Ionen-, cGMP- und spannungsabhängiges Schaltverhalten von CNGA1-Kanälen

CNGA1-Kanäle, homomere nichtselektive ligandengesteuerte Kationenkanäle, die durch die Bindung zyklischer Nukleotide (z.B. cGMP, cAMP) aktiviert werden, wurden mit Hilfe elektrophysiologischer Methoden (Patch clamp) sowohl auf makroskopischer Ebene als auch auf Einzelkanalebene untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass K⁺-Ionen und Na⁺-Ionen das Schaltverhalten des CNGA1-Kanals unterschiedlich beeinflussen, indem K⁺-Ionen im Vergleich zu Na⁺-Ionen die Kanalpore stabilisieren. Ein ähnlicher, aber nicht identischer, stabilisierender Effekt konnte durch hohe cGMP-Konzentration im Vergleich zu geringen cGMP-Konzentrationen bzw. durch positive Spannungen im Vergleich zu negativen Spannungen festgestellt werden. Diese Stabilisierung wurde u.a. durch den eingeführten Flexibilitätsparamter p, der auf der Variabilität der Einzelkanalamplituden beruht, quantifiziert. Alle Befunde werden an einem Monod-Wyman-Changeux-Modell diskutiert. Die Ergebnisse dienen dem besseren Verständnis des komplexen Schaltverhaltens von CNG-Kanälen.