Untersuchungen zur Dimerisierung der Stickstoffmonoxid-sensitiven Guanylyl-Cyclase

Die Stickstoffmonoxid-sensitive Guanylyl-Cyclase ist ein wichtiges Ziel für Arzneimittel zur Behandlung von Herzkreislauferkrankungen. Das Enzym besteht aus einer α1- und einer β1 Untereinheit. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit konnten wir eine neue besonders effiziente Anreinigung dieses Heterodimers etablieren. Mit Hilfe dieser neuen Methode konnten wir nachweisen, dass eine humane Spleißvariante der α1 Untereinheit mit der β1 Untereinheit ein katalytisch aktives Heterodimer bildet. Darüber hinaus zeigte sich in der konfokalen Fluoreszenzmikroskopie, dass die aminoterminal um 258 Aminosäuren verkürzte α1-Variante eine spezifische Lokalisation am endoplasmatischen Retikulum aufweist. Dieser Befund deckt sich mit Ergebnissen zur subzellulären Verteilung der Spleißvariante bei Differenzierungsprozessen in embryonalen Stammzellen. In einem zweiten Teil der Arbeit wurden die Bedingungen der Dimerisierung und Expression der Stickstoffmonoxid-sensitiven Guanylyl-Cyclase näher untersucht. Dabei konnten wir zeigen, dass eine weitergehende aminoterminale Deletion der α1 Untereinheit bei Koexpression mit der β1 Untereinheit zu einem Verlust der Aktivierbarkeit durch NO führt. Die Bindung von Häm und die Dimerisierung blieben hierbei erhalten. Dagegen führte die analoge aminoterminale Deletion der β1 Untereinheit nach Koexpression mit der α1 Untereinheit zu einem hämfreien Enzymkomplex. In zellfreien Expressionsystemen konnten wir die Untereinheiten des Enzyms erfolgreich exprimieren. Es kam allerdings nicht zur Bildung von funktionell aktiven Heterodimeren. Die Ergebnisse deuten auf eine wichtige Rolle von zellulären Bestandteilen für die Bildung eines intakten heterodimeren Enzyms hin.