Der Oxytocin-Rezeptor und seine Cholesterin-Abhängigkeit
Oxytocin ist ein aus neun Aminosäuren bestehendes Neurohypophysenhormon, das nach Bindung an den Oxytocin-Rezeptor eine Vielzahl physiologischer (peripherer und zentraler) Antworten auslösen kann. Zu den bekanntesten peripheren Wirkungen des Oxytocins gehören die Kontraktion der glatten Muskulatur des Myometriums (Wehen-auslösend) und des Myoepithels der Brust (Bruststillreflex) (siehe Übersichtsartikel). Der Oxytocin-Rezeptor gehört zur Familie der G-Protein gekoppelten Rezeptoren. Die nach Bindung des Oxytocins ausgelöste Signaltransduktion wird vor allem über Gq vermittelt und umfasst die Aktivierung der Phospholipase Cß mit nachgeschalteter Erhöhung der intrazellulären Calcium-Konzentration. Eine Besonderheit des Oxytocin-Rezeptors ist, daß er nur in Gegenwart von ausreichend hohem Cholesterin seine Liganden hochaffin binden kann. Cholesterin hat u.a. eine stabilisierende Funktion für den Oxytocin-Rezeptor. Dies und einige weitere Befunde sprechen für eine direkte Interaktion von Cholesterinmolekülen mit dem Rezeptor. Neuere Studien legen nahe, daß auch viele andere GPCRs der Rhodopsin-Klasse mit Cholesterin assoziiert vorliegen. Somit kann der Oxytocin-Rezeptor als ein Prototyp Cholesterin-abhängiger GPCRs betrachtet werden.

Synthese fluoreszierender Cholesterin-Analoge
Cholesterin ist ein multifunktionelles Lipid und ein Hauptbestandteil in der Plasmamembran höherer eukaryontischer Zellen. Die intrazelluläre Cholesterin-Konzentration unterliegt einer strengen homöostatischen Kontrolle. Trotz jahrzehntelanger Untersuchungen sind die Transport- und Verteilungsmechanismen des Cholesterins in der Zelle noch weitgehend ungeklärt. Wir haben neue fluoreszierende Cholesterin-Analoga synthetisiert, mit deren Hilfe wir die intra- und interzellulären Transportwege des Cholesterins genauer studieren können. Unter diesen Cholesterin-Analoga war 6-Dansylcholestanol (DChol) das bisher am besten geeignetste. So konnten wir zum Beispiel an CHO Zellen zeigen, daß DChol mit der gleichen Geschwindigkeit wie tritiiertes Cholesterin verestert wird (Wiegand et al., 2003) (PubMed). Das in Form wasserlöslicher Cyclodextrin-Komplexe angebotene DChol transloziert in einem Energie-unabhängigen Weg von der Plasmamembran zum Endoplasmatischen Retikulum (ER) / Golgi. Die Kinetik dieses Transportprozesses ist abhängig vom Zelltyp. Durch ein im ER lokalisiertes Enzym (Acyl-CoA Cholesterol Acyltransferase, = ACAT) wird DChol schließlich verestert und in Lipidtröpfchen abgelagert. Die Dynamik des intrazellulären Cholesterintransports erforschen wir.

Mitarbeiter:
Anja Fries (Diplom, seit 2009)
Barbara Knapp (Diplom 2009)
Conny Trossen (Diplom 2003, Doktorandin)
Sabine Brauer (Diplom 2008)
Ulla Faust (Diplom 2008)
Anne Crombe (Diplom 2007)
Svetlana Usanova (Diplom 2005)
Volker Wiegand (Doktorand, Dissertation 2002)
Julian Reitz (Doktorand, Dissertation 2001)