BKAP, ein neu entdecktes Protein, das mit dem C-Terminus des calcium-und spannungsabhängigen Kaliumkanals der Ratte interagiert

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Für das Verständnis der physiologischen Funktionen von Ionenkanälen ist es von grundlegender Bedeutung, die Identität und die Funktion der Proteine zu kennen, die mit dem Ionenkanal physikalisch interagieren. In dieser Arbeit wird ein neu entdecktes Protein charakterisiert, das mit dem intrazellulären C-Terminus des Ca2+- und spannungsabhängigen Kaliumkanals (BK-Kanal) der Ratte im Hefe-Zwei-Hybrid-System interagiert, und daher BK-assoziiertes Protein (BKAP) genannt wurde. Interaktionsstudien mit rekombinanten Proteinen bestätigen, daß BKAP direkt und spezifisch an C-terminale Fragmente des BK-Kanals bindet. Die Position der Interaktionsdomäne wurde auf die 76 C-terminalen Aminosäuren des Kanalproteins eingeschränkt. BKAP-mRNA wird in allen untersuchten Geweben, besonders stark in Testis und Gehirn, exprimiert. Die Expressionsmuster von BKAP und BK im Gehirn der adulten Ratte zeigen eine bemerkenswerte Ähnlichkeit. BKAP-Transkripte kommen in mindestens 7 Spleißvarianten im Gehirn der Ratte vor. Die Variante BKAP-A besteht aus 361 Aminosäuren, und das transient in Säugetierzellen (COS-7) exprimierte Protein hat ein apparentes Molekulargewicht von 44 kDa, übereinstimmend mit BKAP aus dem Gehirn der Ratte. In COS-7-Zellen überexprimiertes BKAP-A befindet sich überwiegend im Nukleus, aber auch an der Plasmamembran, wo es mit dem BK-Kanal kolokalisiert ist. In Hippocampus- Neuronen wurde BKAP jedoch nur im Nukleus, aber nicht an der Plasmamembran detektiert, und in der Membranfraktion aus dem Gehirn der Ratte, in der der BK-Kanal stark angereichert ist, war BKAP nicht nachweisbar. Diese Beobachtungen stehen im Einklang mit der Ähnlichkeit der Aminosäuresequenz von BKAP zu einem Einzelstrang-DNA bindenden Protein (ssDP), sind jedoch unerwartet im Hinblick auf die Interaktion des Proteins mit dem BK-Kanal. Im C-Terminus des BK-Kanals befindet sich ein klassisches Kerntransportsignal, das in Säugetierzellen (COS-7) funktionell ist. In Gegenwart von koexprimiertem BKAP-A werden C-terminale BK-Fragmente verstärkt im Nukleus der COS-7-Zellen akkumuliert. Die Hypothese, daß der C-Terminus des BK-Kanals in vivo proteolytisch abgespalten werden könnte und gemeinsam mit BKAP eine regulatorische Funktion im Nukleus ausüben könnte, wird diskutiert.