HC.7 - Signaaltransductie Flashcards
Wat is het doel van signaaltransductie?
cel-cel communicatie
Wat zijn de 3 algemene principes van signaaltransductie?
• Communicatie tussen verschillende cellen, leidt tot homeostase
• Moleculaire mechanismen die zorgen voor communicatie tussen celmembraan en intracellulaire eindpunten en die cellulaire veranderingen teweegbrengen
• Circuit voor doorgeven van info en beïnvloeding van processen via ‘schakelaars’
Wat is signaaltransductie?
Communicatie tussen cellen berust meestal op chemische signalen
Signalen kunnen een fysiologische (evenwicht), pathofysiologische of farmacologische betekenis hebben
Signaaltransductie vindt ook grotendeels plaats binnen de cel
Beschrijf de basale volgorde van signaaltransductie:
signalerende cel -> ligand -> receptor -> intracellulaire eiwitten -> effect
Welke typen liganden bestaan er?
- ion
- aminozuur
- peptide
- eiwit
- suiker
- cholesterol
- lipide
Wat bepaalt het type receptor?
de chemie van de ligand
Welk type receptor bindt aan liganden die lipofiel zijn en het celmembraan passeren?
kernreceptor
Welk type receptor bindt aan liganden die met name hydrofiel zijn?
membraan receptoren
Wat zijn eigenschappen van liganden voor kernreceptoren?
klein en lipofiel
Wat zijn eigenschappen van liganden voor membraan receptoren?
vaak groot en immer hydrofiel
Wat is het doel van signaaltransductie?
- bereiken van (alleen) het juiste signaal
- doorgeven van de juiste informatie (specifiek, maar niet continu; …)
- tijdig en accuraat
- bewerkstelligen juiste effect
- effectieve beëindiging
Wat houdt specificiteit in?
een receptor herkent alleen zijn eigen ligand
Wat houdt affiniteit in?
receptor bindt ligand bij zeer lage/hoge concentraties (nMolair) ofwel: hoeveel ligand is nodig om het efffect te bewerkstelligen
Wat is de evenwichtsconcentratie van een ligand en hoe bereken je deze?
- dissociatie constante
- [L][R] / [LR]
Hoe hoger de dissociatieconstante …
hoe lager de affiniteit
Wat is het effect van liganden via een kernreceptor?
directe beïnvloeding van transcriptie, doordat de kernreceptor fungeert als een ligand-gebonden transcriptiefactor
Wat is het effect van liganden via een membraanreceptor?
beïnvloeding via een second messenger (een cascade van signalen opleverend)
Welke domeinen bevat een kernreceptor?
- hormoonbindingsdomein
- DNA-bindingsdomein
- dimerisatiedomein
- co-activator/co-repressor interactie domein (transactivatiedomein)
- nuclear-localization domein
Wat is de functie van het DNA -bindingsdomein?
Het herkent het hormoon respons element van een gen
Wat is de functie van het dimerisatiedomein?
herkent partner
Wat is het functie van het transactiveringsdomein?
herkent factoren die een rol spelen bij het versterken of remming van het signaal
Welke twee subtypen kernreceptoren bestaan er?
- kernreceptoren die in ongebonden staat liggen in het cytoplasma
- kernreceptoren die ongeacht de bindingsstaat zich in de celkern bevinden. (co-repressors houden kernreceptor inactief)
Welke 3 subtypen membraanreceptoren bestaan er?
- ion-kanaal-gekoppelde receptoren
- G-proteïne-gekoppelde receptoren
- enzym-gekoppelde receptoren
Wat zijn ion-gekoppelde receptoren?
membraanreceptoren die ionen binden, en ervoor zorgen dat andere ionen de cel in worden getransporteerd
Wat zijn G-proteïne-gekoppelde receptoren (GPCRs)
Receptoren in het membraan die het signaal doorgeven met behulp van een G-eiwit
Wat zijn enzym-gekoppelde receptoren?
receptoren die een dimeer hebben en een kinase domein aan de binnenkant van de cel hebben om het signaal door te geven
Uit welke domeinen bestaat een membraanreceptor?
- ligand/hormoonbindingsdomein (affiniteit en specificiteit)
- transmembraan domein (verankering)
- transductie domein (geeft signaal door)
Wat is de functie van het transmembrane domein van een kernreceptor?
verankering
Wat is de functie van het transductiedomein van een membraanreceptor?
signaal doorgeven
Uit welke stappen bestaat de cascade van intracellulaire signalen?
