Biogene Amine sind kleine organische Verbindungen, die (auch) bei Insekten als Neurotransmitter, Neuromodulatoren und/oder Neurohormone wirken Bei Insekten sind die Amine Dopamin, Tyramin, Octopamin, Serotonin (5-Hydroxytryptamin, 5-HT) und Histamin als Botenstoffe von größerer Bedeutung.
Ein Schwerpunkt meiner bisherigen Arbeiten liegt in der molekularen und pharmakologischen Charakterisierung von G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (GPCRs) für die biogene Amine bei der Honigbiene.
Hierunter verstehe ich die Aufklärung ihrer Primärstruktur, ihrer pharmakologischen Eigenschaften, ihrer Kopplung an intrazelluläre Botenstoffwege sowie ihrer Expressionsmuster. Die Honigbiene Apis mellifera, ist nicht nur als Bestäuber von Blütenpflanzen von außerordentlicher ökologischer Bedeutung, sondern auch ein etablierter Modellorganismus für das Studium der molekularen und zellulären Grundlagen von Lernvorgängen sowie der Arbeitsteilung im Insektenstaat.
An der Steuerung und Modulation dieser Phänomene sind biogene Amine und deren Rezeptoren maßgeblich beteiligt. Bisher habe ich zwei Dopaminrezeptoren (AmDOP1, AmDOP2), zwei Tyraminrezeptoren (AmTAR1, AmTAR2), zwei Octopaminrezeptoren (AmOctαR, AmOctα2R) und vier Serotoninrezeptoren (Am5-HT1A, Am5 HT2α+β, Am5-HT7) der Honigbiene funktionell charakterisiert. Mein langfristiges Ziel ist die vollständige entwicklungsabhängige Kartierung aller aminergen Rezeptoren der Honigbiene, von denen insgesamt 19 Vertreter bekannt sind.
Darüber hinaus plane ich, allen diesen Rezeptoren Funktionen zuzuordnen. Die Honigbiene ist für Untersuchungen der funktionellen Bedeutung der aminergen Signaltransduktion besonders gut geeignet, da sie über ein umfangreiches Verhaltensrepertoire verfügt und für sie viele hochspezifische Verhaltenstests entwickelt wurden (z.B. Bestimmung gustatorischer, visueller und olfaktorischer Reaktionsschwellen, nicht-assoziatives und assoziatives Lernen, Phototaxis etc.). Dadurch wird die Durchführung gezielter verhaltenspharmakologischer Experimente möglich.
Publikationen
- AmOctα2R: Functional characterization of a honeybee octopamine receptor inhibiting adenylyl cyclase activity
Blenau W, Wilms JA, Balfanz S, Baumann, A
Internation Journal of Molecular Sciences. 2020 Dec;21(24):9334.
DOI: 10.3390/ijms21249334 - Function and distribution of 5-HT2 receptors in the honeybee (Apis mellifera)
Thamm M, Rolke D, Jordan N, Schiffer C, Baumann A, Blenau W
PLoS ONE. 2013 Dec;8(12):e82407.
DOI: 10.1371/journal.pone.0082407 - Characterization of the 5-HT1A receptor of the honeybee (Apis mellifera) and involvement of serotonin in phototactic behavior
Thamm M, Balfanz S, Scheiner R, Baumann A, Blenau W
Cellular and Molecular Life Sciences. 2010 Mar;67:2467-2479.
DOI: 10.1007/s00018-010-0350-6