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Transportcharakteristika des Sulfat Anionen Transporter 1, sat-1, und seine Regulation durch Vorstufen des Oxalats

Transport characteristics of sulfate anion transporter 1, sat-1, and its regulation by oxalate precursors

Schnedler, Nina


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Freie Schlagwörter (Deutsch): sat-1 , SLC26a1 , Sulfat , Oxalat , Transporter
Freie Schlagwörter (Englisch): sat-1 , SLC26a1 , sulfate , oxalate , transporter
Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Institut für Ernährungswissenschaft
Fachgebiet: Haushalts- und Ernährungswissenschaften - Ökotrophologie
DDC-Sachgruppe: Naturwissenschaften
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 17.09.2010
Erstellungsjahr: 2010
Publikationsdatum: 15.10.2010
Kurzfassung auf Deutsch: Nierensteine sind eine weit verbreitete Erkrankung und bestehen meistens aus Calciumoxalat. Über den Oxalattransport im Körper ist bis heute wenig bekannt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Sulfat Anionen Transporter 1 (sat-1) untersucht, der neben Sulfat auch Oxalat und Bicarbonat transportiert und in Leber, Nieren und wahrscheinlich auch im Darm lokalisiert ist.
Die Transportcharakteristika des sat-1 wurden in sat-1-exprimierenden Oozyten, die Regulation des sat-1 in HepG2-Zellen, die den sat-1 endogen exprimieren, untersucht.
Der sat-1 transportiert sowohl Sulfat als auch Oxalat, es konnten Km-Werte von 113 ± 27 müM und 55 ± 9 müM ermittelt werden und er ist in der Lage, Sulfat, Oxalat und Bicarbonat gegeneinander auszutauschen. Ein Transport von Chlorid und Phosphat über den sat-1 konnte weitgehend ausgeschlossen werden. Glyoxylat wird wahrscheinlich über den sat-1 transportiert und ist die einzige Vorstufe des Oxalats, die die sat-1 mRNA-Expression erhöhte. Nach der Inkubation der HepG2-Zellen in Glyoxylat war sowohl die sat-1 Proteinexpression als auch die Sulfataufnahme in die Zellen erhöht.
In der Leber gibt der sat-1 wahrscheinlich das in den Hepatozyten produzierte Oxalat im Austausch gegen Sulfat ins Blut ab. In der Niere wird Sulfat über den natriumabhängigen Sulfattransporter (NaSi-1) rückresorbiert und möglicherweise durch den sat-1 im Austausch gegen Oxalat oder Bicarbonat ins Blut abgegeben.
Die Oxalatvorstufe Glyoxylat konnte als neues Substrat des sat-1 identifiziert werden. Die gesteigerte Expression der sat-1 mRNA und eines funktionellen sat-1 Proteins durch Glyoxylat zeigt, dass Glyoxylat möglicherweise bei der Hyperoxalurie für die vermehrte Oxalatfreisetzung aus Hepatozyten verantwortlich ist.
Kurzfassung auf Englisch: Kidney stones are a commonly occurring problem and mainly consist of calcium oxalate. However, little is known about oxalate transport in the body and therefore, in this work the role of sulfate anion transporter 1 (sat-1) was investigated. Sat-1 is responsible for transporting not only sulfate, but also oxalate and bicarbonate. In the body, it is localized in liver, kidneys and possibly also in the intestine.
Sat-1 transport mechanisms were analyzed in sat-1 expressing oocytes. Since HepG2 cells endogenously express sat-1, these cells were used to investigate the regulation of sat-1 expression.
The Km values for sat-1 mediated transport of sulfate and oxalate were determined to be 113 ± 27 myM and 55 ± 9 myM, respectively. Sat-1 exchanges sulfate, oxalate, and bicarbonate bidirectionally. Chloride and phosphate do not seem to be substrates of sat-1. Transport of glyoxylate is most likely mediated by sat-1 and glyoxylate was the only oxalate-precursor that resulted in increased sat-1 mRNA levels in HepG2 cells. Incubation with glyoxylate also increased sat-1 protein expression as well as sulfate uptake in HepG2 cells.
The oxalate produced by hepatocytes in the liver is possibly released by sat-1 in exchange for sulfate from the blood. In the kidneys, sulfate is reabsorbed from the urine by a sodium dependent sulfate transporter (NaSi-1) and is perhaps transported into the blood by sat-1 in exchange for oxalate or bicarbonate. Oxalate’s precursor glyoxylate was identified as a new substrate of sat-1. Increased expression of mRNA and of a functional sat-1 protein by glyoxylate shows that sat-1 is possibly also responsible for enhanced oxalate release from hepatocytes during hyperoxaluria.