Modulatory influence of PCOL on ASIC1a : electrophysiological investigation of key functional domains

Ratajczak, Nikolai Lukasz; Wiemuth, Dominik; Hausmann, Ralf

doi:10.18154/RWTH-2026-05735

Modulatory influence of PCOL on ASIC1a : electrophysiological investigation of key functional domains

Ratajczak, Nikolai Lukasz^RWTH*

2026

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Nikolai Lukasz Ratajczak

ImpressumAachen : RWTH Aachen University 2026

Umfang1 Online-Ressource : Illustrationen

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2026

Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Wiemuth, Dominik (Thesis advisor)^RWTH* ; Hausmann, Ralf (Thesis advisor)^RWTH*

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2026-03-04

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2026-05735
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/1036944/files/1036944.pdf

Einrichtungen

Institut und Lehrstuhl für Physiologie (921410)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
Jüngste Studien deuten darauf hin, dass das Protein Prenylcystein Oxidase 1 - like (PCOL) die Aktivität des Acid-Sensing Ion Channel 1a (ASIC1a) auf zellulärer Ebene potenziert. Das Ziel dieser Studie war es, diejenigen strukturellen Elemente des Proteins PCOL zu bestimmen, die dessen Wirkung auf ASIC1a vermitteln. Da das verwandte Protein Prenylcystein Oxidase 1 (PCO) die ASIC1a-Ativität nicht verändert, verwendeten wir verschiedene Chimären, um die funktionelle Domäne einzugrenzen. Beide Proteine enthalten mutmaßlich drei Domänen: ein Signalpeptid, eine NAD+ -bindende Domäne und eine Lyasedomäne. Elektrophysiologische Messungen zeigten, dass die Potenzierung der pH-abhängigen rASIC1a-Ströme durch PCOL nicht vorhanden war, wenn die Aminosäuren zwischen P321 und D477 gegen die entsprechenden Aminosäuren von PCO ausgetauscht wurden. Der ausgetauschte Bereich scheint also entscheidend für die potenzierende Wirkung von PCOL zu sein. Darüber hinaus führte ein umgekehrter Austausch der Aminosäuren T298 bis G400 in PCO gegen die Aminosäuren P321 bis D477 von PCOL zu einem partiellen Funktionsgewinn für PCO. Dies stützt die Annahme, dass diese Region nicht nur kritisch ist, sondern auch ausreichend ist, um die unterschiedliche Wirkung von PCOL und PCO auf ASIC1a partiell zu bewirken. Das Hauptergebnis dieser Studie besteht in der Identifizierung einer C-Terminus-nahen Region von PCOL und PCO, welche als funktionelle Domäne für die Regulation der Aktivität von ASIC1a angesehen werden kann.

Recent studies suggest that the protein Prenylcysteine Oxidase 1 – like (PCOL) interacts with Acid-Sensing Ion Channel 1a (ASIC1a) and potentiates its activity. The objective of this study was to determine the structural elements of PCOL that mediate its effect on ASIC1a. Since the eponymous protein Prenylcysteine Oxidase 1 (PCO) does not alter ASIC1a currents we used different chimeras to narrow down the functional domain to specific residues. Both Proteins are composed of three predicted domains: a signal peptide, a NAD+ -binding domain and a lyase domain. Electrophysiological measurements showed that potentiation of low pH- induced rASIC1a currents by PCOL was lost, when the amino acids between P321 and D477 were exchanged for the corresponding amino acids of PCO. Thus, the exchanged region seems to be critical for the potentiating effect of PCOL. Moreover, an inverse exchange of the amino acids T298 to G400 in PCO for the amino acids P321 to D477 of PCOL led to a partial gain of function for PCO further supporting the assumption of this region being not only critical, but also sufficient for partially conducing the differential effects of PCOL and PCO on ASIC1a. The major finding of this study is the identification of a region of PCOL and PCO close to the C-terminus, that appears to be a functional domain regulating the activity of ASIC1a.

OpenAccess:
PDF
(zusätzliche Dateien)