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{{Infobox Protein
| Name =
| Bild = Protein_CFTR_PDB_1xmi.png
| Bild_legende = Darstellung nach {{PDB2|1xmi}}
| PDB = {{PDB2|1NBD}}, {{PDB2|1XMI}}, {{PDB2|1XMJ}}, {{PDB2|2BBO}}, {{PDB2|2BBS}}, {{PDB2|2BBT}}, {{PDB2|2LOB}}, {{PDB2|2PZE}}, {{PDB2|2PZF}}, {{PDB2|2PZG}}, {{PDB2|3GD7}}, {{PDB2|3ISW}}
| Groesse = 1480 [[Aminosäuren|AS]]; 168 [[Dalton (Einheit)|kDa]]
| Kofaktor =
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| Struktur = multipass Membranprotein
| Isoformen = 3
| HGNCid = 1884
| Symbol = CFTR
| AltSymbols = ABC35, ABCC7, CF, CFTR/MRP, MRP7, TNR-CFTR, dJ760C5.1
| OMIM = 602421
| UniProt = P13569
| MGIid = 88388
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| TranspText = ABC Superfamily
| EC-Nummer =
| Kategorie =
| Peptidase_fam =
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| Homolog_fam = ABC-Transporter
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| Orthologe = {{ Protein Orthologe
| Spezies1 = Mensch
| Spezies2 = Hausmaus
| S1_EntrezGene = 1080
| S1_Ensembl = ENSG00000001626
| S1_RefseqmRNA = NM_000492
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}}
}}Der '''Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR)''' ist ein auf der Oberfläche von Zellen festsitzendes [[Protein]], ein sogenannter [[Chloridkanal]], der hauptsächlich in der [[Zellmembran]] von [[Epithelzellen]] von Fischen und [[Landwirbeltiere]]n vorkommt. Mutationen im CFTR-[[Gen]] beim Menschen führen zum Fehlen oder zur eingeschränkten Funktion des Kanals, was Ursache der [[Mukoviszidose]] (zystischen Fibrose) und der kongenitalen Aplasie des Vas deferens ([[CAVD]]) ist.

== Biosynthese ==
Das CFTR-Gen befindet sich auf [[Chromosom 7 (Mensch)|Chromosom 7]] in der q31.2-Region. Es ist 250 kb lang und besteht aus 27 [[Exon]]s. Die [[Transkription (Biologie)|transkribierte]] [[mRNA]] hat eine Länge von 6.123 Basen und nach [[Translation (Biologie)|Translation]] und [[posttranslationale Modifikation|posttranslationaler Modifikation]] entsteht das CFTR-Protein mit 1.480 [[Aminosäuren]].<ref>[http://www.ensembl.org/Homo_sapiens/geneview?gene=ENSG00000001626 ENSEMBL-Eintrag]</ref>

== Proteinstruktur ==
[[Datei:CFTR protein structure scheme 02.svg|mini|hochkant=1.5|Schematischer Aufbau des CFTR-Proteins. Oberhalb der Zellmembran befindet sich der [[Extrazellularraum]]. Die Rechtecke (grau) stellen die zwölf transmembranen Helices dar. Die langen Schleifen im Intrazellularraum symbolisieren die zwei ATP-bindenden Kassetten (NBD1 und NBD2) und die R-Domäne.]]
Das Protein ist ein integrales Protein, das zu den [[Cyclisches Adenosinmonophosphat|cAMP]]-regulierten [[Ionenkanal|Ionenkanälen]] gehört. Es besitzt zwei Untereinheiten mit je sechs [[Transmembrandomäne]]n, die den eigentlichen Transportkanal bilden. Zusätzlich besitzt das Protein zwei Nucleotid-Bindedomänen (NBD 1 und 2) und eine [[Zytoplasma|cytoplasmische]] (innerhalb der Zelle befindliche) regulatorische Domäne (R). Diese R-Domäne kann durch die [[Proteinkinase]] A phosphoryliert und somit aktiviert werden. CFTR enthält noch weitere Bindedomänen für Protein-Protein-Wechselwirkungen, dadurch reguliert es unter anderem den Transport von [[Bicarbonat]] und andere Kanäle.
Es ist außerdem ein ATP-bindender [[ABC-Transporter]].<ref>{{UniProt|P13569}}</ref>

== Funktion und Pathologie ==
Das CFTR-Protein reguliert den Wasser- und Salztransport, der durch die Plasmamembran von Epithelzellen stattfindet.

CFTR-Mutationen können auf unterschiedliche Weise die Bildung des funktionsfähigen Membranproteins beeinträchtigen und damit den [[Membrantransport|Transport]] von Chlorid-[[Ion]]en ([[Chlor|Cl]]<sup>−</sup>) aus der Zelle einschränken oder zum Erliegen bringen. Infolge der veränderten Konzentrationsunterschiede von Ionen innerhalb zu außerhalb der Zelle entstehen [[Sekretion|Sekrete]] mit verringertem Wassergehalt. Daher werden zähflüssige Sekrete gebildet, die sich in feinen Kanälen stauen, Ausführungsgänge verstopfen und schlecht abgebaut werden. Dies kann beispielsweise in der Lunge oder dem Samenleiter ([[Vas deferens]]) auftreten.

