AMBOSS: Signaltransduktion Flashcards
Welche Funktionen haben die drei Untereinheiten des G-Proteins jeweils?
G-Proteine sind heterotrimere Proteine mit je einer α-, β- und γ-Untereinheit.
Die α-Untereinheit bindet GTP, wenn der Rezeptor durch einen Liganden aktiviert wird. Sie besitzt zudem eine intrinsische GTPase-Aktivität, wodurch sie GTP zu GDP und Phosphat hydrolysieren kann, um sich selber wieder zu inaktivieren.
Die β- und γ-Untereinheiten liegen zusammen in einem Komplex vor und verankern den Rezeptor mithilfe von Lipiden in der Zellmembran.
An was für einen Rezeptortyp binden Katecholamine (Dopamin, Adrenalin, Noradrenalin)?
Nenne weitere typische Liganden dieses Rezeptortyps!
Bei den Katecholamin-Rezeptoren handelt es sich um sog. G-Protein-gekoppelte Rezeptoren.
Weitere typische Liganden sind Glucagon und glandotrope Hormone der Adenohypophyse (ACTH, LH, FSH, TSH).
Was versteht man unter Rezeptor-Tyrosinkinasen und wie funktionieren sie?
Sind Membranrezeptoren mit extrazellulärer Bindungsstelle für Liganden und intrazellulärer Tyrosinkinasedomäne.
Einige Tyrosinkinasen liegen im inaktiven Zustand bereits als Dimer vor, bei anderen führt die Bindung des Liganden zur Dimerisierung zweier Rezeptoren.
Deren Tyrosinkinasedomänen phosphorylieren sich anschließend gegenseitig an Tyrosylresten (sog. „Autophosphorylierung“) und steigern dadurch die Kinaseaktivität des Rezeptors.
Eine Vielzahl unterschiedlicher Signaltransduktionsmoleküle bindet an die phosphorylierten Tyrosylreste und löst über Effektormoleküle eine Signalkaskade aus.
Was sind klassische Liganden der Rezeptor-Tyrosinkinasen?
Klassische Liganden der Rezeptor-Tyrosinkinasen sind Insulin sowie verschiedene Wachstumsfaktoren (z.B. EGF, IGF, PDGF).
Beschreibe die Funktion des RAS-Proteins! Was geschieht bei einer Mutation des RAS-Gens?
Das RAS-Protein ist ein sog. Protoonkogen: Es ist gleichzeitig ein Rezeptor-Tyrosinkinasen-Effektor und ein monomeres G-Protein, dessen Aufgabe die Stimulation der Zellproliferation ist.
Durch Mutation kann RAS seine GTPase-Aktivität verlieren, wodurch es, einmal aktiviert, permanent aktiv bleibt. Dadurch kommt es zur unkontrollierten Zellteilung und somit zur Tumorentstehung.
Welche Signalkaskade wird neben dem Proteinkinase-B-(PKB)-Signalweg durch die Aktivierung des RAS-Proteins über den Insulinrezeptor in Gang gesetzt?
Die Bindung des Insulins an den Insulinrezeptor aktiviert u.a. das RAS-Protein.
Dieses kann nun die sog. MAP-Kinase-Kaskade in Gang setzen, die mittels Phosphorylierungen Transkriptionsfaktoren aktiviert und so Zellwachstum und -proliferation stimuliert.
Was ist cAMP, wie wird es synthetisiert und wieder abgebaut?
cAMP ist ein Second Messenger, der von der membranständigen Adenylatcyclase aus ATP synthetisiert wird und eine intrazelluläre Signalkaskade aktiviert.
Für die Beendigung des Signals wird cAMP durch eine spezifische Phosphodiesterase zu AMP hydrolysiert.
Wie wird Stickstoffmonoxid synthetisiert und wodurch wird die Synthese stimuliert?
Stickstoffmonoxid (NO) wird von der endothelialen NO-Synthase (= eNOS) in den Endothelzellen der Blutgefäße aus L-Arginin synthetisiert.
Die eNOS wird durch physikalische Einflüsse wie bspw. eine erhöhte Wandschubspannung von Arterien aktiviert.
Was ist das Besondere am Signalmolekül Stickstoffmonoxid (NO) und wie wirkt es in glatten Gefäßmuskelzellen?
NO ist ein sehr kleines Molekül,
das frei im Gewebe diffundieren kann.
Außerdem ist es ein kurzlebiges Radikal, das nicht aktiv abgebaut oder inaktiviert werden muss.
In glatten Gefäßmuskelzellen aktiviert es die lösliche Guanylatcyclase,
die die Umwandlung von GTP in cGMP katalysiert.
Über die Aktivierung der cGMP-abhängigen Proteinkinase G wird der Ca2+-Ausstrom aus dem sarkoplasmatischen Retikulum gehemmt, sodass es zu einer Relaxation der glatten Gefäßmuskulatur und folglich zu einer Vasodilatation kommt.
Was bewirkt eine Bindung von ANP (Atriopeptin) an seinen Rezeptor (Rezeptor für natriuretische Peptide vom Typ A (NPR-A)) auf dem Gefäßendothel?
Beim Rezeptor für natriuretische Peptide handelt es sich um eine membranständige Guanylatcyclase.
Bindet ANP, wird GTP zu cGMP umgewandelt, das wiederum als intrazellulärer Second Messenger eine cGMP-abhängige Proteinkinase aktiviert.
Über diesen Mechanismus vermittelt ANP eine Gefäßdilatation.
Beschreibe die Wirkung von Phosphodiesterase-Hemmern auf die glatte Muskulatur der Gefäße und Bronchien!
Die Second Messenger cAMP und cGMP werden durch verschiedene Phosphodiesterasen zu AMP und GMP abgebaut und inaktiviert.
Bei Phosphodiesterase-Hemmern handelt es sich um eine Gruppe von Medikamenten, die die Aktivität dieser Phosphodiesterasen hemmt und dadurch die Konzentration von cAMP und cGMP erhöht.
Dies bewirkt über eine Relaxation der glatten Muskulatur eine Vasodilatation sowie eine Bronchodilatation mit Verringerung des Atemwegswiderstands.
Was sind IP3 und DAG?
Inositol-1,4,5-trisphosphat (IP3) und Diacylglycerin (DAG)
sind Second Messenger einer G-Protein-gekoppelten Signalkaskade.
Welche Aufgaben haben IP3 und DAG?
Nach seiner Bildung diffundiert IP3 ins Zytosol und bindet dort an spezifische IP3 -Rezeptoren des endoplasmatischen Retikulums.
Es kommt zur Freisetzung von Ca2+ und einer Erhöhung der intrazellulären Ca2+-Konzentration, was wiederum verschiedene intrazelluläre Prozesse beeinflusst.
Da DAG lipophil ist, bleibt es in der Zellmembran verankert und aktiviert dort die Proteinkinase C.
Diese öffnet zum einen Calciumkanäle der Zellmembran und sorgt so für eine weitere Erhöhung der intrazellulären Ca2+-Konzentration,
zum anderen reguliert sie über Phosphorylierungen die Aktivität verschiedener Enzyme und beeinflusst dadurch u.a. Zellwachstum und -proliferation
