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Manche Membranproteine, zu denen auch einige Ionenkanäle gehören, können einer sogenannten Dualen Sortierung (dual targeting) unterliegen. Dieses Phänomen beschreibt einen zellulären Sortierungsprozess, bei dem Isoproteine oder auch ein und das selbe Translations-Produkt in verschiedene Zielmembranen, wie z. B. der Plasmamembran, dem ER und den Mitochondrien inseriert werden können. Vor dem Hintergrund der sehr unterschiedlichen Sortierungsmechanismen von Proteinen zur Plasmamembran (cotranslationales targeting) oder in die Mitochondrien (posttranslationales targeting) ist der genaue Mechanismus, der dem dualen targeting von Membranproteinen zu Grunde liegt, noch nicht vollkommen verstanden. Neuere Untersuchungen, die auf einen Zusammenhang zwischen der Codonzusammensetzung eines Gens und der Geschwindigkeit der Synthese des Genproduktes hinweisen, lassen vermuten, dass auch die Kinetik der Proteinsynthese entscheidend für die Sortierung eines naszierenden Proteins sein könnte. Hier wird der Einfluss der codon usage auf die Sortierung von Membranproteinen untersucht. Unter codon usage versteht man das Phänomen, dass die möglichen Varianten des genetischen Codes in einem Organismus unterschiedlich häufig verwendet werden wobei häufig benutzte Codons die Proteinsynthese beschleunigen und Seltene diesen Vorgang verlangsamen. Um den Einfluss der codon usage auf die Proteinsortierung zu untersuchen, wurden hier zwei homologe virale Kaliumkanäle als Modellsystem genutzt. Die Kanäle Kesv aus dem Ectocarpus siliculosus Virus 1 und KcvPBCV-1 aus dem Paramecium Bursaria Chlorella Virus 1 sind strukturell im hohen Maße ähnlich, unterliegen jedoch nach heterologer Expression in HEK293-Zellen einer komplett unterschiedlichen Sortierung. So ist Kesv vor allem in den Mitochondrien lokalisiert, während Kcv über den sekretorischen Weg an die Plasmamembran sortiert wird. In der vorliegenden Arbeit wurde die Sortierung von Kesv und Kcv als Fusionsproteine mit dem grün fluoreszierenden Protein (GFP) nach heterologer Expression in HEK293 Zellen quantitativ mit Hilfe der Konfokalmikroskopie untersucht. Dadurch sollte die Sortierungspräferenz der Kanalproteine als Funktion der Codonzusammensetzung in den entsprechenden Genen untersucht werden. Dabei konnte für Kesv festgestellt werden, dass der Kanal zwar in der Mehrzahl der Zellen mitochondrial sortiert vorliegt, in einem geringen Anteil |