=== Mutationsklassen ===
Man unterscheidet sechs Mutationsklassen:

*1. Klasse: keine Proteinsynthese, da Mutation richtiges Spleißen verhindert
*2. Klasse: Protein kann nicht im [[endoplasmatisches Retikulum|endoplasmatischen Retikulum]] reifen
*3. Klasse: Protein reift und erreicht Zielmembran, jedoch fehlende Funktion als Chloridkanal
*4. Klasse: Protein ist in die Zielmembran eingebaut, hat aber abnormale leitende Eigenschaften
*5. Klasse: Bildung einiger funktionsfähiger Proteine
*6. Klasse: Verringerung der Halbwertszeit der Proteine

Klassen 1 bis 3 sind schwere Mutationen, während 4 bis 6 zu den leichten Mutationen zählen – hier ist die Funktion des Kanals nicht vollständig gehemmt.

Ob nun die Mutation zu zystischer Fibrose oder CAVD führt, hängt von den Mutationen auf beiden Allelen ab. Der Einfluss anderer Genprodukte spielt eine Rolle bei der Schwere der Krankheit.

=== Bekannte Mutationen ===
==== ΔF508 ====
Bei dieser Mutation fehlt wegen einer Deletion von drei Nukleotiden an der Stelle 508 die Aminosäure [[Phenylalanin]]. Das Protein kann nicht korrekt gefaltet werden, weshalb es von der [[Proteinqualitätskontrolle]] im [[Proteasom]] abgebaut wird. ΔF508 gehört somit zu den Klasse-2-Mutationen. In Fällen, in denen das Protein trotz Qualitätskontrolle in die Membran integriert wird, weist ΔF508 eine gestörte Funktion als Chloridkanal auf<ref>{{Literatur |Autor=Oscar Moran |Titel=The gating of the CFTR channel |Sammelwerk=Cellular and Molecular Life Sciences |Band=74 |Nummer=1 |Datum=2017-01-01 |ISSN=1420-9071 |DOI=10.1007/s00018-016-2390-z |Seiten=85–92}}</ref>.

==== R117H ====
Ist eine etwas mildere aber dennoch häufig auftretende Mutation, sie gehört zu den Klasse-4-Mutationen, die oft bei CBAVD-Patienten gefunden wird. Es ist eine Missense-Mutation, bei der an der 117. Stelle die Aminosäure Arginin durch Histidin ausgetauscht wurde. Diese Mutation führt zu einer geringeren Chloridionen-Leitfähigkeit.

=== Polymorphismen ===
Neben den Mutationen sind auch [[Polymorphismen]] häufig bei Patienten mit CAVD oder zystischer Fibrose zu finden. Die Polymorphismen gehören zu den Klasse-5-Mutationen.
Man hat herausgefunden, dass es Unterschiede gibt in der Thymidinanzahl am Ende der 3'-Spleißstelle vor Exon 9. Man unterscheidet zwischen T5, T7 und T9. Je weniger Thymidin vorhanden ist, desto mehr sinkt die Spleißeffizienz für Exon 9. Dies hat zur Folge, dass die CFTR-Proteine nicht richtig gefaltet sind und somit abgebaut werden. Hier spricht man auch von partieller Penetranz, d. h. Durchschlagskraft. Die partielle Penetranz kann durch einen genetischen Faktor erklärt werden, den (TG)m-Polymorphismus. Denn die Effizienz des Spleißens an Exon 9 hängt u. a. von den TG-Wiederholungen ab. Je mehr TG-Wiederholungen im Intron 8 vorhanden sind, desto ineffizienter ist das Spleißen.

== Literatur ==
* M. Claustres: ''Molecular pathology of the CFTR locus in male infertility.'' In: ''[[Reproductive Biomedicine Online]].'' Band 10, Nummer 1, Januar 2005, S. 14–41, {{ISSN|1472-6483}}. PMID 15705292. (Review).

* H. Cuppens, J. J. Cassiman: ''CFTR mutations and polymorphisms in male infertility.'' In: ''International journal of andrology.'' Band 27, Nummer 5, Oktober 2004, S. 251–256, {{ISSN|0105-6263}}. {{DOI|10.1111/j.1365-2605.2004.00485.x}}. PMID 15379964. (Review).
* G. Phillipson: ''Cystic fibrosis and reproduction.'' In: ''Reproduction, fertility, and development.'' Band 10, Nummer 1, 1998, S. 113–119, {{ISSN|1031-3613}}. PMID 9727601. (Review).

* W. B. Guggino, B. A. Stanton: ''New insights into cystic fibrosis: molecular switches that regulate CFTR.'' In: ''Nature reviews. Molecular cell biology.'' Band 7, Nummer 6, Juni 2006, S. 426–436, {{ISSN|1471-0072}}. {{DOI|10.1038/nrm1949}}. PMID 16723978.

== Einzelnachweise ==
<references />

== Weblinks ==
* [http://www.genet.sickkids.on.ca/cftr Online-Datenbank zu Mutationen des CFTR-Gens]

[[Kategorie:Pneumologie]]
[[Kategorie:Membran-ATPase]]
[[Kategorie:Codiert auf Chromosom 7 (Mensch)]]

Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator - Versionsgeschichte

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