Tauriinin soluunottoa säätelee osmolaarisuus

• HYPOTONIA

Jos extrasellulaarinen osmolaarisuus vähenee isotonisista arvoista akuutisti 50%, alenee tauriinin soluunotto Ehrlichin soluissa 70%. Vaikuttaa siltä, että tämä alentunut soluunotto johtuu pikemminkin osmolaarisuuden vähenemästä kuin jonikonsentraation alenemasta.

Solukalvo depolarisoituu noin 20 mV solun turvotessa sellaisessa ympäristössä, missä osmolaarisuus on puolet normaalista. Tästä johtuu suurin osa tauriinin soluunoton vähentymästä.

Hypotonisesta altistuksesta lisääntyy PKC aktiivisuus vain hieman.

Ja jos nyt hypotonisissa olosuhteissa nähty alentunut tauriinin soluunotto heijastaisi TauT kuljettajan enimmän osan olleen Status I- tilassa ( jossa kuljetusaktiivisuus on vähäinen), on oletettavaa, että solun turpoaminen alentaa myös calyculin-A sensitiivistä fosfataasiaktiivisuutta.

• HYPERTONIA

Jos solut siirretään hypertoniseen liuokseen, lisääntyy geenitranskriptio niissä geeneissä, jotka koodaavat aktiiviin soluunottoon vaikuttavia proteiineja ja päteviä (yhteensopivia, compatible) osmolyyttejä syntetisoivia proteiineja.

TauT kuljettajaa koodaavan mRNA:n syntetisoitumisen ja tauriinin akkumuloitumisen havaitaan lisääntyvän mm. MDCK soluissa, astrosyytin primääriviljelmissä ja Caco-2 soluissa ja nämä tapahtumat ovat osana adaptoitumista hyperosmoottiseen ympäristöön ( medium).

Samaan aikaan lisääntyy sorbitolin ja betaiinin akkumuloitumiset. On voitu identifioida tonisuudelle herkkä ( tonicity- sensitive enhancer ) kiihdyttäjä (TonE) sorbitolin kuljettajaa (SMIT) ja betaiinin kuljettajaa (BGT1) sekä aldoosireduktaasia ( sorbitolin synteesiin osallistuvaa entsyymiä) koodaavista geeneistä.

On ilmeistä, että sytosolinen transkription säätelijä (TonEBP, TonE binding protein) tulee fosforyloiduksi sellaisessa prosessissa, johon osallistuu tyrosiinikinaaseja ja MAPK p38 ( mitogen- activated protein kinase).

Ilmeistä on myöskin, että TonEBP( TonE sitova proteiini), tämä sytosolinen transkription säätelijä, translokoituu sitten solun tuman puolelle, ja siellä se sitoutuu TonE kiihdyttäjiin muutamissa tunneissa hypertonisen altistuksen jälkeen.

Tauriininkuljettajalle (TauT) ei ole vielä löydetty mitään samantapaista tonisuuteen vastaavaa ainesta ( tonicity-responsive element).

Kuitenkin on havaittu, että jos imettäväissolut altistetaan solunulkoiselle korkealle tauriinipitoisuudelle, tästä seuraa TauT kuljettajaa koodaavan mRNA (lähetti-RNA):n vähenemä, TauT proteiinin ilmenemän vähenemä ja tauriinin soluunoton vähenemä.

Ollaan sitä mieltä, että itse TauT- geeni on kohde sellaiselle adaptatiiviselle säätelylle, mihin vaikuttaa dieetin tauriinin saatavuus.

On havaittu kaksi eri isoformia TauT proteiinia koodaavasta mRNA:sta. Löytö on tehty LLC-PK1 soluista eli kahdesta eri tuotteesta: eräästä 7.2 kb- tuotteesta, mikä säätyy vaimenemaan tauriinialtistuksen seuraamuksena ja eräästä 9.6 kb- tuotteesta, joka ei vaikutu tauriinialtistuksesta.

Han et al. luonnehtivat TauT geenin promoottorialueen ( rotan munuaisesta) ja he identifioivat kaksi estrogeenireseptorin kohdan puolikkaita ( half sites), yhden TATA boxin, TG22/(A-C)22 ja neljä DNA consensus sitoutumiskohtaa Sp1 transkriptiotekijöille, yhden kohdan WT-1/EGR.1/Sp1( overlapping) ja kaksi consens p53 kohdan puolikkaita ( half sites).
Sp1 tarvitaan basaaliseen promotor aktiivaatioon.
TG toisto on kriittinen, jotta TauT geeni voi ilmentyä täydellisenä.
WT-1 ja EGR-1 tarvitaan, jotta tauriininkuljetus voidaan kiihdyttää.
p53 kiinnittyy suoraan TauT promoottoriin ja vaimentaa TauT geenin transkription.

