F13: Membranproteiner Flashcards
Hvorfor er det svært at studere membranproteiner?
Det er svært at finde ud af struktur/funktion uden for membranen.
Hvad er der i membranen?
Proteiner og lipider, men i forskelligt forhold alt efter, hvilken organel/celle man ser på. Lipidindholdet varierer også mht. fx phospholipider, glykolipider, sphingolipider m.m.
Er et protein altid kun inde eller ude ift. membranen?
Nej, fx phosphatidylserin er inde i nogle celler og ude i andre.
Hvad er fluid mosaic model?
Model over membranen, hvor elementerne i den kan drive rundt som skibe på havet (dybt, I know), da der ikke er nogen kovalente interaktioner. Der er en indre hydrofob region og integralproteiner interagerer via hydrofobe interaktioner. Kulhydrater og disulfidbroer findes på ydersiden.
Hvordan kan proteiner forankres i membran?
Fx ved lipidering
Hvordan kan integrale membranproteiner fjernes?
Ved at detergenter/organiske opløsningsmidler/denaturanter laver micelle-struktur omkring dem. Hvis de er kovalent bundet til et lipid, skal der enzymaktivitet til.
Hvordan kan perifære membranproteiner fjernes?
Ved forskydning i saltkoncentration eller pH med fx carbonat eller med et chelerende stof, så de ikke længere kan binde til hydrofile hoveder på integrale membranproteiner.
Hvordan kan man finde ud af, hvilke proteiner, der sidder hvor i membranen?
Man kan kløve med trypsin og derefter lave MS eller lave kemisk mærkning vha. polære og upolære og derefter MS.
Man kan lysere celler og vaske indholdet ud, så man får ghost cells - og derved skille membran- og cytosoliske proteiner. Man kan også vende vrangen udad på røde blodceller og lave de samme analyser.
Forklar, hvordan man laver et hydropatiplot
Et vindue med ml. 7 og 20 aa-rester analyseres for gennemsnitlig hydrofobicitetsindex, der plottes som funktion af aa-resten i midten af vinduet.
Indexet bestemmes ud fra fri energi ved overførsel fra olie til vand.
Hvilke aa-rester findes i grænsefladen ml. vand og membran?
Tyr og især Trp, da de kan interagere med begge faser
Hvor mange hydrofobe aa-rester skal der være, før der kan være en alfahelix gennem membranen?
Ca. 30
Hvilken struktur har poriner?
Betabarrel, muligvis alternerende hydrofobe og hydrofile rester. Hver streng er 8-10 rester lang,
Hvor er de positivt ladede rester? Og hvorfor?
Inde i cellen - det er svært at få K og R gennem membranen (kan binde til negative lipider) og det er også svært at afprotonisere dem. Der kan også være elektrokemisk gradient, der gør det favorabelt. Samtidig kan dipolernes orientering i lipiderne gøre det sværere for kationer at komme gennem membranen.
Hvilke stoffer kan komme igennem membranen?
CO2, O2, N2 (gasser), små uladede molekyler som urea og ethanol
Hvilke stoffer kan ikke komme igennem?
Vand kan med aquaporiner.
Ioner, aa, ATP, G6P, sukkerstoffer kan ikke
Hvad kan sukkerstoffer i glykoproteiner bidrage med?
Stabilitet til foldning, destination, binding af ligander.
Hvor tyk er en membran?
30Å
Hvad er amfitropiske proteiner?
Proteiner, der findes i cytosol og ifm. membranen, fordi de fx kan associere nonkovalent med andet protein eller lipid. Generelt reguleres de via konformationelle ændringer, der fx kan eksponere bindingssted.
Hvad er ionoforer?
Små molekyler, der kan skjule ioners ladning og transportere dem gennem membranen. Ex. valinomycin
Hvad er simpel diffusion?
Diffusion gennem membranen ned ad gradient ved at et stof opgiver interaktioner med vand. Aktiveringsenergien er høj for polære og ladede stoffer, så membranen bliver i praksis impermeabel.
Hvordan kan aktiveringsenergien for diffusion sænkes?
Med passiv transport, hvor membranproteiner tillader diffusion.
Hvordan fungerer transporteres selektion?
Med mange svage, noncovalente interaktioner, der kan kompensere for tab af vands interaktioner. På indersiden er transportere dækket af hydrofile aminosyrersidekæder.
Hvad er forskellen på transportere og ionkanaler?
