PORTFOLIO

Ziel des Projektes ist die Identifizierung von Aminosäuren, die an der Bindung der Na- und Pi-Ionen beteiligt sind, die Identifizierung des Transportweges durch den Kotransporter und die Identifizierung der Konformationsänderung des Transporters nach Bindung des Substrates und während/nach Translokation. Dazu werden zwei neue Techniken etabliert: 1) ,Cut-open Oozyten’-Elektrophysiologie; 2) Fluoreszenz-Messungen zur Analyse von Konformationsänderungen.

Die Gebert Rüf Stiftung ermöglicht die Einführung/Entwicklung von neuen Methoden zur Analyse von Natrium-gekoppelten Transportsystemen. Am Beispiel von Natrium/Phosphat-Kotransportsystemen aus Niere und Darm können die einzelnen Transportschritte charakterisiert werden.

Die zwei Techniken wurden etabliert. 1) Mit der 'Cut-open Oozyten-Elektrophysiologie' konnten wir hoch auflösende Messungen an Oozyten durchführen und Ströme bzw. Membranpotentialänderungen, die mit der Transportleistung von exprimierten Transportsystemen verbunden sind, ableiten. Die Verbesserung des intrazellulären Perfusionssystems erfolgt durch ein neues Kammer/Perfusionssystem. 2) Nach der erfolgreichen Zusammenstellung und Inbetriebnahme von neuen optischen und elektrischen Messkomponenten zur Messung der Fluoreszenz von entsprechend markierten und in Oozyten exprimierten Transportsystemen, haben wir zwei neue Struktur-Funktionseinblicke bekommen: (1) Identifikation eines elektroneutralen Natrium-Bindungsschritts und Hinweise, dass zwei Natrium-Ionen mit dem Transporter vor der Phosphat-Bindung interagieren, auch für den elektroneutralen Transporter (NaPi-IIc), und (2) Hinweise für die komplementären „Bewegungen“ der zwei Hälften des Transporters während des Transportzyklus. Diese Befunde haben wir erfolgreich in renomierten Fachzeitschriften veröffentlicht.

Bacconi, A., Virkki, L.V., Biber, J., Murer, H., and Forster, I.C. (2005) Renouncing electroneutrality is not free of charge: switching on electrogenicity in a Na+-coupled phosphate cotransporter. PNAS. 102:12606-11
Virkki, L.V., Forster, I.C. Bacconi, A., Biber, J., and Murer. H. (2005) Functionally important residues in the predicted 3rd transmembrane domain of the type IIa sodium-phosphate cotransporter (NaPi-IIa). J. Membr. Biol. 206:227-238
Virkki, L.V., Forster, I.C., Biber, J. and Murer, H. (2005) Substrate interactions in the human type IIa sodium-phosphate cotransporter. Am J. Physiol Renal Physiol. 288:F969-F981
Forster, I.C., Virkki, L.V., Bossi, E., Murer, H., and Biber, J. (2006). Electrogenic kinetics of a mammalian intestinal type IIb Na+/Pi cotransporter. J. Membr. Biol. 212:177-190
Virkki, L.V., Murer, H. and Forster, I.C. (2006a) Voltage clamp fluorometric
measurements on a type IIb Na+-coupled Pi cotransporter: shedding light on substrate binding order. J. Gen Physiol. 127:539-555.
Virkki, L.V., Murer, H. and Forster, I.C. (2006b) Mapping conformational changes of a type IIb Na+/Pi cotransporter by voltage clamp fluorometry. J. Biol. Chem. 281:28837-28849
Forster, I. (2007) Natrium-Phosphat-Kotransporter:Einblick in seinem Mechanismus. Nephro News, Sept. 51-53.
Virkki, L.V., Biber, J., Murer, H and Forster, I.C. (2007) Phosphate carriers: A tale of two Amer J. Physiol-renal 293: 643-654.
Andrini, O., Ghezzi, C., Murer, H., and Forster, I.C. (2008) The leak mode of type II Na+-Pi cotransporters. Channels 2 (5): 346-357.
Ghezzi, C., Murer, H., and Forster, I.C. +(2009) Substrate interactions of the electroneutral Na+-coupled inorganic phosphate cotransporter NaPi-IIc. J. Physiol. In the press.

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