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Die organischen Kationen Transporter rOCT2 und hOCT2 : funktionelle Charakterisierung und Assayentwicklung für die pharmakologische Wirkstoffsuche

  • Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung eines geeigneten Assays (eines standardisierten Reaktionsablaufs) für die Analyse der Funktion und Aktivität der Transporter für organische Kationen (OCT) mit Hilfe der auf einer festkörperunterstützten Membran (SSM) basierenden Elektrophysiologie. Die zweite Kernaufgabe war die Entwicklung der Expressionssysteme für die heterologe OCT-Expression. In den neunzigen Jahren wurden neue Membranproteine, OCT1-3, identifiziert, die eine wichtige Komponente für den Transport der strukturell unterschiedlichen organischen Kationen im menschlichen Organismus darstellen (Gründemann et al., 1994; Koehler et al., 1997; Koepsell et al., 1998; Zhang et al., 1998). Da etwa fünfzig Prozent der in der Klinik gebräuchlichen Medikamente und viele andere exogene Substanzen (Xenobiotika) polare organische Verbindungen sind, die bei einem physiologischen pH-Wert (7,4) überwiegend in protonierter Form als Kationen vorliegen und mittels OCT aus dem Körper ausgeschieden werden, gehören diese Proteine zu den pharmazeutisch bedeutenden Zielmolekülen (Targets) bei der Entwicklung neuer Medikamente. Letztere stellt einen sehr langwierigen Prozess dar, der die Untersuchung zahlreicher Substanzbibliotheken auf ihre Wirkung auf bestimmte Targets voraussetzt. Aufgrund der rasanten technischen Entwicklung in der Laborautomatisierung und der digitalen Mikroskopie können mittlerweile mehrere tausend Wirkstoffkandidaten in Ultra-High-Throughput-Screenings (UHTS) am Tag getestet werden, von denen aber nur ein minimaler Prozentsatz eine erste positive Reaktion (Hit) mit dem Target zeigt. Die Ergebnisse aus dem primären Screening-Prozess werden in einem zweiten Screening-Prozess weiter bearbeitet. In diesen High-Content-Analysen (HCA) werden dabei entgegen den ersten Untersuchungen die Substanzen nicht mehr einzig auf ihre Interaktion mit dem Target getestet. Vielmehr werden möglichst alle Informationen gesammelt und Effekte analysiert. Zurzeit werden folgende Assays dafür eingesetzt (Geibel et al., 2006): 1) radioaktive Assays, wie Ligandbindungsassays, Flux-Assays; 2) Fluoreszenzassays auf Basis von spannungs- oder ionenabhängigen Farbstoffen; 3) Flux-Assays auf Basis von Atom-Absorptions-Spektroskopie (AAS); 4) manuelle patch-clamp-Assays. Allerdings können diese Assays wegen unterschiedlicher Einschränkungen nur begrenzt eingesetzt werden. So treten bei den Fluoreszenzassays aufgrund der Farbstoff-Substanz-Interaktionen oft falsche positive Ergebnisse auf. Methoden mit radioaktiv markierten Substraten sind aus sicherheitstechnischen Gründen mit hohem Aufwand und entsprechenden Kosten verbunden. Das patch-clamp-System verfügt zwar über eine hohe Sensitivität und einen hohen Informationsgehalt, ist jedoch für das Screening wegen des geringen Durchsatzes und erheblicher Kosten nicht effizient. Diese Beispiele zeigen die Notwendigkeit der Entwicklung neuer Techniken für die pharmazeutische Wirkstoffsuche. Die SSM-basierte elektrophysiologische Detektionstechnologie ermöglicht die Untersuchung der Transportproteine in ihren nativen Membranen mit hoher Sensitivität ohne Fluoreszenzmarkierung (Geibel et al., 2006; Kelety et al., 2006). Diese Methode hat besondere Vorteile gegenüber anderen bei der Erforschung von Transporter-Proteinen, die im Gegensatz zu Ionenkanälen relativ wenig Ladung pro Zeiteinheit (1-104 Moleküle s-1) transportieren, und viele Techniken wegen der geringeren Empfindlichkeit für deren Untersuchung nicht geeignet sind.

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    Diese Dissertation steht außerhalb der Universitätsbibliothek leider (aus urheberrechtlichen Gründen) nicht im Volltext zur Verfügung, die CD-ROM kann (auch über Fernleihe) bei der UB Frankfurt am Main ausgeliehen werden.

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Metadaten
Author:Olga Gaiko
URN:urn:nbn:de:hebis:30-56183
Publisher:Univ.-Bibliothek
Place of publication:Frankfurt am Main
Referee:Klaus Fendler, Volker DötschORCiDGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2008/06/20
Year of first Publication:2007
Publishing Institution:Universitätsbibliothek Johann Christian Senckenberg
Granting Institution:Johann Wolfgang Goethe-Universität
Date of final exam:2008/04/22
Release Date:2008/06/20
Page Number:117
Note:
Diese Dissertation steht außerhalb der Universitätsbibliothek leider (aus urheberrechtlichen Gründen) nicht im Volltext zur Verfügung, die CD-ROM kann (auch über Fernleihe) bei der UB Frankfurt am Main ausgeliehen werden.
HeBIS-PPN:353078425
Institutes:Biochemie, Chemie und Pharmazie / Biochemie und Chemie
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 54 Chemie / 540 Chemie und zugeordnete Wissenschaften
Licence (German):License LogoArchivex. zur Lesesaalplatznutzung § 52b UrhG