Transportere/carriers kan mættes, binder substrat med høj specificitet, katalyserer ikke transport tæt på den øvre grænse for diffusion.
Kanaler kan ikke mættes, men hastigheden er høj - tæt på hvad der er muligt for fri diffusion. Har nogen grad af specificitet - de responderer på cellulære events, fx aktionspotentiale eller ligandbinding. De består ofte af mange ens subunits.
Hvad er hhv. aktiv og passiv transport?
Passiv: Tranport af stof ned ad koncentrationsgradient.
Aktiv: Transport af stof op ad koncentrationsgradient, enten direkte via ATP (/anden energikilde), dvs. primær aktiv transport, eller ved kobling til molekyle, der kan transporteres ned ad gradient (efter tidligere at være blevet transporteret op ad gradient vha. ATP). Der kan være tale om symport eller antiport.
Hvordan mener man, at GLUT1s struktur er?
12 hydrofobe segmenter, der danner helix med hydrofilt indre, så H-binding med glukose er muligt.
Hvordan foregår glukosetransporten?
Efter “rocking banana model”, se fig. 11-32
Husk, at processen er reversibel, da der ikke er stabilitetsforskelle ml. [S]out og [S]in
Hvordan kan transporteres funktion kvantiseres?
Vha. Michaelis-Menten-ligningen: V0=Vmax*[S]out/(Kt+[S]out).
Giv to eksempler på antiport-systemer
NaK-pumpen og chloridbikarbonat-exchanger
Hvad er formlen for udregning af ΔG for transport over membran?
ΔG=RTln(c2/c1)+zFΔΨ
Hvad laver P-type ATPaser og hvordan hæmmes de?
Nævn eksempler på P-type ATPaser
ATP-drevet kationtransporter. I cyklus bliver ATP bundet og et kritisk Asp phosphoryleret, så der kommer konformationsændring. Hæmmes med vanadat, der er en phosphatanalog
Fx NaK/pumpen, K+H+ATPase og Ca2+ATPase
Hvad gør V-type ATPaser?
Gør vakuoler og lysosomer sure.
Hvad er ABC-transportere og hvordan er de opbygget?
ATP-afhængige transportere, der pumper fx galdesalte, aminosyrer, proteiner, medicin m.m. ud af celler.
De er opbygget med to transmembrane segmenter og to nukleotidbindende domæner.
Hvad er CFTR?
Kanal for Cl-, der er defekt i cystisk fibrose. Ligner ASC-transportere i struktur med fx to NBDs.
Mutantproteinet folder forkert, da Phe er deleteret, så Cl- ka ikke komme ud af cellen og trække vand med.
Beskriv mekanismen for NaK-pumpen
3 Na+ fra cellen bindes, og der sker bindes af ATP, så et Asp på indersiden phosphoryleres og der sker konformationsændring så 3 Na+ kan komme ud på ydersiden. To K+ bindes og P-Asp hydrolyseres og der sker konformationsændring tilbage, så K’ frigives inden i cellen.
Hvordan fungerer lactosetransport?
H+ pumpes ud og laktosetransporter faciliterer symport ind i cellen. Laktoses transport er endergon, da det ophobes, men transporten er koblet til exergon protonreentry. Der er tale om rocking babana model.
Hvilken effekt har CN- eller mutation af bestemt Arg eller Glu-rest for laktose permease?
Lactose kan stadig diffundere ind eller ud, men kan ikke opkoncentreres.
Hvad er aquaporiner?
Transmembrane kanaler, som vand kan diffundere hurtigt igennem - retningen bestemmes af osmotisk gradient.
Resterne i de forskellige helixes er hydrofobe, men carbonyl-O’er kan H-binde med H2O. Kanalen er lille, så kun vand kan passere (og positive landninger frastøder H3O+). Vandpassagen sker ved konstant hydrogenbinding forskellige aa-rester. Nogle er gated med fx phosphorylering.
Hvordan er K+-kanalen opbygget?
Opbygget som en cone, hvor hver af de 4 subunits har er transmembran helix og en mindre helix, der medvirker til at gøre kanalen selektiv. Negativt ladede rester skal tiltrække positive ioner som K+ og i starten gennem tragten bibeholdes de hydrerende vandmolekyler, der senere erstattes med interaktioner med carbonyl-carbonatomer, der er mulige pga. K+-ioners størrelse (modsat Na+). K+-ioner hopper gennem kanalen.
I nogle tilfælde er de voltagegated
