Untersuchung von Interaktionen G-Protein-gekoppelter Rezeptoren am Beispiel des humanen NPY5-Rezeptors mit Hilfe von Reflektometrischer Interferenzspektroskopie

Abstract

G-Protein-gekoppelte Rezeptoren spielen eine wesentliche Rolle bei der Signaltransduktion. Diese in der Zellmembran integrierten Proteine vermitteln eine Vielzahl einlaufender äußerer Signale, so dass die Zelle angemessen auf Veränderungen reagieren kann. Fehlfunktionen signalübertragender G-Proteine tragen zu Krankheiten wie Cholera, Keuchhusten, Krebs, Alzheimer, Parkinson oder Diabetes bei. Medikamente, die auf die Regulation eines bestimmten G-Protein-gekoppelten Rezeptors Einfluß nehmen können, sind daher von großem Interesse. Es wurde hier als Modellsystem für den Nachweis der Interaktionen von GPCRs mit den entsprechenden Targets der NPY-Rezeptor und das Neuropeptid Y, welches zur Familie der Pankreas-Peptide zählt, verwendet. NPY ist das im Gehirn am weitesten verbreitete Neuropeptid. Neben einer Vielzahl von Funktionen, die nicht im Zusammenhang mit der Regulierung der Nahrungsaufnahme stehen, ist es das potenteste orexigene Signal, d.h. es ist das stärkste Appetit-erzeugende Stimulans. Die bei den vorliegenden Messungen verwendete markierungsfreie, optische Transduktionsmethode der Reflektometrischen Interferenzspektroskopie RIfS beruht auf der Mehrfachreflexion von Weißlicht an dünnen Schichten. Aus dem Interferenzmuster der reflektierten Strahlen wird die Änderung der optischen Schichtdicke zeitaufgelöst gemessen und es kann so zum Beispiel die Bindung eines Rezeptors an einen oberflächengebundenen Liganden verfolgt werden. Die Nachweisgrenze dieser Methode liegt bei ca. 3 pg/mm2 Protein und ist somit für die Detektion der Interaktionen von Proteinen geeignet.