SOC-Kanäle

Das Konzept des speichergesteuerten Ca2+-Einstroms wurde von James W. Putney Jr. im Jahr 1986 definiert (Putney 1986). Die experimentelle Basis für dieses experimentelle Modelle an Parotis-Azinuszellen, an denen Putney die Beziehung zwischen Calcium-Freisetzung aus intrazellulären Speichern, Ca2+-Einstrom und Calcium-Speicher-Wiederfüllung untersuchte (Putney et al. 1981). Hierdurch war nachweisbar, dass die Quantität von Calcium in Calcium-Speichern das Ausmaß des Calcium-Einstroms in nichterregbaren Zellen kontrolliert. Ursprünglich wurde dieser Vorgang kapazitativer Ca2+-Einstrom (capacitative calcium entry) genannt, ein Begriff, der letztlich durch den Terminus „store-operated calcium entry (SOCE)“ ersetzt wurde. Putney wies bereits im Jahr 1986 dem Botenstoff IP3 eine zentrale Rolle bei diesem Vorgang zu (Putney 1986; s.u. Onodera K 2013)

SOC steht als Akronym für “Store-Operated Calcium Channels“. Speichergesteuerte Kalziumkanäle (Store-Operated Channels). SOCs sind hochgradig Ca2 +-selektive Kationenkanäle, die sich in der Plasmamembran aller nicht erregbaren Zellen befinden (alle Zellen außer Myozyten, Neuronen und endokrinen Zellen). Sie sind in eukaryotischen Zellen weit verbreitet und sind besonders wichtig, da sie die Homöostase des intrazellulären Calcium essenziell sind.

SOCs sind an einer Vielzahl von Zellfunktionen beteiligt, die von der Genexpression bis zur Regulation der Proliferation reichen.

Der SOCE wird durch die Freisetzung von Ca2+ aus seinen intrazellulären Speichern (Mitochondrien, Golgi-Apparat, Endoplasmatisches Retikulum) aktiviert. Dieser Prozess wird über die Aktivierung des Inositoltriphosphat (IP3)-Rezeptors oder durch die Hemmung der sarkoplasmatisch-endoplasmatischen Retikulum-Ca-ATPase (SERCA) gesteuert. Obwohl mehrere TRPCs, darunter TRPC1, TRPC3 und TRPC4, in den SOC-Signalweg mit einbezogen sind, ist die Bedeutung von TRPC1 am besten untersucht.

Die store-operated channels (SOCs) von T-Lymphozyten und Mastzellen wurden als erste mit elektrophysiologischen Techniken charakterisiert. Diese Kanäle, die auch als Calciumfreisetzungs-aktivierte Calciumkanäle (CRAC) bezeichnet werden, weisen eine hohe Ca2+-Selektivität auf und lassen sich von anderen Ca2+-selektiven Kanälen aufgrund ihrer niedrigen unitären Leitfähigkeit und geringen Permeabilität für große monovalente Kationen unterscheiden.

Im Nervensystem werden SOCCs in vielen Hirnregionen exprimiert und beeinflussen die Freisetzung von Neurotransmittern und die synaptische Plastizität.

SOC scheint bei vielen Ca2+-abhängigen Prozessen eine wichtige Rolle zu spielen und ist an Erkrankungen wie Allergien, Multipler Sklerose, Tumorerkrakungen und entzündlichen Darmerkrankungen beteiligt.

1. Onodera K (2013) STIM1-regulierter Ca2+-Einstrom durch die apikale und die basolaterale Membran im Kolonepithel. INAGURAL-DISSERTATION Zur Erlangung des Grades Ph.D. der Fachbereiche Veterinärmedizin und Medizin der Justus-Liebig-Universität Gießen
2. Putney JW (1986): A model for receptor-regulated calcium entry. Cell Calcium 7: 1–12.
3. Putney JW (1981): Receptor Regulation of Calcium Release and Calcium Permeability in Parotid Glands Cells. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 296:  37–45.