Tauriinin vaje:
Koe-eläimet, jotka ovat tauriinivajeisista pesueista, kärsivät munuaisen kehityksellisistä poikkeavuuksista.

TauT alassäätö:
Ne hiiret, joilla p53 ilmenee liian suurissa määrissä, potevat munuaisen hypoplasiaa tai munuaisen vajaatoimintaa.

Tästä seuraa olettamus, että TauT kuljetusproteiinia koodaavat geenit ovat p53 alaisia
( downsstream) kohdegeenejä ja täten linkkiytyy p53 tekijä munuaisen kehitykseen ja apoptoosiin.

Tauriinin ottoa soluun säätelee fosforylaatio

Tauriinin otto soluun vähenee useissa solulaaduissa seurauksena PKC entsyymin stimulaatiosta. Näihin soluihin kuuluvat Ehrlichin ascites solut ja astrosyytti (rotalta), MDCK solut ja aortan endoteelisolut( naudalta).

PKC:n mahdollisen fosforylaatiokohdan aminohapposekvenssiä vastaan kehitetyt vasta-aineet stimuloivat tauriinin sisäänmenoa ( influx) Xenopus oosyyteissä, jotka ilmentävät TauT proteiinia. ( Mainittu mahdoillinen fosforylaatiokohta sijaitsi neljännessä solunsisäisessä segmentissä).

On ilmeistä, että Seriini322- kohta TauT proteiinissa on PKC-entsyymin kohde.

Ilmeistä on myös, että PKC- välitteinen fosforylaatio alentaa TauT proteiinin affiniteettia tauriinia kohtaan.

Solun syklisen AMP:n (cAMP) moduloiminen stimuloi natriumjonista Na+ riippuvaa tauriinin sisäänottoa Ehrlichin soluihin ja rotan sydänsoluihin.
Mutta sen sijaan lipidin läpäisevät (lipid-permeable) cAMP-analogit vähentävät tauriinin soluunottoa Xenopus oosyyteissä, jotka ilmentävät hiiren TauT proteiinia.

Calyculin A on vahva seriini- ja threoniinifosfataasien (PP1, PP2A, PP3) inhibiittori ja estää tauriinin soluunottoa sekä huonontaa cAMP-efektiä tauriinin otossa Ehrlichin soluihin.

On tehty olettamus, että TauT esiintyy Ehrlichin soluissa kolmessa eri konfiguraatiossa tai tilassa ja nämä ovat:
Status I, Status II ja Status III.
Näillä on matala, normaali tai vastaavasti korkea kuljetusaktiivisuus.

Transitiota, siirtymää Status I < -- > Status II välillä
vallitsee PKC-välitteinen fossforylaatio
ja PP1, PP2A tai PP3-välitteiset defosforylaatiot.

Transitioon välillä Status II - - > Status III osallistuvat cAMP ja PKA.

Jos Ehrlichin soluja käsitellään calyculin A:lla, alenee natriumjoni : tauriini kytkeytymissuhde ja samoin alenee TauT kuljettajan natriumjoniaffiniteetti ja tauriiniaffiniteetti.

Koska natriumjonia vaaditaan tauriinin sitoutumisessa TauT kuljettajaan, on ehdotettu, että Status II -- > status III siirtymään osallistuu PKC-välitteinen TauT kuljettajan fosforylaatio ja siitä seuraa TauT proteiinin struktuurin muutos, mikä vaikuttaa natriumjonin sitoutumisessa TauT kuljettajaan

Tauriinin otto soluun vaatii Na+ ja Cl- elektrogeenisyyttä

Initiaalinen TAURIININ otto Ehrlichin ascites soluihin vaihteli (sigmoidiin tapaan) extrasellulaarisen natriumin (Na+) pitoisuuden funktiona. Yhtään tauriinia ei mennyt solun sisään, jos puuttui extrasellulaarista natriumia Na+.

