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Serotonintransporter Der SERT auch 5 Hydroxytryptamintransporter 5 HTT genannt ist ein Protein der Zellmembran das den T

Serotonintransporter

Der Serotonintransporter (SERT), auch 5-Hydroxytryptamintransporter (5-HTT) genannt, ist ein Protein der Zellmembran, das den Transport des Gewebshormons und Neurotransmitters Serotonin in die Zelle ermöglicht. Eine der Hauptfunktionen dieses Transportproteins, das zur Familie der Natrium-Neurotransmittersymporter gehört, ist die Entfernung von freigesetztem Serotonin aus dem synaptischen Spalt und somit die Beendigung der Serotoninwirkung.

Serotonintransporter
Eigenschaften des menschlichen Proteins
Masse/Länge Primärstruktur 630 Aminosäuren
Bezeichner
Gen-Name SLC6A4
Externe IDs
Transporter-Klassifikation
TCDB 2.A.22.1.1
Bezeichnung Natrium-Neurotransmitter-Symporter
Vorkommen
Homologie-Familie Hovergen
Übergeordnetes Taxon Bilateria

Eine Hemmung der Serotonintransporter oder gar eine Umkehr ihrer Transportrichtung ist für die Wirkung einiger Psychostimulanzien wie Cocain und MDMA (Ecstasy) mitverantwortlich. Selektive Hemmstoffe des Serotonintransporters, die sogenannten Selektiven Serotonin-Wiederaufnahmehemmer (SSRI), finden insbesondere in der Behandlung der Depression Anwendung.

Die Transportgleichung lautet:

Der zelleinwärts gerichtete Transport des Serotonins wird als ein sekundär aktiver Prozess durch die Natrium-Kalium-ATPase angetrieben.

Vorkommen Bearbeiten

Der Serotonintransporter ist im Tierreich weit verbreitet. Homologe des humanen Serotonintransporters konnten in relativ primitiven Tierspezies, wie dem Fadenwurm Caenorhabditis elegans, nachgewiesen werden. Ein Homolog dieses Transporters wurde auch in Prokaryoten gefunden.

Genetik Bearbeiten

Der humane Serotonintransporter wird durch ein als SLC6A4 bezeichnetes Gen auf dem Chromosom 17 im Genlocus q11.1-q12 kodiert. Das Gen enthält 14 verschiedene Exons, die für verschiedene Spleißvarianten des Serotonintransporters verantwortlich sind. Ein Polymorphismus in der Promotorregion wird mit einem gehäuften Vorkommen von Depressionen und einer erhöhten Suizidneigung in Verbindung gebracht.

Biochemie Bearbeiten

Struktur Bearbeiten

Der Serotonintransporter ist ein Transmembranprotein, für den, wie für andere Proteine aus der Familie der Natrium-Neurotransmittersymporter, eine aus zwölf die Zellmembran durchspannenden Helices bestehende Struktur angenommen wird. Dieses Strukturmerkmal konnte zuvor bereits mit Hilfe der Kristallstrukturanalyse für verwandte bakterielle Transporter, wie der Lactosepermease, dem Glycerol-3-Phosphat-Transporter und dem Leucin-Transporter, nachgewiesen werden. Ebenso wird vermutet, dass der Serotonintransporter als ein oligomerer Komplex aus mehreren Molekülen in der Zellmembran vorliegt.

Aktivierung und Regulierung Bearbeiten

Der Mechanismus der Aktivierung und Regulierung ist noch nicht vollständig aufgeklärt. Kristallstrukturdaten von bakteriellen Verwandten des Serotonintransporters lieferten jedoch wichtige Erkenntnisse.

Der Serotonintransporter besitzt eine Bindungsstelle für Na+, Cl− und Serotonin. Nach simultanen Anbinden dieser drei Moleküle an eine vom Extrazellularraum zugängliche Pore des Transmembranproteins erfolgt eine Konformationsänderung. Nach dieser Konformationsänderung wird die Verbindung der Bindungsstelle von Na+, Cl− und Serotonin zum Extrazellularraum verschlossen und zum Intrazellularraum geöffnet. Serotonin kann durch einen Austausch gegen K+ in den Intrazellularraum abgegeben werden. Auch Dopamin, wenngleich in deutlich geringerem Ausmaß, kann mit Hilfe des Serotonintransporters in die Zelle transportiert werden.

Funktion Bearbeiten

Der Serotonintransporter ist für den Transport von Serotonin aus dem Extrazellularraum in den Intrazellularraum verantwortlich. Im Nervensystem sorgt der Transporter durch Wiederaufnahme von Serotonin aus dem synaptischen Spalt für die Beendigung der Serotoninwirkung. Der Austausch von Serotonin zwischen den enterochromaffinen Zellen und den Thrombozyten wird ebenfalls über den Serotonintransporter vermittelt. Darüber hinaus ist der Serotonintransporter für die Serotonylierung von intrazellulären Proteinen und somit eine mögliche Wirkung von Serotonin als Botenstoff innerhalb der Zelle von Bedeutung.

