GPCR-Dynamik (mGuR1)

G-protein gekoppelte Rezeptoren (GPCR) sind Membranrezeptoren, die extrazelluläre Reize warnehmen und biochemische Signalkaskaden in der Zelle starten. GPCR reagieren auf eine Vielfalt von Signalen wie z.B. Licht, Geruchsstoffe, Hormone, mechanische Reize und Neurotransmitter. Als größte Rezeptorgruppe (ca. 800 menschliche Gene, ca. 4% des Genoms) sind sie ein wichtiges pharmazeutisches Ziel, jedes 3. Medikament mit bekanntem Ziel wirkt auf einem GPCR.

Unser Interesse gilt der Aktivierungsdynamik ligandeninduzierter GPCRs, die am Beispiel des metabotropen Glutamatrezeptors mGluR1 untersucht wird. mGluR1 reagiert auf den Neurotransmitter Glutamat, spielt eine wichtige Rolle in der Regulation der synaptische Plastizität und beeinflusst dabei z.B. das Lernen.

mGluR1 ist ein Homo-dimer. Die ligandeninduzierten Konformationsänderungen zwischen den beiden Untereinheiten werden mittels FRET unter Verwendung von CFP bzw YFP, die in jeweils eine der Untereinheiten als FRET-Partner eingefügt wurden, verfolgt. Um sehr schnelle Prozesse besser verfolgen zu können, werden Techniken aus dem Bereich der Elektrophysiologie verwendet: kleine Membranfragmente (outside-out Patche) und schnelle piezo-kontrollierte Lösungswechsel. Dadurch wird eine sub-ms Zeitauflösungen, also mehr als eine Größenordnung schneller als gute zellbiologische Methoden, erreicht.