Titelaufnahme

Titel
The mechanism(s) of cellular activation by ionomycin / Michaela Haindl
Verfasser/ VerfasserinHaindl, Michaela
Begutachter / BegutachterinLeis Hans-Jörg
Erschienen2010
UmfangXIII, 74 Bl. : Zsfassung ; graph. Darst.
HochschulschriftGraz, Univ., Masterarb., 2010
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-14891 Persistent Identifier (URN)
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The mechanism(s) of cellular activation by ionomycin [2.29 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Ionomycin gehört zur Gruppe der Ca2+ - Ionophore und stammt aus dem Organismus Streptomyces conglobatus. Die im Rahmen dieser Arbeit gewonnenen Ergebnisse belegen Ionomycin - induzierte Effekte, die sich durch ein reines Ionophorverhalten der Verbindung nicht erklären lassen. Das abweichende Verhalten von Ionomycin, im Vergleich zu A23187, welches ein klassisches Ca2+ Ionophor darstellt, konnte anhand eines Modelsystems, unter der Verwendung Ni2+ stimulierter MC3T3 E1 Zellen, demonstriert werden. Ionomycin transportiert Ca2+ durch biologische Membranen und induziert hierdurch eine gesteigerte zelluläre Prostaglandinsynthese. Dieses Verhalten ist auf die Ionophorwirkung der Verbindung zurückzuführen und entspricht Effekten, die auch nach A23187 - Stimulierung erzielt werden konnten. Obgleich beide Ionophore ähnliche Stabilitätskonstanten aufzeigen und sich durch eine hohe Affinität zu Ni2+, im Vergleich zu Ca2+, auszeichnen, führt eine Zugabe von Ni2+ zu komplett unterschiedlichen Strategien der beiden Ionophore hinsichtlich ihrer Wirkung auf die zelluläre Prostaglandinsynthese. Während im Fall von A23187 die Präsenz von extrazellulärem Ni2+ eine komplette Inhibierung der Ionophor - induzierten Prostaglandin Synthese hervorruft, führt Ni2+ in Ionomycin - stimulierten Zellen zu einer Potenzierung der Prostaglandin Synthese. Durch die Inhibierung verschiedener, essentieller Ca2+ - Bindestellen des Ionophors konnte festgestellt werden, dass die Carboxylgruppe sowohl essenziell für die Ionentransportwirkung, als auch für die mutmaßlichen sekundären Effekte ist. Überdies konnte eine starke Beteiligung von Gi - und Gs Proteinen, sowie eine Involvierung der Phospholipase D (PLD) für Ionomycin ? induzierte Effekte nachgewiesen werden. Zusammenfassend konnte demonstriert werden, dass Ionomycin, über seine Ionophor - Wirkung hinaus, sekundäre Mechanismen zellulärer Aktivierung bestreitet.

Zusammenfassung (Englisch)

Ionomycin belongs to the polyether carboxylic acid class of antibiotics isolated from the organism Streptomyces conglobatus. As a Ca2+ - ionophore, ionomycin has been widely used as a tool to investigate the role of Ca2+ in biological systems. Studies revealed that ionomycin shows effects that can not be explained by its ionophoric attributes only. Therefore Ni2+ was used as a model system to demonstrate the deviating behaviour of ionomycin in comparison to A23187 as a reference Ca2+- ionophore. The data obtained show that ionomycin transports Ca2+ across biological membranes leading to an increase in prostaglandin synthesis, revealing the classical ionophoric effect that is also accomplished by A23187. Although both ionophores have a remarkable affinity towards Ni2+ in comparison to Ca2+, they reveal a completely different behaviour in the presence of Ni2+. While the ionophoric effect of A23187 is inhibited by Ni2+, ionomycin induces a Ni2+ concentration - dependent potentiation of prostaglandin synthesis in MC3T3 E1 cells. This indicates the existence of other than ionophoric strategies of ionomycin to enhance cellular prostaglandin synthesis. Investigations on structural features of ionomycin indicate that the carboxyl group is crucial for its ionophoric properties as well as for the suggested non - ionophoric effects. Experiments, in which various signal - transduction parameters were pharmacologically blocked, led to the finding that G-proteins are involved in the postulated non - ionophoric strategies of ionomycin. The results obtained moreover give a reason to assume a participation of the phospholipase D. In summary, the data obtained reveal that A23187 and ionomycin evoke completely different mechanisms of cellular activation leading to prostaglandin synthesis, letting us propose secondary effects of ionomycin. One attractive hypothesis is that ionomycin binds to a receptor that is not known yet, and the triggered effects are potentiated by Ni2+.