Kun ottaa huomioon elektrokemiallisen Na+ gradientin tai laskee Hillin yhtälön mukaiset tiedot tauriinin soluunotosta, ilmenee, että 2-3 natriumjonia osallistuu tähän aktiiviin yhden tauriinimolekyylin soluunottoon tutkituissa Ehrlichin ascites soluissa.
Vastaavalla tavalla on kaniinin munuaissoluissa ja ohutsuolen nukassa arvioitu Na+:tauriini suhde 3:1 tapaiseksi.
Suhteen on todettu olevan 2:1 seuraavissa solutyypeissä: MDCK solut, sydämen myosyytit, nonmyosyytit.
Tutkija korostaa, että natrium:tauriini suhde useimmissa tapauksissa on saatu mittaamalla tauriinin sisäänvirtaus erilaisissa solunulkoisissa natriumpitoisuuksissa, mikä mittaustilanne ei tee eroa natriumjonien katalyyttisen vaikutuksen ja energeettisen vaikutuksen välillä. Täten suhde, joka on isompi kuin 2 ei välttämättä merkitse sitä, että 2 tai enemmän Na+ joneja translokoituu yhden tauriinimolekyylin kanssa solun sisään. Kuvaava esimerkki on kyyhkysen punasolu, jossa Na+: tauriini suhde arvioidaan aktivaatiometodilla tasoon 2.4, kun taas virtausten välinen suhde oli lähellä arvoa 1.
Jos alentaa solunulkoisen natriumjonin pitoisuutta alenee kuljettajan affiniteetti tauriinia kohtaan, mutta tällä natriumpitoisuuden vähentämisellä ei ole mitään vaikutusta kuljetuskapasiteettiin Ehrlichin soluissa tai erytrosyyteissö jotka ovat lajista Glycera dibranchiata. Tämä on taas päinvastoin kuin kampelan punasoluissa ja gliasoluissa, jotka ovat peräisin eräästä sammakkolajista( bullfrog), joissa tauriinin sisäänvirtauskapasiteetti ja affiniteetti alenee kun solunulkoinen natriumjonipitoisuus vähennetään.
Koska Na+ jonit lisäävät kuljettajan affiniteettia tauriinia kohtaan, on tehty olettamus, että Na+ joneja sitoutuu tauriinin kuljettajaan  (TauT) ja silloin muuttuu sen tertiäärinen rakenne ennen tauriinimolekyyliin sitoutumista .

Initiaalinen tauriinin soluunotto vaihtelee hyperboliseen tapaan extrasellulaarisen kloridijonin (Cl-) pitoisuuden funktiona. On ehdotettu kloridijonin ja tauriinin sitoutumissuhteeksi 1:1 tässä aktiivissa tauriinin sisäänotossa. Näin tapahtuu Ehrlichin soluissa, kaniinin munuaisessa ja ohutsuolen nukassa sekä naudan aivojen hiusverisuonten endoteelisoluissa.

Anioinien suosituimmuusjärjestys tauriinin otossa on seuraava:
Cl- > SCN- > NO3- Ehrlichin soluissa.
Cl- > Br- >>SCN- > I- > NO3- kaniinin munuaisessa
Cl- > Br-> SCN- glukonaatti MDCK soluissa.
Jos kloridi substituoitiin täydellisesti joko NO3- tai tiosyanaattijonilla Ehrlichin soluissa, aleni tauriinin initiaalinen soluunotto 75% ja vastaavasti 20%. Molemmissa tapauksissa kalvopotentiaali oli depolarisoitunut 20mV.

Täten anionisubstituution vaikutus tauriinin soluunottoon ei vaikuta olevan sekundääristä kalvopotentiaalin muuttumisessa.
On tehty havainto, että disulfonistilbeeniyhdiste estää inorgaanista anionikuljetusta selektiivisesti useissa kudoksissa ( esim munuaisessa) , mikä viittaa siihen, että tauriinin translokaatio TauT proteiinin avulla vaatii anioneille intaktin sitoutumiskohdan.

Mitä tulee kloridijonin vaikutustapoihin, Boge et al. ovat ehdottaneet, että kloridijoni ( Cl-) vaikuttaisi lisäämällä spesifisiä natriumjoneille saatavilla olevia kohtia kuljettajaproteiinissa.
Sittemmin Wolff et al. osoittivat, että kloridijonisubstituutio vähensi Na+: tauriini suhdetta tasolta 2:1 tasolle 1:1, mikä viittaisi siihen, että kloridijonin tehtävänä olisi kiihdyttää toisen natriumjonin sitoutumista TauT kuljettajaproteiiniin.

