Prof. Dr. rer. nat. Toni Schneider
Gruppenleiter
Curriculum Vitae
Toni Schneider studierte von 1973 bis 1984 Biologie, Chemie und Pädagogik in Bonn. Von 1980 bis 1984 arbeitete er im Rahmen seiner Dissertation im Labor von Prof. Dr. Augustin Betz am Botanischen Institut der Universität zu Bonn, wo er einen neuen Fermentationstyp für den anaeroben Umbau von Paramylon in Wachsmonoester fand. Seine wissenschaftlichen Arbeiten als Postdoc im Labor von Prof. Dr. Franz Hofmann (1986 – 1991) an der Universität des Saarlandes in Homburg (Physiologische Chemie) und im Labor von Prof. Dr. Lutz Birnbaumer (1991 - 1994) am Baylor College of Medicine in Houston (Molecular Physiology and Biophysics) befassten sich mit pharmakologischen, strukturellen und funktionellen Eigenschaften bekannter und neuer spannungsgesteuerter Kalziumkanäle des Skelett- und Herzmuskels sowie des Zentralnervensystems. Seit 1994 ist Toni Schneider als Gruppenleiter am Institut für Neurophysiologie der Universität zu Köln tätig (Institutsdirektor Prof. Dr. Dr. h.c. Jürgen Hescheler).
Forschungsschwerpunkte
Die Gruppe beschäftigt sich mit den strukturellen und funktionellen Eigenschaften Spurenmetall(Zn2+-/Cu2+)-empfindlicher spannungsgesteuerter Kalziumkanäle, welche in Kardiomyozyten, sekretorisch aktiven Zellen und in entscheidenden Schaltstellen des Zentralnervensystems die Rhythmogenese vermittelt durch moderate Änderungen der basalen Spurenmetallionen-Konzentration beeinflussen.
1. Kardiale Arrhythmie
Sogenannte „pharmakoresistente“ spannungsgesteuerte Kalziumkanäle mit den ionenleitenden Untereinheiten Cav2.3 (R-Typ) und Cav3.2 (T-Typ) kommen im Herzen in geringer Konzentration vor. Ihre Geninaktivierung bewirkt einen moderaten kardialen Phänotyp, der im Falle von R-Typ defizienten Mäusen zu arhythmogenem Verhalten der Herzen in vivo und ex vivo führt (Galetin, Tevoufouet et al., 2013: Cell Biochem. Funct. 31: 434-449). Es wird derzeit untersucht, durch welchen Mechanismus (neuronal oder kardiomyocytär) die Rhythmusstörung verursacht wird.
2. Sekretion und Neurotransmitter-Freisetzung
Die Freisetzung von Peptidhormonen und von Neurotransmittern wird auch von R-Typ Kalziumkanälen gesteuert. Vor allem bei der Peptidhormon-Sekretion (Insulin, Glucagon und Somatostatin) wird deutlich, dass der Einfluss von mit Insulin kosezernierten Schwermetallkationen wie Zinkionen die Glukosehomöostase via R-Typ Kanäle beeinflusst (Drobinskaya, Neumaier et al., 2015: Biochim.Biophys.Acta, 1853: 953-964).
3. Zentralnervöse Rhythmogenese
Kainat-induzierte Epileptogenese und Schlafverhalten verlaufen unterschiedlich nach Geninaktivierung des R-Typ Kalziumkanals. Es muss somit davon ausgegangen werden, dass hippokampale und thalamocortikale Schaltkreise die Expression des Schwermetall-empfindlichen R-Typ Kalziumkanals benötigen, um einen regelmäßigen Rhythmus in den jeweiligen physiologischen Zusammenhängen zu erzeugen. Insbesondere das Verständnis der Einflussnahme von Schwermetallkationen auf diese Prozesse steht im Mittelpunkt der aktuellen Forschung (Neumaier et al., 2015: Progr. Neurobiol., 129: 1-36).
4. Isolierte und mit Nährlösung umspülte Vertebraten-Netzhaut
Als organotypisches Präparat dient die Rinder- oder Maus-Retina der Untersuchung transretinaler Erregungsausbreitung und der regulatorischen inhibitorischen Rückkopplung über gaba- und glycinerge Schaltkreise, in denen pharmakoresistente spannungsgesteuerte Kalziumkanäle involviert sind (Alnawaiseh et al., 2011: Acta Ophthalmol., 89: e579-90).
