Natrium-Iodid-Symporter

Natrium-Iodid-Symporter
Eigenschaften des menschlichen Proteins
Masse/Länge Primärstruktur643 Aminosäuren
Sekundär- bis Quartärstrukturmultipass Membranprotein
Bezeichner
Gen-NamenSLC5A5 ; NIS
Externe IDs
Transporter-Klassifikation
TCDB2.A.21.5.1
BezeichnungSolut:Natrium-Symporter-Familie
Vorkommen
Homologie-FamilieNatrium-Solut-Symporter
Übergeordnetes TaxonLebewesen
AusnahmenPflanzen

Der Natrium-Iodid-Symporter (NIS), auch Natrium-Iodid-Cotransporter, ist ein Protein in der Zellmembran, das die Einschleusung von Iodid-Ionen aus dem Blut in die Zelle katalysiert. Es handelt sich also um ein Transportprotein. NIS kommt in allen Lebewesen außer den Pflanzen vor. Im Menschen wird NIS hauptsächlich in Schilddrüsenfollikelzellen, aber auch in geringerer Menge in den Milchdrüsen und den Eierstöcken produziert. Mutationen im SLC5A5-Gen können zu NIS-Mangel und dieser zu Hypothyreose (Dyshormogene Struma) führen.[1]

Die Membrantransportgleichung lautet:

Solut (außen) + 2 Na+ (außen) ⇒ Solut (innen) + 2 Na+ (innen)

Monovalente Anionen mit einem ähnlichen Ionenvolumen wie Iodid (etwa 4×10−23 cm3) konkurrieren mit diesem am Natrium-Iodid-Symporter.[2] Als Solut können bei NIS daher außer Iodid auch die Anionen Bromid, Chlorat, Bromat, Periodat, Perchlorat[2], Thiocyanat, Selenocyanat, Nitrat und Tetrafluoroborat fungieren. Die Iodidkonzentration in der Zelle kann 30- bis 40-mal höher werden als im Plasma.[3][4]

Das humane Protein besteht aus 13 Transmembrandomänen mit 643 Aminosäuren und einer Molekülmasse von 68.666 Da.

Regulation

Produktion von NIS wird durch Hemmung des PI3K-Signalwegs, aber auch durch Strahlung erhöht. Der Membrantransport durch NIS kann mit Thyreotropin stimuliert werden; Hemmung des Transports erfolgt durch hohe Iodidkonzentration in der Zelle, aber auch beispielsweise durch das Perchlorat-Ion, das eine 30-mal höhere Affinität zu NIS hat als Iodid.[5][6][7] Die apikale Weiterleitung in den kolloidalen Raum erfolgt über den Transporter Pendrin.[8]

Nuklearmedizinische Anwendung

Durch die Fähigkeit, Technetium oder radioaktives Iod aufzunehmen, wird SLC5A5 in der Nuklearmedizin als Reportergen benutzt, um Lokalisation, Funktionalität und Therapierbarkeit von (ggf. maligne entarteten) Schilddrüsenzellen in vivo zu dokumentieren; mit geeigneten Radionukliden (z. B. 131I, als beta-Strahler) ermöglicht es auch Therapie. Andere Radioisotope, die ebenfalls von NIS transportiert werden, wie beispielsweise 211At, könnten die Krebstherapie verbessern.[9][10][11]

Einzelnachweise

  1. ↑ UniProt-Eintrag
  2. ↑ a b T. Kuwert. Schilddrüse. In: T. Kuwert, F. Grünwald, U. Haberkorn, T. Krause: Nuklearmedizin. Stuttgart, New York 2008, ISBN 978-3-13-118504-4.
  3. ↑ TCDB: 2.A.21
  4. ↑ Jassal/D'Eustachio/reactome.org: Iodide is taken up by thyroid epithelial cells.
  5. ↑ Kogai T, Sajid-Crockett S, Newmarch LS, Liu YY, Brent GA: Phosphoinositide-3-kinase inhibition induces sodium/iodide symporter expression in rat thyroid cells and human papillary thyroid cancer cells. In: J. Endocrinol.. 199, Nr. 2, November 2008, S. 243–52. doi:10.1677/JOE-08-0333. PMID 18762555.
  6. ↑ Hingorani M, White CL, Zaidi S, et al: Radiation-mediated up-regulation of gene expression from replication-defective adenoviral vectors: implications for sodium iodide symporter gene therapy. In: Clin. Cancer Res.. 14, Nr. 15, August 2008, S. 4915–24. doi:10.1158/1078-0432.CCR-07-4049. PMID 18676766.
  7. ↑ Tran N, Valentín-Blasini L, Blount BC, et al: Thyroid-stimulating hormone increases active transport of perchlorate into thyroid cells. In: Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab.. 294, Nr. 4, April 2008, S. E802–6. doi:10.1152/ajpendo.00013.2008. PMID 18303123.
  8. ↑ Löffler / Petridas: Biochemie und Pathobiochemie. 9. Auflage. Springer-Verlag, Berlin 2014, ISBN 978-3-642-17972-3, S. 516.
  9. ↑ Terrovitis J, Kwok KF, Lautamäki R, et al: Ectopic expression of the sodium-iodide symporter enables imaging of transplanted cardiac stem cells in vivo by single-photon emission computed tomography or positron emission tomography. In: J. Am. Coll. Cardiol.. 52, Nr. 20, November 2008, S. 1652–60. doi:10.1016/j.jacc.2008.06.051. PMID 18992656.
  10. ↑ Dadachova E, Carrasco N: The Na/I symporter (NIS): imaging and therapeutic applications. In: Semin Nucl Med. 34, Nr. 1, Januar 2004, S. 23–31. PMID 14735456.
  11. ↑ Willhauck MJ, Samani BR, Wolf I, et al: The potential of 211Astatine for NIS-mediated radionuclide therapy in prostate cancer. In: Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. 35, Nr. 7, Juli 2008, S. 1272–81. doi:10.1007/s00259-008-0775-4. PMID 18404268.

Weblinks

Wikibooks: Natrium-Iodid Symporter – Lern- und Lehrmaterialien