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Karina Eckey

• The voltage-gated potassium channels K\(_{v}\)7 are expressed in many organs including the heart, brain, and inner ear. The interaction between K\(_{v}\)7.1/KCNE1 channels and the regulatory lipid PI(4,5)P\(_{2}\) was examined. Potential interaction sites were identified in the intracellular S2-S3 and S4-S5 linkers, and in the intracellular part of S6. Molecular dynamics (MD) simulations demonstrated a stabilisation of the voltage sensor domain, domain linker, and S6. PI(4,5)P\(_{2}\) regulation was disturbed in disorder-associated mutants. Further, it was investigated whether K\(_{v}\)7.4 is regulated by the lipid PI(3,5)P\(_{2}\) and the synthesising kinase PIKfyve and how this happens on the molecular basis. PIKfyve and PI(3,5)P\(_{2}\) indeed regulated K\(_{v}\)7.4 channels. The results suggested a more complex regulatory pathway with unknown components. The region prior to S1 was important for regulation. MD simulations demonstrated small structural changes in the pore domain but not in the proposed binding site.
• Die spannungsabhängigen Kaliumkanäle K\(_{v}\)7 werden unter anderem in Herz, Gehirn und Innenohr exprimiert. Hier wurde die Interaktion zwischen K\(_{v}\)7.1/KCNE1-Kanälen und dem regulatorischen Lipid PI(4,5)P\(_{2}\) untersucht. Potentielle Interaktionsstellen wurden in den intrazellulären S2-S3- und S4-S5-Linkern und in der intrazellulären Region von S6 identifiziert. Molekulardynamik (MD)-Simulationen zeigten eine Stabilisierung von Spannungssensor-Domäne, Domänenverbindung und S6. PI(4,5)P\(_{2}\)-Regulation war in krankheitsassoziierten Mutanten gestört. Weiterhin wurde die Regulation von K\(_{v}7\).4 durch das Lipid PI(3,5)P\(_{2}\) und die synthetisierende Kinase PIKfyve untersucht. Tatsächlich regulierten PIKfyve und PI(3,5)P\(_{2}\) die Kanäle. Die Ergebnisse wiesen auf einen komplexen Mechanismus mit unbekannten Komponenten hin. Die Region vor S1 war wichtig für diese Regulation. MD Simulationen zeigten kleine strukturelle Veränderungen in der Porendomäne aber nicht in der vermuteten Bindestelle.