Glutamate transporters in retinal neurons EAAT Patch Clamp Technik Anionenkanal. Fünf verschiedene Glutamattransporter (Excitatory amino acid transpoters EAATs) mit verschiedenen physiologischen Funktionen und diversen Expressionsmustern sind in Gliazellen und Neuronen des zentralen Nervensystems exprimiert. In der Netzhaut des Auges beeinflussen sie die visuelle synaptische Übertragung auf zwei unterschiedlichen Wegen. Zum einen entfernen sie Glutamat direkt aus dem synaptischen Spalt indem sie die Aufnahme des Neurotransmitters an den Transport von drei Natriumionen und einem Proton koppeln und im Gegenzug ein Kaliumion aus der Zelle heraustransportieren (Kanner and Bendahan 1982; Zerangue and Kavanaugh 1996; Levy et al. 1998). Zum anderen nutzen sie ihre kanalähnliche Anionenleitfähigkeit um das Membranpotential von Zellen zu modulieren und somit deren neuronale Erregbarkeit zu regulieren. Das erste Manuskript befasst sich mit der elektrophysiologischen Charakterisierung von zwei retinalen Glutamattransportern GLT 1c und EAAT5 die gemeinsam in den Axonendigungen von Photorezeptoren exprimiert werden und zwei funktionell verschiedene Gruppen von EAATs repräsentieren (Rauen et al. 2004). Mit Hilfe der Patch clamp Technik konnten wir zeigen dass GLT 1c eine hohe Affinität für Glutamat besitzt und alle Voraussetzungen erfüllt um Glutamat aus dem synaptischen Spalt in die präsynaptischen Endigungen von Photorezeptoren zu transportieren und bestätigen dass EAAT5 hauptsächlich als Anionenkanal fungiert. Wir fanden heraus dass die besonders großen Anionenströme des EAAT5 in einer hohen Einzelkanalamplitude der Anionenkanälen dieses Transporters begründet liegen und das eine hohe Offenwahrscheinlichkeit der Kanäle bei negativen Spannungen ein effizientes Arbeiten des Transporters bei physiologischen Membranpotentialen sowie die Regulation der Chloridkonzentration in retinalen Neuronen ermöglicht. Eine Mutation des hoch affinen Glutamattransporters EAAT1 ähnelt durch eine reduzierte Glutamataufnahmekapazität sowie erhöhte Anionenströme die bei hyperpolarisierenden Potentialen langsam aktivieren (Jen et al. 2005; Winter et al. 2012) funktionell dem EAAT5. Diese Mutation basiert auf dem Austausch eines konservierten Prolins im Knick der Transmembrandomäne 5 gegen Arginin und ist assoziiert mit der episodischen Ataxie Typ 6 (EA 6) einer seltenen genetischen Erkrankung die durch paroxysmale cerebrale Koordinationsstörungen charakterisiert ist. Wir verwendeten eine Kombination aus Patch clamp Technik Spannungsklemmfluorometrie (voltage clamp fluorometry VCF) und kinetischen Simulationen an der homologen Mutation P259R des funktionell ähnlichen Glutamattransporters EAAT3 um die Änderungen im Transportzyklus des humanen EAAT1 durch die krankheitsverursachende Mutation P290R nachzuvollziehen. Unsere Experimente weisen darauf hin dass eine veränderte Natriumassoziation an den Glutamat freien Transporter die molekulare Grundlage für die Transporterfehlfunktion in EA6 darstellt. Glutamat ist ein bedeutender Neurotransmitter im zentralen Nervensystem und Fehlfunktionen von Glutamattransportern sind mit...