Die Serum- und Glukokortikoid induzierbare Kinase und ihre Wirkung auf die Membrantransporter SMIT, PepT2 und BoAT

Abstract

Die Serum- und Glukokortikoid induzierbare Kinase (SGK) ist an der posttranslatorischen Regulation von Membrantransportern und –kanälen beteiligt. Als Serin-/Threonin Kinase interagiert die SGK über Phosphorylierung mit ihren Zielproteinen. Neben Serum und Glukokortikoiden wird die SGK durch weitere Faktoren, wie die hyperosmolare Zellschrumpfung, in ihrer Expression stimuliert. Die Zellvolumen-Sensitivität der SGK legt die Vermutung nahe, dass die SGK mit Osmolyttransportern in Interaktion treten könnte. Ein solcher potentieller Osmolyttransporter ist der Myo-Inositol-Transporter SMIT (SLC5A3).

Betrachtet man die Gewebeverteilung der SGK so fällt auf, dass sie in erstaunlich hoher Expression innerhalb der Dünndarmmukosa und des Tubulussystems der Niere lokalisiert ist. Zwei potentielle Membrantransporter, die innerhalb dieser Gewebe durch die SGK reguliert werden könnten, sind der protonenabhängige Oligopeptid-Transporter PepT2 (SLC15A2) und der Aminosäure-Transporter BoAT (SLC6A19). Beide Transporter weisen zudem eine SGK-Phosphorylierungsstelle auf.

Ziel dieser Dissertation war es, Aussagen über die posttranslatorische Regulation der Membrantransporter SMIT, PepT2 und BoAT durch die SGK treffen zu können. Die Oozyten des afrikanischen Krallenfrosches Xenopus laevis dienten als heterologes Expressionssystem der cRNA von SMIT, PepT2, BoAT und der SGK. Durch elektrophysiologische Messungen mit der Zwei-Elektroden-Spannungsklemme konnte gezeigt werden, dass alle drei Transporter durch die SGK in ihrer Expression stimuliert werden. Bei PepT2 und BoAT konnte zusätzlich die direkte Phosphorylierung durch die SGK nachgewiesen werden. Die kinetischen Eigenschaften der drei Transporter wurden durch die SGK nicht verändert. Über Versuche mit Brefeldin A konnte gezeigt werden, dass die SGK die Membrantransporter in der Zellmembran stabilisiert und dadurch für eine erhöhte Transporterdichte in der Zellmembran sorgt.

Die vorliegende Arbeit zeigt, dass die SGK sowohl bei der Zellvolumenregulation (SMIT1) als auch bei Rückresorptionsvorgängen von Di- und Tripeptiden im Tubulussystem der Niere (PepT2) und bei der intestinalen und renalen Aminosäureaufnahme (BoAT) eine entscheidende Rolle einnimmt.

The serum- and glucocorticoid inducable kinase is involved in the post-translational regulation of membrane carriers. As a serin-/threonin kinase the SGK interacts with SMIT, PepT2 and BoAT. The aim of this study was to detect how the SGK regulates SMIT, PepT2 and BoAT.