Tauriinin kuljetukselle vaaditaan kloridigradientti kaniinin munuaisessa (brush border). On ehdotettu, että kloridijoni stimuloisi tauriinin sisäänvirtausta primääristi kiihdyttämällä tauriini:TauT kompleksin muodostumista.

Tässä yhteydessä Lambert mainitsee, että ihmisellä kloridijoni Cl- muuntaa natriumjonin Na+ jonin affiniteettia GAT1-kuljettajasysteemissä (joka on Na+, Cl--riippuvainen GABA kuljettaja) sekä toisessakin kuljetussysteemissä SLGT1, (Na+, glukoosi yhteiskuljetus),
mutta kloridijoni ei vaikuta itse verkkovarausten siirtymiin ( net charge transport) plasmakalvon lävitse, mikä on mitä käsitettävintä, koska Cl- palaa cis- puolelle osana kuljetusjärjestelmää (GAT1) tai vain kiinnittyy kuljettajaan ja vaikuttaa kuljetuksen kinetiikkaan. (SLGT1).


Tauriinin soluunottoa Ehrlichin soluissa stimuloi alkalinen pH ja kalvon hyperpolarisaatio.
Tauriinin soluunottoa kalvorakkuloihin jejunumissa, munuaisessa simuloi samoin myös kalvon trans- puolen negatiivinen potentiaali.

Hiiren aivosta on kloonattu cDNA kirjastosta tauriini/ beeta-alaniini kuljettaja ja sen isoelektrinen piste pI on pH 5.98.

...
Jos olettaa, että 3 Na+ ja yksi Cl- translokoituu sytosoliseen aitioon yhdessä yhden tauriinin kanssa, ilmeinen elektroneutraalisuus aktiivista tauriinin sisäänotosta viittaisi siihen, että kationeja (Na+, K+) palaa extrasellulaariseen aitioon TauT:n kautta osana translokaatiosykliä tai Na+ palaa Na+/K+ jonipumpun kautta kohonneella tahdilla.

On noteerattava, että tauriini, aivan kuten inhibitorinen hermonvälittäjäaine GABA, lisää kloridin permeabiliteettia , jos sitä lisätään suoraan neuroneihin.
Kuitenkin tasapainopotentiaali kloridijonille esim Ehrlichin soluissa on positiivisempi kuin solun kalvopotentiaali ja koska solukalvo ei ole depolarisoitunut tauriinin lisäämisestä, on oletettavaa, että tauriini ei lisää kloridin johtuvuutta Ehrlichin soluissa.


https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=SLC6A6&keywords=TauT
Eräs raportti kertoo, että ihmisen TauT proteiinin N-terminaalin tutkimuksissa vasta-aineilla on tunnistettu kolme proteiinijuovaa ja kaksi muuta proteiinialuetta. Lisäksi on löydetty kolme TauT translaatiotuotetta. Kysellään, edustavatko eri proteiinijuovat TauT:n konfiguraatiossa erilaisia tauriiniaffiniteetteja, Na+ ja Cl- affiniteetteja tai erilaisia substraattiin kytkeytymissuhteita.

Akiivi tauriinin soluunotto. TauT, Tauriininkuljettaja

Tauriinin kuljettajaproteiini, TauT (taurine transporter)

TauT on proteiini jossa on 590-655 aminohapon peptidiketju. Molekyylipaino on 65- 74 kDa.

TauT kuuluu Na+ ja Cl- joneista riippuviin kuljettajaproteiineihin.

On päätelty että

• siinä on 12 hydrofobista "membrane spanning" domaania. Sekä C-terminaali että N- terminaali ovat sytosolin puolella.
• siinä on kaksi mahdollista glykosylaatiokohtaa toisessa solun ulkopuolisessa silmukassa
• siinä on useita mahdollisia fosforylaatiokohtia PKC entsyymille ja cAMP:stä riippuvalle PKA entsyymeille ja kaseiinikinaasi II-entsyymille solun sisälläolevissa silmukoissa ja C-terminaalissa
• Lisäksi on näyttöä siitä, että ensimmäinen TauT:n solunulkoinen silmukka osallistuu vuorovaikutuksiin natrium 8Na+) ja kloridi 8Cl-) jonien kanssa.
  

TauT sietää sekä sulfanaatti- että sulfinaattiryhmiä.

Tauriinin sisäänpääsyn tehokkaat inhibiittorit ovat beta-alaniini ja hypotauriini