Moderne Methoden der Zellbiologie

VI: Wirkstoff-Screening (INHALT)

Bioaktive Wirkstoffe: Die Erforschung von Ionenkanälen

Jede Zelle besitzt eine Reihe unterschiedlicher Ionenkanäle. Die unten mit einem Kreis symbolisierte Zelle z.B. hat 9 Kanaltypen. Um die Eigenschaften eines dieser Kanaltypen untersuchen zu können, werden Wirkstoffe benötigt, die selektiv mit den untersuchten Kanälen wechselwirken, alle anderen Kanäle aber unbehelligt lassen. Solche Substanzen kann man funktionell mit Antikörpern vergleichen, die nur eine Art von Protein erkennen. Manche Inhaltsstoffe von Pflanzen sowie viele Toxine aus Tiergiften sind solche selektiv wirkenden Substanzen: Sie binden an nur eine Art von Ionenkanal und ermöglichen damit seine Identifizierung. Manche Substanzen wirken als Kanalblocker (z.B. Tetrodotoxin), andere führen zur Daueraktivität der Kanäle (z.B. Anemonentoxin). Die Substanzen können radioaktiv markiert werden, um die Verteilung der Kanäle im Gewebe zu untersuchen. Wegen der oft hohen Affinität der Kanäle für die Substanzen, kann man Toxine für die Proteinreinigung mittels Affinitätschromatographie verwenden.

Nicht nur bei Ionenkanälen, sondern auch bei Transmitter- oder Hormonrezeptoren dienen Toxine als wertvolle Forschungswerkzeuge. Als Beispiel ist hier ein muskarinischer Acetylcholinrezeptor gezeigt, der spezifisch durch Muskarin, Atropin und Mambatoxin blockiert wird.

Toxine mit Wirkung auf Ionenkanäle	HIGHRES (96 kbyte)
Na⁺-Kanäle: Anemonentoxin (Anemonia sulcata); Batrachotoxin (Phyllobates terribilis); d-Conotoxin (Conus purpurascens); Saxitoxin (Dinoflagellaten); Tetrodotoxin (Arothron diadematus); K⁺-Kanäle: Charybdotoxin (Leiurus quinquestriatus); k-Conotoxin (Conus purpurascens); Dendrotoxin (Dendroaspis angusticeps); Kalicludin (Anemonia sulcata); Ca²⁺-Kanäle: Agatoxin (Agelenopsis aperta); w-Conotoxin (Conus geographus); Acetylcholinrezeptoren: Nikotin (Nicotiana tabacum); a-Conotoxin (Conus geographus); a-Bungarotoxin (Bungarus multicinctus); Curare (aus Chonodendron und Strynchnos Arten); Muskarin (Amanita muscaria); Atropin (Atropa belladonna); Mambatoxin (Dendroaspis angusticeps)

Toxine mit Wirkung auf Ionenkanäle

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Na⁺-Kanäle: Anemonentoxin (Anemonia sulcata); Batrachotoxin (Phyllobates terribilis); d-Conotoxin (Conus purpurascens); Saxitoxin (Dinoflagellaten); Tetrodotoxin (Arothron diadematus);
K⁺-Kanäle: Charybdotoxin (Leiurus quinquestriatus); k-Conotoxin (Conus purpurascens); Dendrotoxin (Dendroaspis angusticeps); Kalicludin (Anemonia sulcata);
Ca²⁺-Kanäle:
Agatoxin (Agelenopsis aperta); w-Conotoxin (Conus geographus);
Acetylcholinrezeptoren:
Nikotin (Nicotiana tabacum); a-Conotoxin (Conus geographus); a-Bungarotoxin (Bungarus multicinctus); Curare (aus Chonodendron und Strynchnos Arten); Muskarin (Amanita muscaria); Atropin (Atropa belladonna); Mambatoxin (Dendroaspis angusticeps)

Glutamatrezeptoren: Argiotoxin (Argiope spec.); Conantokin (Conus geographus); GABArezeptoren: Picrotoxin (Anamirta cocculus); Bicucullin (Dicentra cucullaria); Glycinrezeptoren: Strychnin (Strychnos nux-vomica)