Der aus drei Untereinheiten (abg oder dbg) zusammengesetzte epitheliale Na+-Kanal (ENaC) wird sowohl in epithelialen als auch nicht-epithelialen Zellen exprimiert. Seine Aktivität wird u.a. durch Scherkraft (SK) reguliert, die z.B. durch den Fluss des Primärharns in der Niere oder den Blutstrom entsteht. Obwohl die Mechanosensitivität des ENaC damit für essentielle physiologische Prozesse wie die Blutdruckregulation von Bedeutung sein könnte, ist der molekulare Mechanismus der SK-Detektion bisher unbekannt. Die Aufklärung dieses Mechanismus war Gegenstand der vorliegenden Dissertation. Die Untersuchungen basierten auf der Hypothese, dass die großen Extrazellulären Domänen der ENaC-Untereinheiten innerhalb der Extrazellulären Matrix (EZM) verankert sind. Sollte solch eine Verankerung für die SK-Detektion des ENaC notwendig sein, müsste sowohl der Abbau der EZM, als auch der Verlust der Anknüpfungsstellen zwischen ENaC und EZM zu einer reduzierten SK-vermittelten Aktivierung des ENaC im Vergleich zur Kontrolle führen. Um dies zu überprüfen, wurden der humane abg- und dbgENaC heterolog in Oozyten des Xenopus laevis exprimiert, SK in physiologisch relevanten Größenordnungen (von 0,001 bis 1,3 dyn/cm2) ausgesetzt und der daraus resultierende Anstieg des ENaC-vermittelten Stromes (SK-Effekt) mittels der TEVC-Technik bestimmt. Beide Kanäle wurden durch SK repetitiv und dosisabhängig aktiviert. Der SK-Effekt des abgENaC war jedoch - bei gleicher SK-Rate - deutlich stärker und konträr zum SK-Effekt des dbgENaC vollständig reversibel. Um die Beteiligung der EZM an der SK-Detektion zu untersuchen, wurde diese mechanisch (Devitellinisierung) und/oder enzymatisch (Elastase, bzw. Hyaluronidase) abgebaut. Der Abbau der EZM wurde mittels Rasterelektronenmikroskopie überprüft und der SK-Effekt des in diesen Oozyten exprimierten ENaC mit demjenigen in unbehandelten (Kontroll)-Oozyten verglichen. Während weder eine Beteiligung der Vitellinhülle, noch von Elastin am SK-Effekt nachgewiesen werden konnte, verringerte sowohl eine Inkubation devitellinisierter Oozyten in Hyaluronidase, als auch dessen akute Zugabe den SK-Effekt des abgENaC. Hyaluronidase induzierte zudem eine unmittelbare Abnahme des ENaC-vermittelten Stromes, welche mutmaßlich auf den Abbau von EZM-Komponenten und damit den Verlust der SK-vermittelten Aktivierung zurückzuführen war. So wurde erstmals eine Beteiligung der EZM an der SK-Detektion des abgENaC nachgewiesen. Eine identische Behandlung dbgENaC-exprimierender Oozyten mit Hyaluronidase beeinflusste den SK-Effekt dieses Kanals nicht. Dies implizierte, dass potentielle Verknüpfungen des ENaC zur EZM in der a-, bzw. d-Untereinheit lokalisiert sein müssten (da b und g jeweils identisch waren). Um Verknüpfungspunkte der a-, bzw. d-Untereinheit zur EZM zu lokalisieren, wurden mutmaßlich glykosylierte Asparagine, die über angehängte Zuckerketten eine Verbindung zur EZM aufbauen könnten, via zielgerichteter Mutagenese durch Alanine substituiert. Diese Asparagin-Mutanten wurden (mit b und g) in Oozyten exprimiert und ihr SK-Effekt mit demjenigen des jeweiligen Wildtyp-ENaC (Wt) verglichen. Für die d-Untereinheit konnte so keine für die SK-Detektion notwendige Verbindung zur EZM nachgewiesen werden. Demgegenüber wurden innerhalb der a-Untereinheit zwei Asparagine (N312 und N511) identifiziert, die über ihre Glykosylierung eine für die SK-Detektion notwendige Verknüpfung zur EZM ausbilden, da der SK-Effekt der Einzel-Mutanten im Vergleich zum Wt signifikant vermindert und bei gleichzeitiger Mutation beider Asparagine (Doppel-Mutante aN312+511Abg) weiter reduziert war. Der reduzierte Glykosylierungsstatus der Asparagin-Mutanten wurde mittels Western Blot nachgewiesen, die genaue Position und Orientierung der Asparagine innerhalb der Proteinstruktur via Homologie-Modelling visualisiert. Mittels Einzelkanal-Ableitungen wurde gezeigt, dass die reduzierte Glykosylierung der Doppel-Mutante die Einzelkanaleigenschaften (Leitfähigkeit, Strom-Amplituden bzw. Offenwahrscheinlichkeit) nicht beeinflusste. Auch eine beeinträchtigte Expression der Doppelmutante konnte ausgeschlossen werden, da sich die Höhe des ENaC-vermittelten Stromes in Abwesenheit von SK nicht von dem des Wt unterschied und so auf eine vergleichbare Anzahl aktiver Kanäle hindeutete. Zusammenfassend konnte in der vorliegenden Arbeit gezeigt werden, dass sowohl abg- als auch dbgENaC mechanosensitive Kanäle bilden, die SK-vermittelte Aktivierung des dbgENaC jedoch vermutlich nicht über eine Verknüpfung der d-Untereinheit mit der EZM erfolgt. Für den abgENaC konnte hingegen nicht nur die zentrale Bedeutung der EZM in Bezug auf die Mechanosensitivität des Kanals, sondern auch die detaillierte Lokalisation der Verbindungsstellen zwischen a-Untereinheit und EZM nachgewiesen werden. Auf diese Weise konnte erstmals der molekulare Mechanismus der SK-Detektion des abgENaC - zumindest im Xenopus Expressionsmodell - identifiziert und charakterisiert werden.
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