Doreen [verh: Korb] Fetting

• The voltage –gated calcium channel, Cav1.2, and the plasma membrane calcium ATPase, PMCA4b, play important roles in excitable and non-excitable cells. The central function of Cav1.2 is to regulate the calcium entry into cells upon depolarization, while PMCA4b is responsible for calcium extrusion and has an influence on cellular calcium homeostasis. Both proteins control fundamental functions in the heart and brain, but the specific functions and the precise mechanisms are still investigated. In order to identify new interaction partners thatThe voltage –gated calcium channel, Cav1.2, and the plasma membrane calcium ATPase, PMCA4b, play important roles in excitable and non-excitable cells. The central function of Cav1.2 is to regulate the calcium entry into cells upon depolarization, while PMCA4b is responsible for calcium extrusion and has an influence on cellular calcium homeostasis. Both proteins control fundamental functions in the heart and brain, but the specific functions and the precise mechanisms are still investigated. In order to identify new interaction partners that may regulate the activities of the Cav1.2 and the PMCA4b, we used three independent assays and co-localization studies. The assays, which were used are PDZ domain arrays (testing 124 different PDZ domains), GST pull-downs, and conventional immunoprecipitation assays. In the PDZ arrays, strongest interactions with Cav1.2 and PMCA4b were found for the PDZ domains of MAST-205, MAGI-1, MAGI-2, MAGI-3, and ZO-1. Additionally, we established interactions between Cav1.2 and the PDZ domains of NHERF1/2, Mint-2, and CASK. PMCA4b was observed to interact with Mint-2, and its interactions with Chapsyn-110 and CASK were confirmed. Furthermore, we validated interaction of Cav1.2 and PMCA4b with NHERF1, CASK, MAST-205 and MAGI-3 via immunoprecipitation. We also demonstrated direct interaction of the C-terminus of Cav1.2 and the PDZ domain of nNOS. We assumed that nNOS overexpression would reduce Ca2+ influx through Cav1.2. To address this question, we measured Ca2+ currents in stably transfected HEK 293 cells expressing the Cav1.2 (α1b and β2a subunit of the smooth muscle L-type calcium channel) and nNOS. It has been shown that NO modulates ion channel activity by nitrosylation of sulfhydryl groups on the channel protein. So we propose that the interaction between the C-terminus of Cav1.2 and the PDZ domain of nNOS inhibits the currents by an S-nitrosylation of the channel protein. All these interactions connect both proteins to signaling networks involved in signal transmission, cell adhesion, and apoptosis, which may help provide new hints about the physiological functions of Cav1.2 and PMCA4b in intra- and intercellular signaling.…
• Der spannungsabhängige Calcium-Kanal, Cav1.2, und die Plasmamembran Calcium ATPase, PMCA4b, spielen eine wichtige Rolle in erregbaren und nicht-erregbaren Zellen. Der Cav1.2 Kanal reguliert den Calciumeintritt in die Zelle nach einer Depolarisation, während die PMCA4b für den Calciumausstrom und für die Calcium-Homöostase verantwortlich ist. Beide Proteine haben einen grossen Einfluss auf die Funktionen von Herz und Gehirn, aber die genauen Aufgaben und spezifischen Mechanismen, sind noch nicht geklärt. In dieser Arbeit benutzten wir dreiDer spannungsabhängige Calcium-Kanal, Cav1.2, und die Plasmamembran Calcium ATPase, PMCA4b, spielen eine wichtige Rolle in erregbaren und nicht-erregbaren Zellen. Der Cav1.2 Kanal reguliert den Calciumeintritt in die Zelle nach einer Depolarisation, während die PMCA4b für den Calciumausstrom und für die Calcium-Homöostase verantwortlich ist. Beide Proteine haben einen grossen Einfluss auf die Funktionen von Herz und Gehirn, aber die genauen Aufgaben und spezifischen Mechanismen, sind noch nicht geklärt. In dieser Arbeit benutzten wir drei unabhängige Assays und Kolokalisationen, um Interaktionspartner von Cav1.2 und PMCA4b zu identifizieren, welche möglicherweise die Aktivitäten von Cav1.2 und PMCA4b regulieren. Die Assays, die wir benutzten waren PDZ Domain Arrays (getestet wurden 124 unterschiedliche PDZ Domänen), GST Pull Downs und konventionelle Immunopräzipitationen. Die Ergebnisse des PDZ Arrays zeigten, dass die PDZ Liganden Cav1.2 und PMCA4b stark mit den PDZ Domänen von MAST-205, MAGI-1, MAGI-2, MAGI-3 und ZO-1 interagierten. Zusätzlich, konnten wir Interaktionen zwischen Cav1.2 und den PDZ Domänen von NHERF1/2, Mint-2 und CASK nachweisen. Es wurde beobachtet, dass PMCA4b mit dem PDZ Protein Mint-2 ein starkes Signal auf der Membran zeigte. Andere Interaktionen von PMCA4b und PDZ Proteinen, konnten durch unseren PDZ Domain Array bestätigt werden (z.B. Chapsyn-110 und CASK). Weiterhin untersuchten wir die Interaktionspartner (NHERF1, CASK, MAST-205 und MAGI-3) von Cav1.2 und PMCA4b durch Immunopräzipitationen genauer. Ein sehr interessantes PDZ Protein, welches wir durch alle drei unabhängigen Assays bestätigen konnten, war nNOS. Schuh et al. konnte schon 2001 zeigen, dass die PDZ Domäne von nNOS mit der PMCA4b interagiert. In der vorliegenden Arbeit konnten wir eine direkte Interaktion des C-terminus von Cav1.2 und dem PDZ Protein nNOS nachweisen. Wir fomulierten eine Hypothese, die lautete, dass eine nNOS Überexpression den Calcium-Einstrom durch den Cav1.2 Kanal reduziert. Um diese Hypothese zu bestätigen wurden Calcium-Ströme in stabil transfizierten HEK 293 Zellen gemessen. Diese HEK 293 Zellen waren stabil transfiziert mit der α1b und β2a Untereinheit des L-type Calcium Kanals und mit nNOS. Es konnte in anderen Studien gezeigt werden, dass NO die Ionenkanal-Aktivität durch Nitrosylierung von Sulfhydryl-Gruppen an den Kanal-Proteinen moduliert. Wir denken, dass die Interaktion zwischen dem C-terminus von Cav1.2 und dem PDZ Protein nNOS, die Calcium-Ströme durch eine S-Nitrosylierung von Cav1.2 inhibiert. Durch all diese Interaktionen wird klar, dass Cav1.2 und PMCA4b eine wichtige Rolle spielen im signalen Netzwerk, in der zellulären Erregung, in Zelladhäsion und Apoptose. Und das wiederum gibt Aufschluss über die physiologischen Funktionen von Cav1.2 und PMCA4b in intra- und interzellulären Signalen.…