Medizinische Universität Graz

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Bibliografische Informationen

Titel

Development, Characterization and Application of a genetically encoded fluorescent sensor for quantifying ATP Dynamics within the Endoplasmic Reticulum

Kurzfassung

Das Endoplasmatische Retikulum (ER) ist eine zentrales Zellorganelle für diverse Zellfunktionen wie beispielsweise Proteinfaltung, posttranslatorische Modifikationen von Eiweißmolekülen, gezielte Selbstzerstörung sowie Proteinsezernierung. Die meisten dieser Vorgänge benötigen ATP Bindung oder Hydrolyse. Im Rahmen dieses Projektes wurde ein genetisch codierter, auf FRET-Technik basierender ATP Fluoreszenzsensor entwickelt, welcher spezifisch im Lumen des ER exprimiert wird. Durch Anwendung dieses Sensors konnte eine inverse Korrelation zwischen der Ca2+ Mobilisierung aus dem ER und dem Anstieg des ATP Levels im ER, welcher unabhängig von der Art der Ca2+ Freisetzung aus dem ER ist, beobachtet werden. Weiters wurde gezeigt, dass der Ca2+ gekoppelte ATP Anstieg im ER hochsensitiv auf die AMP-aktivierte Proteinkinase (AMPK) sowie auf Autophagie ist. Darüber hinaus wurde beobachtet, dass das ER von Krebszellen bei Wegnahme von Substraten der Glykolyse die benötigte Energie bevorzugt aus der Oxidativen Phosphorylierung (OXPHOS) gewinnt. Auch wurde bewiesen, dass eine kontinuierliche ATP Versorgung sichergestellt sein muss, damit das ER seine biologisch Funktion ausüben kann. Dies erfordert ein gut reguliertes ATP Transportsystem im ER. Proteine, welche möglicherweise in den ATP Transport im ER involviert sind, wurden computerunterstützt untersucht. Die physiologische Rolle des ATP Transportes im ER und seine Regulierung kann entscheidend für die Untersuchung von Pathologien wie Proteinmissbildung oder Krebs sein. In weiterer Zukunft können auf diesen Weg auch möglicherweise neue therapeutische Angriffspunkte identifiziert werden.

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Publikationsjahr

2015

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