Analysis of metabolic pathways controlling cAMP-regulated aquaporin-2 trafficking in renal principal cells [article]

Maike Schulz, Enno Klußmann, Technische Universität Berlin, Technische Universität Berlin
2018
Die cAMP-abhängige Serin/Threonin Proteinkinase A (PKA) ist ubiquitär exprimiert und der Haupteffektor des sekundären Signalmoleküls cAMP. Die Bindung von cAMP an die regulatorischen Untereinheiten von PKA bewirkt eine Konformationsänderung, durch die sich die katalytischen Untereinheiten vom Holoenzym lösen und Zielproteine phosphorylieren. A-Kinase Ankerproteine (AKAP) halten PKA in definierten Zellkompartimenten und ermöglichen so die räumliche und zeitliche Kontrolle der Phosphorylierung.
more » ... Phosphorylierung. Etwa 50 verschiedene, zum Teil zelltyp-spezifische AKAPs wurden bislang beschrieben. Klassische AKAPs binden PKA durch ein Motiv hydrophober Aminosäuren, das kürzlich von unserer Arbeitsgruppe um polare Ankerpunkte erweitert wurde. In dieser Doktorarbeit wird gezeigt, dass diese Ankerpunkte entscheidend für die Binding von regulatorischen Untereinheiten der PKA sind. Ein detailliertes Bild der AKAP-PKA Interaktion ist für die Entwicklung AKAP-spezifischer Pharmazeutika von großer Bedeutung. Ein Signalweg, der die Kontrolle der PKA-Aktivität durch AKAPs benötigt, ist die vom antidiuretischen Hormon Arginin-Vasopressin (AVP) regulierte Rückresorption von Wasser aus dem Primärharn im Sammelrohr der Niere. Die Binding von AVP an seinen von renalen Prinzipalzellen exprimierten Rezeptor bewirkt die Erhöhung des intrazellulären cAMP-Spiegels, die Aktivierung von PKA und die dadurch induzierte Umverteilung von AQP2-haltigen Vesikeln in die Plasmamembran. Der Einbau von AQP2 in die Plasmamembran erhöht die Wasserdurchlässigkeit des distalen Bereichs des Nephrons und trägt so zur Feinregulation des Wasserhaushalts bei. Die der AQP2-Umverteilung zugrunde liegenden Signalwege sind noch nicht in vollem Umfang untersucht und vor allem Untersuchungen zur metabolischen Regulation des Vesikeltransports fehlen gänzlich. Die für diese Doktorarbeit durchgeführte Metabolomanalyse von primär isolierten Zellen aus dem renalen Sammelrohr der Ratte, IMCD Zellen, zeigt, dass die Stimulierung mit AVP keine substanziellen Änderungen der zellulären Sto [...]
doi:10.14279/depositonce-7388 fatcat:cljxqxtbnzgvllsmbxfeefdq44