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Forschungsschwerpunkt: Molekulare Pharmakologie von Ionenkanälen

Ionenkanäle sind Membranproteine, die an zahlreichen physiologischen Prozessen beteiligt sind. Mehr als 300 verschiedene Ionenkanäle sind im menschlichen Körper bekannt, die sich aufgrund ihrer Leitfähigkeit (K+, Na+, Ca2+, Cl-, etc.) oder ihres Öffnungsmechanismus (spannungsgesteuert, ligandengesteuert, temperatur- und mechanosensitiv) einteilen lassen. Die größte Superfamilie stellt dabei die Familie der K+-Kanäle dar, die sich wiederum in spannungsgesteuerte (Kv), einwärts rektifizierende (Kir), Ca2+ und Na+ gesteuerte (KCa / KNa) sowie Zwei-Porendomänen (K2P) K+-Kanäle unterscheiden lassen. Zu den K2P-Kanälen zählen auch die Kanäle TREK1 (K2P2.1), TREK2 (K2P10.1) und TRESK (K2P18.1), die sich aufgrund ihrer zentralen Funktionen in neuronalen Geweben sowie immunassoziierten Zellen als vielversprechende Targets für die Entwicklung neuer Arzneistoffkandidaten anbieten. Durch Kombination verschiedenster in vitro und in silico Techniken (siehe Abbildung) versuchen wir die Modulation von Ionenkanälen durch Testverbindungen auf molekularer Ebene zu verstehen und somit die Funktionsweise der Ionenkanäle, die durch Konformationsänderungen beeinflusst wird, im Detail zu verstehen. Dieses Verständnis molekularer Interaktionen zwischen Verbindungen und Ionenkanälen kann zur gezielten Entwicklung neuer Ionenkanalmodulatoren beitragen. Neben der Entwicklung neuer Verbindungen können die von uns genutzten Techniken aber auch die Beeinflussung der molekularen Ionenkanalfunktion durch patientenbezogene Mutationen aufklären und damit ein tieferes Verständnis pathophysiologischer Prozesse generieren.