Publikationen
Disturbances in glucose-tolerance, insulin-release and stress-induced hyperglycemia upon disruption of the Cav2.3 (1E) subunit of voltage-gated Ca2+ channels.
Pereverzev A, Mikhna M, Vajna R, Gissel C, Henry M, Weiergräber M, Hescheler J, Smyth N, Schneider T (2002) Mol Endocrinol 16: 884-895.
The molecular chaperone hsp70 interacts with the cytosolic II-III loop of the Cav2.3 E-type voltage-gated Ca2+ channel.
Krieger A, Radhakrishnan K, Pereverzev A, Siapich SA, Banat M, Kamp MA, Leroy J, Klöckner U, Hescheler J, Weiergräber M, Schneider T (2006) Cell Physiol Biochem 17: 97-110.
Antagonists of ionotropic gamma-aminobutyric acid receptors impair the NiCl2-mediated stimulation of the electroretinogramm b-wave amplitude from the isolated superfused vertebrate retina.
Siapich SA, Banat M, Albanna W, Hescheler J, Lüke M, Schneider T (2009) Acta Ophthalmol 87: 854-865.
APLP1 and Rab5A Interact with the II-III loop of the Voltage-gated Ca2+-channel Cav2.3 and Modulate its Internalization Differently.
Radhakrishnan K, Krieger A, Maxine Dibué, Hescheler J, Schneider T (2011) Cellul Physiol Biochem 28: 603-612.
Electroretinographic Recordings from the Isolated and Superfused Murine Retina.
Alnawaiseh M, Albanna W, Banat M, Abumuaileq R, Hescheler J, Schneider T (2011) In: Electroretinograms (Belulsic G, ed), pp 175-190. Rijeka: Croatia.
The C-terminus of human Cav2.3 voltage-gated calcium channel interacts with alternatively spliced calmodulin-2 expressed in two human cell lines.
Kamp MA, Shakeri B, Tevoufouet EE, Krieger A, Henry M, Behnke K, Herzig S, Hescheler J, Radhakrishnan K, Parent L, Schneider T (2012) Biochim Biophys Acta 1824: 1045-1057.
Pharmacoresistant CaV2.3 (E-/R-type) voltage-gated calcium channels influence heart rate dynamics and may contribute to cardiac impulse conduction.
Galetin T, Tevoufouet EE, Sandmeyer J, Matthes J, Nguemo F, Hescheler J, Weiergräber M, Schneider T (2013) Cell Biochemistry & Function 31: 434-449.
Cardiac Phenomena During Kainic-acid Induced Epilepsy and Lamotrigine Antiepileptic Therapy.
Dibué M, Kamp MA, Neumaier F, Steiger H-J, Hänggi D, Hescheler J, Schneider T (2014) Epilepsy Res 108: 666-674.
Diethyldithiocarbamate-mediated zinc ion chelation reveals role of Cav2.3 channels in glucagon secretion.
Drobinskaya I, Neumaier F, Pereverzev A, Hescheler J, Schneider T (2015) Biochim Biophys Acta Mol Cell Res 1854: 953-964.
Determinants of channel function and modulation by inorganic cations.
Neumaier F, Dibué-Adjei M, Hescheler J, Schneider T (2015) Voltage-gated calcium channels: Progress in Neurobiology 129: 1-36.
A practical guide to the preparation and use of metal ion - buffered systems in physiological research.
Neumaier Felix, Alpdogan Serdar, Hescheler Jürgen, Schneider Toni (2018) Acta Physiologica (Oxf.) 222(3). doi: 10.1111/apha.12988. Review.
Protein phosphorylation maintains the normal function of cloned human Cav2.3 channels.
Neumaier Felix, Alpdogan Serdar, Hescheler Jürgen, Schneider Toni (2018) J. Gen. Physiology, in press. doi: 10.1085/jgp.201711880.
Reciprocal modulation of Cav2.3 E-/ R-Type voltage-gated calcium channels by copper(II) ions and kainate.
Neumaier F., Akhtar I, Hescheler J., Schneider T. (2018) J. Neurochem., in press, doi: 10.1111/jnc.14546.