Der Sodium-dependent Organic Anion Transporter SOAT : Gewebeexpression, vergleichende funktionelle Charakterisierung und Generierung einer 3D-QSAR Pharmakophore
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Zusammenfassung
Die physiologische Rolle des humanen SOAT (SLC10A6), welcher sulfatierte Steroidhormone wie DHEAS, E1S und PREGS transportiert und im Hoden stark exprimiert wird, ist derzeit noch unklar. Zur Aufklärung ist daher die Generierung einer Knockout-Maus angedacht, weshalb der Soat der Maus (mSoat) kloniert und funktionell charakterisiert wurde, um eine Übertragbarkeit der erhaltenen Ergebnisse auf den Mensch zu gewährleisten. Die Resultate der quantitativen RT-PCR zeigten eine sehr hohe mSoat-Expression in der Lunge und eine hohe Expression in Hoden und Haut. Immunhistochemische Untersuchungen führten zu einer spezifischen Anfärbung der Bronchialepithelzellen in der Lunge, der pachytänen primären Spermatozyten im Hoden, der Epidermis der Haut und dem Urothel der Blase. Aufnahmeversuche an stabil transfizierten mSoat-HEK293-Zellen zeigten dasselbe Substratspekt-rum des humanen SOAT; die Bestimmung der Michaelis-Menten Kinetiken ließ jedoch eine deutliche Präferenz des mSoat zum PREGS als Substrat erkennen. Zusammengefasst kann der Soat der Maus, trotz Unterschieden in der Genexpression und den Transportaffinitäten, als homologer Transporter des humanen SOAT angesehen werden. Durch eine RACE-PCR wurde die Soat-Sequenz vom Schwein bestimmt (susSoat). Ein Aminosäurevergleich weist eine höhere Sequenzidentität des humanen SOAT zum susSoat (82,2 %) als zum mSoat (71 %) auf. Durch quantitative RT-PCR konnte eine 465-fache Erhöhung der susSoat-Expression im Hoden eines 250 Tage alten geschlechtsreifen Schweins gegenüber dem Hoden eines präpubertären 50 Tage alten Schweins festgestellt werden. In Verbindung mit der dargestellten Proteinexpression in pachytänen primären Spermatozyten bei der Maus spricht dies für eine Rolle von SOAT im Hoden ab der Pubertät. Zwei weitere wichtige Mitglieder der SLC10-Famile, zu der auch SOAT zählt, weisen eine wichtige Rolle in der Aufrechterhaltung des enterohepatischen Kreislauf der Gallensäuren zwischen Leber und Dünndarm auf, der ASBT und der NTCP. Trotz der hohen phylogenetischen Verwandtschaft zum SOAT zeigen sich deutliche Unterschiede in der Substratspezifität. Während NTCP sowohl sulfatierte Steroidhormone als auch Gallensäuren und glukuronidiertes Estron transportiert, erkennt ASBT nur Gallensäuren als Substrat, SOAT dagegen nur sulfatierte Steroidhormone. Erstmals konnte jedoch ein Substrat für alle drei Transporter entdeckt werden, das Taurolithocholat (TLC); demnach müssen bei der Substraterkennung die Bindungsstellen Gemeinsamkeiten aufweisen. Sowohl DHEAS als auch TLC wurden vom SOAT als Substrat erkannt; eine Erklärung hierfür wäre, dass bei einer Überlagerung der beiden Substrate die räumlichen Strukturen der Sulfat- bzw. Sulfongruppe annähernd passend übereinander gelegt werden können. Lithocholat, unkonjugierte Steroide und glukuronidiertes Estradiol wurden von keinem der drei Transporter aufgenommen.Zur Generierung eines SOAT-Pharmakophormodells wurden mehr als 100 Substanzen auf ihre Inhibition der DHEAS-Aufnahme in SOAT-HEK293-Zellen überprüft. Die 3D-QSAR SO-AT-Pharmakophore, berechnet durch den Catalyst Algorithmus, besteht aus fünf charakteristischen Bereichen. Taurolithocholat-3-sulfat, ein potenter Inhibitor des SOAT-Transports, erfüllt alle fünf dieser Kriterien: a) drei hydrophobe Bereiche, eine am A-Ring und zwei an den Methylgruppen an Position 18 und 21 des Gallensäuregerüsts; b) die Sulfatgruppe an Position 3 und die Sulfongruppe des Taurins fungieren als Wasserstoffbrückenakzeptoren. Zu den bereits existierenden Pharmakophormodellen des ASBT und NTCP konnten so Gemeinsamkeiten, aber auch spezifische Unterschiede festgestellt werden. Ingesamt achtzehn Substanzen, darunter Testosteron und Progesteron, führten zu einer konzentrationsabhängigen Stimulierung des SOAT-Transports von DHEAS. Eine physiologische Rolle der Stimulation ist möglich, da z.B. reichlich Testosteron im Hoden produziert wird und eine hohe Expression von SOAT im Hoden demonstriert wurde. So könnte mit Beginn der Pubertät eine Stimulation der DHEAS-Aufnahme durch Testosteron zu einer erhöhten Bereitstellung von DHEAS in der Zelle führen. Durch eine erhöhte Synthese von Testosteron aus DHEAS könnte auf diese Weise ein stimulierender Kreislauf entstehen.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
Beschreibung
Anmerkungen
Erstpublikation in
Giessen : VVB Laufersweiler