Beschreibung:
CNG-Kanäle (Cyclic Nucleotide-Gated) sind nicht-selektive, heterotetramer zusammengesetzte Kationenkanäle mit vier Bindungsstellen für zyklische Nukleotide (James und Zagotta 2018). Die Bindung des natürlichen Liganden cGMP (zyklisches Guanosinmonophosphat) induziert eine Öffnung der Kanalpore. Retinal exprimierte CNG-Kanäle in Zapfen und Stäbchen unterscheiden sich in ihrer Zusammensetzung aus A- und B-Untereinheiten (Weitz et al. 2002, Peng et al. 2004). Die cGMP-gesteuerte Kanalöffnung bewirkt einen Kationeneinstrom in die Sinneszellen und übernimmt damit eine wesentliche Rolle im Prozess der Phototransduktion (Vallazza-Deschamps et al. 2005, Paquet-Durand et al. 2011). Mutationen unterschiedlicher Proteine, welche die cGMP-Konzentration in den Stäbchen erhöhen, sind ursächlich für eine der häufigsten Formen vererbter Netzhautdegeneration: Retinitis pigmentosa. Pathophysiologisch führt die cGMP-Akkumulation unter anderem zu einer erhöhten CNG-Kanalaktivität und einem verstärkten Ca2+-Einstrom (Farber und Lolley 1974, Fox et al. 1999, Vallazza-Deschamps et al. 2005). Diese Mechanismen bewirken die Apoptose der Stäbchen, welche aus bisher noch ungeklärten Ursachen die Degeneration der Zapfen zur Folge hat (Paquet-Durand et al. 2009). Gegenwärtig existiert für die weltweit ~2,5 Millionen Patienten keine wirksame Therapie (Dias et al. 2018). Pharmakologische Therapieansätze erproben derzeit cGMP-Analoga, welche die pathologisch erhöhte CNG-Kanalaktivität der Stäbchen selektiv herabsetzen sollen. Biolog Life Science Institute GmbH & Co. KG (Bremen, Deutschland) stellte sechs cGMP-Dimere, ein Trimer und ein Tetramer mit insgesamt fünf Spacerlängen zur Verfügung. Ziel dieser Arbeit ist die elektrophysiologische Charakterisierung der retinalen CNG-Kanalaktivität in Anwesenheit der acht cGMP-Analoga mittels Patch-Clamp-Technik an Oozyten des Xenopus laevis.