonin / reverse transport / efflux / amphetamine / amino terminal / oocyte / fluorescence microscopy
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-8154 Persistent Identifier (URN)
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A conserved threonine in the amino terminal plays a key role in determining monoamine neurotransmitter transporter function [2.08 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Die Monoamintransmittertransporter-Familie, welche die Transporter für Noradrenalin (NET), Dopamin (DAT) und Serotonin (SERT) beinhaltet, gehört zu der Familie von Transportproteinen deren Funktion von Natrium und Chlorid abhängig ist (neurotransmitter:sodium symporters; NSS). Die gemeinsame Aufgabe von NET, DAT und SERT ist es Monoamine vom synaptischen Spalt aufzunehmen und eine schnelle Beendigung der Reizüberleitung durch Neurotransmitter zu gewährleisten.

Drogen wie Amphetamin führen zu erhöhten Konzentrationen von Serotonin im synaptischen Spalt durch nicht-exocytotische Freisetzung von Monoaminen über den Monoaminetransporter. Die funktionellen Details dieses Vorgangs sind immer noch Gegenstand der Forschung. Amphetamin und seine zahlreichen Derivate werden häufig unter der Bezeichnung "Amphetamine" zusammengefasst. Die am häufigsten missbräuchlich verwendeten Substanzen dieser Gruppe sind Amphetamin, Methamphetamin und MDMA (3,4-Methylendioxy-N-methylamphetamin oder Ecstasy).

Nach der erfolgreichen Klonierung von NET, DAT und SERT in den frühen 90ern hat unser Verständnis der Zusammenhänge zwischen Struktur und Funktion dieser Proteine äußerst zugenommen. Im Jahr 2005 wurde der Leucin-Transporter des Bakteriums Aquifex aeolicus erfolgreich kristallographisch dargestellt - ein bakterielles Homolog der Monoamintransmittertransporter. All diese Transporter haben eine große gemeinsame Anzahl an konservierten Aminosäuren. Die Monoamintransmittertransporter sind Proteine mit zwölf transmembran Domänen und intrazellulären Amino- und Carboxyltermini. Ein interessantes Merkmal von allen Monoamintransmittertransportern ist das Vorhandensein von mehreren Phosphorylierungsstellen durch Protein Kinase C (PKC).

Wir untersuchten die funktionelle Bedeutung des Aminoterminus für die Amphetamin induzierte, nicht-exozytotische Freisetzung von Substrat.

Dabei lag unser Fokus auf einem hochkonservierten Threonin and der Stelle 81 des Serotonin Rückaufnahmetransporters. Diese Aminosäure war eine vermutete Phosphorylierungsstelle durch PKC. Unsere Ergebnisse deuten auf eine neue Rolle des Aminoterminus hin:

Der Aminoterminus besitzt die Funktion eines Hebels, der nicht-exozytotische Freisetzung durch ein benachbartes Monoamintransmittertransporter Molekül hervorrufen kann. Das entsprechende Model wurde "oligomer-based counter-transport model" genannt.

Zusammenfassung (Englisch)

The monoamine neurotransmitter transporter family, which includes the transporters for noradrenaline (NET), dopamine (DAT) and serotonin (5-hydroxytryptamine; termed SERT or 5-HTT), belongs to the neurotransmitter-sodium-symporters (NSS) (Busch and Saier 2002). A common function of NET, DAT and SERT is to take up monoamines from the synaptic cleft to achieve rapid and controlled termination of neurotransmission. Drugs of abuse such as amphetamine lead to an increased concentration of serotonin in the synaptic cleft by mediating non-exocytotic serotonin efflux via NSS. The functional details of this reverse transport still remain enigmatic. Amphetamine and its various derivatives are psychostimulants and often referred to as "amphetamines". The most abused substances are amphetamine, methamphetamine and MDMA (3,4-Methylendioxy-N-methylamphetamin or ecstasy). Following the cloning of the NET, DAT and SERT in the early 1990s, our understanding of the structure-function relationships of these transporters has enormously grown. In 2005, the leucine transporter of Aquifex aeolicus was crystallized - a bacterial homologue of NSS-family members. These transporters share a great number of conserved amino acids. NSS are proteins of twelve putative transmembrane domains with intracellular amino and carboxyl termini. An interesting feature of all NSS is the presence of multiple consensus sites for phosphorylation by protein kinase C (PKC).

We explored the functional importance of the N-terminus in amphetamine-induced, non-exocytotic release focusing on a highly conserved threonine residue at position 81 in SERT, a likely candidate for phosphorylation by PKC. Our findings suggest a novel role for the N-terminus as a lever that sustains reverse transport through an adjacent transporter moiety in an oligomer-based counter-transport model.