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. TCDB: 2.A.22
  2. Androutsellis-Theotokis A, Goldberg NR, Ueda K, et al.: Characterization of a functional bacterial homologue of sodium-dependent neurotransmitter transporters. In: J. Biol. Chem. 278. Jahrgang, Nr. 15, April 2003, S. 12703–12709, doi:10.1074/jbc.M206563200, PMID 12569103.
  3. Abramson J, Smirnova I, Kasho V, Verner G, Kaback HR, Iwata S: Structure and mechanism of the lactose permease of Escherichia coli. In: Science. 301. Jahrgang, Nr. 5633, August 2003, S. 610–5, doi:10.1126/science.1088196, PMID 12893935.
  4. Huang Y, Lemieux MJ, Song J, Auer M, Wang DN: Structure and mechanism of the glycerol-3-phosphate transporter from Escherichia coli. In: Science. 301. Jahrgang, Nr. 5633, August 2003, S. 616–20, doi:10.1126/science.1087619, PMID 12893936.
  5. Zhou Z, Zhen J, Karpowich NK, et al.: LeuT-desipramine structure reveals how antidepressants block neurotransmitter reuptake. In: Science. 317. Jahrgang, Nr. 5843, September 2007, S. 1390–1393, doi:10.1126/science.1147614, PMID 17690258.
  6. Kilic F, Rudnick G: Oligomerization of serotonin transporter and its functional consequences. In: Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 97. Jahrgang, Nr. 7, März 2000, S. 3106–11, doi:10.1073/pnas.060408997, PMID 10716733, PMC 16200 (freier Volltext).
  7. Paulmann N, Grohmann M, Voigt JP, et al.: Intracellular serotonin modulates insulin secretion from pancreatic beta-cells by protein serotonylation. In: PLoS Biol. 7. Jahrgang, Nr. 10, Oktober 2009, S. e1000229, doi:10.1371/journal.pbio.1000229, PMID 19859528, PMC 2760755 (freier Volltext).

