NMR-spektroskopische und biochemische Charakterisierung der Tetramerisierungsdomäne des spannungsgesteuerten Kaliumkanals Kv1.4 und ihrer Interaktionen mit den N- und C-terminalen cytosolischen Domänen des Kanalproteins

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Date:	8 April 2008
Referee:	Hans Robert (Prof. Dr. Dr.) Kalbitzer
Date of exam:	5 February 2007
Institutions:	Biology, Preclinical Medicine > Institut für Biophysik und physikalische Biochemie > Prof. Dr. Dr. Hans Robert Kalbitzer
Keywords:	Kaliumkanal , Spannungskontrollierter Ionenkanal , Rekombinantes Protein , Protein-Protein-Wechselwirkung , Domäne <Biochemie> , NMR-Spektroskopie , Kv1.4 , T1 Domäne , sequentielle Zuordnung , Inaktivierung , voltage gated potassium channel , Kv1.4 , NMR spectroscopy , sequential assignment , T1 domain
Dewey Decimal Classification:	500 Science > 570 Life sciences
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	10668

Abstract (German)

Die Teramerisierungdomäne (T1-Domäne) dient der Ausbildung stabiler und damit funktioneller Tetramere bei spannungsgesteuerten Kaliumkanälen. Darüber hinaus werden regulatorische Funktionen der T1-Domäne im bezug auf den Inaktivierungsmechanismus der Kanäle diskutiert. Ziel dieser Arbeit war die Charakterisierung der T1-Domäne eines spannungsgesteuerten Kaliumkanals der Kv1 Unterfamilie im ...

Abstract (German)

Die Teramerisierungdomäne (T1-Domäne) dient der Ausbildung stabiler und damit funktioneller Tetramere bei spannungsgesteuerten Kaliumkanälen. Darüber hinaus werden regulatorische Funktionen der T1-Domäne im bezug auf den Inaktivierungsmechanismus der Kanäle diskutiert.
Ziel dieser Arbeit war die Charakterisierung der T1-Domäne eines spannungsgesteuerten Kaliumkanals der Kv1 Unterfamilie im Bezug auf ihre Wechselwirkungen mit den weiteren cytosolischen Domänen des Kanalproteins. Nach der Bestimmung geeigneter Pufferbedingungen wurden mehrdimensionale NMR Spektren eines mit stabilen Isotopen markierten, tetrameren Kv1.4 T1-Domänen Konstrukts aufgenommen und die sequentielle Zuordnung des Polypetidrückgrats erstellt.
Mit Hilfe von NMR-Titrationsreihen konnten Interaktionen mit einem Konstrukt des Kv1.4 Inaktivierungspeptids und einem Konstrukt der carboxyterminalen Domäne des Proteins nachgewiesen werden. Dabei ergaben sich auch Hinweise auf mögliche synergistische Effekte der Interaktionspartner. Eine regulatorische Funktion der cytosolischen Domänen im bezug auf den Inaktivierungsmechanismus des Kanals erscheint damit möglich.
Darüber hinaus wurden unter identischen Pufferbedingungen zu den NMR-Experimenten Röntgenbeugungsdaten eines Kv1.3 T1-Domänen Konstrukts aufgenommen, die die Erstellung einer hochaufgelösten Röntgenstruktur ermöglichen.

Translation of the abstract (English)

The Tetramerization (T1) Domain of voltage gated potassium channels (Kv) is involved in the formation of stable and thus functional tetramers of the channel protein. Further regulatory functions connected with the channel�s inactivation mechanism are a currently beeing discussed. The subject of this work is the characterization of the T1-domain of a Kv1 subfamily voltage gated potassium channel ...

Translation of the abstract (English)

The Tetramerization (T1) Domain of voltage gated potassium channels (Kv) is involved in the formation of stable and thus functional tetramers of the channel protein. Further regulatory functions connected with the channel�s inactivation mechanism are a currently beeing discussed.
The subject of this work is the characterization of the T1-domain of a Kv1 subfamily voltage gated potassium channel with respect to its interactions with the other amino- and carboxyterminal domains of the channel protein that are located in the cytosol. After determination of suitable buffer conditions, multidimensional NMR spectra of a stable isotope labeled tetrameric Kv1.4 T1 protein construct were recorded. Based on the NMR data, the sequential assignment of the polypeptide backbone was performed.
By NMR titration experiments it was possible to locate the interaction sites of the T1 domain with the Kv1.4 inactivation peptide of the channel and a construct of the carboxyterminal domain. The data recorded contain hints on synergistic effects of the two interacting channel domains. A regulatory function of the Kv1.4 channel protein domains located in the cytosol therefore seems possible.
In addition to this results X-ray diffraction data of a Kv1.3 T1 domain protein construct was recorded under identical buffer conditions to the NMR experiments. These data promise the calculation of a T1 domain structure at high resolution.

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