Weiterführende Literatur Bearbeiten

  • Murphy DL, Fox MA, Timpano KR, et al.: How the serotonin story is being rewritten by new gene-based discoveries principally related to SLC6A4, the serotonin transporter gene, which functions to influence all cellular serotonin systems. In: Neuropharmacology. 55. Jahrgang, Nr. 6, November 2008, S. 932–960, doi:10.1016/j.neuropharm.2008.08.034, PMID 18824000, PMC 2730952 (freier Volltext).
  • Murphy DL, Lerner A, Rudnick G, Lesch KP: Serotonin transporter: gene, genetic disorders, and pharmacogenetics. In: Mol. Interv. 4. Jahrgang, Nr. 2, April 2004, S. 109–123, doi:10.1124/mi.4.2.8, PMID 15087484.
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Veröffentlichungsdatum:
Der Serotonintransporter SERT auch 5 Hydroxytryptamintransporter 5 HTT genannt ist ein Protein der Zellmembran das den Transport des Gewebshormons und Neurotransmitters Serotonin in die Zelle ermoglicht Eine der Hauptfunktionen dieses Transportproteins das zur Familie der Natrium Neurotransmittersymporter gehort ist die Entfernung von freigesetztem Serotonin aus dem synaptischen Spalt und somit die Beendigung der Serotoninwirkung SerotonintransporterEigenschaften des menschlichen ProteinsMasse Lange Primarstruktur 630 AminosaurenBezeichnerGen Name SLC6A4Externe IDs OMIM 182138 UniProt P31645Transporter KlassifikationTCDB 2 A 22 1 1Bezeichnung Natrium Neurotransmitter SymporterVorkommenHomologie Familie HovergenUbergeordnetes Taxon BilateriaEine Hemmung der Serotonintransporter oder gar eine Umkehr ihrer Transportrichtung ist fur die Wirkung einiger Psychostimulanzien wie Cocain und MDMA Ecstasy mitverantwortlich Selektive Hemmstoffe des Serotonintransporters die sogenannten Selektiven Serotonin Wiederaufnahmehemmer SSRI finden insbesondere in der Behandlung der Depression Anwendung Die Transportgleichung lautet 1 Serotonin aussen Na aussen displaystyle longrightarrow Serotonin innen Na innen Der zelleinwarts gerichtete Transport des Serotonins wird als ein sekundar aktiver Prozess durch die Natrium Kalium ATPase angetrieben Inhaltsverzeichnis 1 Vorkommen 2 Genetik 3 Biochemie 3 1 Struktur 3 2 Aktivierung und Regulierung 4 Funktion 5 Einzelnachweise 6 Weiterfuhrende LiteraturVorkommen BearbeitenDer Serotonintransporter ist im Tierreich weit verbreitet Homologe des humanen Serotonintransporters konnten in relativ primitiven Tierspezies wie dem Fadenwurm Caenorhabditis elegans nachgewiesen werden Ein Homolog dieses Transporters wurde auch in Prokaryoten gefunden 2 Genetik BearbeitenDer humane Serotonintransporter wird durch ein als SLC6A4 bezeichnetes Gen auf dem Chromosom 17 im Genlocus q11 1 q12 kodiert Das Gen enthalt 14 verschiedene Exons die fur verschiedene Spleissvarianten des Serotonintransporters verantwortlich sind Ein Polymorphismus in der Promotorregion wird mit einem gehauften Vorkommen von Depressionen und einer erhohten Suizidneigung in Verbindung gebracht Biochemie BearbeitenStruktur Bearbeiten Der Serotonintransporter ist ein Transmembranprotein fur den wie fur andere Proteine aus der Familie der Natrium Neurotransmittersymporter eine aus zwolf die Zellmembran durchspannenden Helices bestehende Struktur angenommen wird Dieses Strukturmerkmal konnte zuvor bereits mit Hilfe der Kristallstrukturanalyse fur verwandte bakterielle Transporter wie der Lactosepermease dem Glycerol 3 Phosphat Transporter und dem Leucin Transporter nachgewiesen werden 3 4 5 Ebenso wird vermutet dass der Serotonintransporter als ein oligomerer Komplex aus mehreren Molekulen in der Zellmembran vorliegt 6 Aktivierung und Regulierung Bearbeiten Der Mechanismus der Aktivierung und Regulierung ist noch nicht vollstandig aufgeklart Kristallstrukturdaten von bakteriellen Verwandten des Serotonintransporters lieferten jedoch wichtige Erkenntnisse Der Serotonintransporter besitzt eine Bindungsstelle fur Na Cl und Serotonin Nach simultanen Anbinden dieser drei Molekule an eine vom Extrazellularraum zugangliche Pore des Transmembranproteins erfolgt eine Konformationsanderung Nach dieser Konformationsanderung wird die Verbindung der Bindungsstelle von Na Cl und Serotonin zum Extrazellularraum verschlossen und zum Intrazellularraum geoffnet Serotonin kann durch einen Austausch gegen K in den Intrazellularraum abgegeben werden Auch Dopamin wenngleich in deutlich geringerem Ausmass kann mit Hilfe des Serotonintransporters in die Zelle transportiert werden Funktion BearbeitenDer Serotonintransporter ist fur den Transport von Serotonin aus dem Extrazellularraum in den Intrazellularraum verantwortlich Im Nervensystem sorgt der Transporter durch Wiederaufnahme von Serotonin aus dem synaptischen Spalt fur die Beendigung der Serotoninwirkung Der Austausch von Serotonin zwischen den enterochromaffinen Zellen und den Thrombozyten wird ebenfalls uber den Serotonintransporter vermittelt Daruber hinaus ist der Serotonintransporter fur die Serotonylierung von intrazellularen Proteinen und somit eine mogliche Wirkung von Serotonin als Botenstoff innerhalb der Zelle von Bedeutung 7 Einzelnachweise Bearbeiten TCDB 2 A 22 Androutsellis Theotokis A Goldberg NR Ueda K et al Characterization of a functional bacterial homologue of sodium dependent neurotransmitter transporters In J Biol Chem 278 Jahrgang Nr 15 April 2003 S 12703 12709 doi 10 1074 jbc M206563200 PMID 12569103 Abramson J Smirnova I Kasho V Verner G Kaback HR Iwata S Structure and mechanism of the lactose permease of Escherichia coli In Science 301 Jahrgang Nr 5633 August 2003 S 610 5 doi 10 1126 science 1088196 PMID 12893935 Huang Y Lemieux MJ Song J Auer M Wang DN Structure and mechanism of the glycerol 3 phosphate transporter from Escherichia coli In Science 301 Jahrgang Nr 5633 August 2003 S 616 20 doi 10 1126 science 1087619 PMID 12893936 Zhou Z Zhen J Karpowich NK et al LeuT desipramine structure reveals how antidepressants block neurotransmitter reuptake In Science 317 Jahrgang Nr 5843 September 2007 S 1390 1393 doi 10 1126 science 1147614 PMID 17690258 Kilic F Rudnick G Oligomerization of serotonin transporter and its functional consequences In Proc Natl Acad Sci USA 97 Jahrgang Nr 7 Marz 2000 S 3106 11 doi 10 1073 pnas 060408997 PMID 10716733 PMC 16200 freier Volltext Paulmann N Grohmann M Voigt JP et al Intracellular serotonin modulates insulin secretion from pancreatic beta cells by protein serotonylation In PLoS Biol 7 Jahrgang Nr 10 Oktober 2009 S e1000229 doi 10 1371 journal pbio 1000229 PMID 19859528 PMC 2760755 freier Volltext Weiterfuhrende Literatur BearbeitenMurphy DL Fox MA Timpano KR et al How the serotonin story is being rewritten by new gene based discoveries principally related to SLC6A4 the serotonin transporter gene which functions to influence all cellular serotonin systems In Neuropharmacology 55 Jahrgang Nr 6 November 2008 S 932 960 doi 10 1016 j neuropharm 2008 08 034 PMID 18824000 PMC 2730952 freier Volltext Murphy DL Lerner A Rudnick G Lesch KP Serotonin transporter gene genetic disorders and pharmacogenetics In Mol Interv 4 Jahrgang Nr 2 April 2004 S 109 123 doi 10 1124 mi 4 2 8 PMID 15087484 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Serotonintransporter amp oldid 155721610