1) primaire transductie
2) relay (aflossing)
3) transductie en amplificatie
4) integratie
5) distributie
6)
- verandering metabolisme
- verandering celvorm of beweging
- verandering genexpressie
Welke twee typen intracellulaire moleculaire schakelaars zijn er?
- GDP-GTP omzetting
- fosforylering-defosforylering
Hoe werken GPCRs?
- via G-eiwit
- alpha subunit geeft het signaal door
Als ligand gebonden is aan de GPCR receptor -> dissociatie van de alpha, beta en de gamma. -> alpha subunit heeft GDP gebonden -> GDP wordt uitgewisseld voor GTP, waardoor alpha-subunit in geactiveerde status is
Hoe wordt een G-eiwit geactiveerd?
Door het binden van GTP in de plaats van GDP
Hoe wordt een G-eiwit gedeactiveerd?
Hydrolyse van het gebonden GTP
Wat is het effect van G(alpha-s) eiwitten
stimulering adenylyl cyclase –> cAMP omhoog –> activatie protein kinase A (PKA)
Wat is het effect van G(alpha-i) eiwitten
remming adenylyl cyclase –> cAMP omlaag –> remming protein kinase A (PKA)
Wat is het effect van G (alpha-q) eiwitten
stimulering fosfolipase C (PLC)-> Ca2+ en DAG –> activatie protein kinase C (PKC)
Wat is de functie van G (alpha 12/13)
RhoGEF –> Rho activatie –> activatie Rock
Welke typen enzym gekoppelde receptoren zijn er?
- receptor tyrosine kinases (RTK)
- receptor serine/threonine kinases
Hoe werken RTKs?
RTKs werken als dimeer: Dimerisatie -> cross fosforylering van de receptor -> receptoren activeren elkaar waardoor het kinase domein actief wordt -> geactiveerd kinasedomein heeft fosfaatmoleculen gebonden -> vervolgens worden verschillende intracellulaire moleculen geactiveerd
Wat is Ras?
- familielid van kleine GTP-bindende eiwitten of monomere GTPases
- lijkt qua functie op alpha-subunit van G-eiwit
Wat zijn de 6 algemene stappen van de signaaltransductie bij membraan-geassocieerde receptoren?
- herkenning van signaal door receptor
- transductie van de extracellulaire boodschap
- transmissie van het signaal
- modulatie van de effector
- respons op stimulus
- terminatie van respons
Wat is een focale adhesie?
een cluster signaalmoleculen aan de cytosolzijde van het membraan, bestaande uit kleine GTP-bindende eiwitten, zoals Rac en Rho die de verankering en turnover van het actine cytoskelet reguleren, en ook intracellulaire kinases.
Wat is een geïntegreerde respons?
respons die rekening houdt met meerdere verschillende factoren, en vereist dus crosstalk tussen verschillende signaalcascades
Wat is de klassieke structuur van de meeste GPCRs?
- een enkele polypeptideketen
- 7 transmembrane alpha-helix segmenten
- een extracellulaire, geglycosyleerde N-terminus
- een grote cytoplasmatische loop van met name hydrofiele aminozuren tussen helix 5 en 6
- een hydrofiel domein bij de cytoplasma C-terminus
Wat zijn de functies van de subunits van GTP-bindende eiwitten?
• Alpha subunit: binding en hydrolysering van GTP en gaat ook interactie aan met ‘downstream’ effector eiwitten zoals adenyl cyclase
• Beta-gamma complex functioneert in de verankering van het trimeercomplex en heeft ook functies in signaaltransductie, door interactie aan te gaan met andere effector moleculen
• Alpha en gamma subunits zijn betrokken bij en verankeren van het complex in het membraan
Wat is adenylyl cyclase?
een enzym dat de conversie van ATP tot cAMP katalyseert
Wat is de functie van Ras?
de drie isoformen van Ras zenden signalen door van het plasmamembraan naar de nucleus via een kinase cascade, ren reguleren daardoor gentransctriptie
Wat is de functie van Rho?
herschikking actine cytoskelet
Wat is de functie van Rab en Arf?
Reguleren blaasjestransport
Wat is de functie van Ran?
regulatie nucleo-cytoplasmatisch transport
Wat is de functie van GAP (GTPase-activerende proteïne?
snellere inactivatie doordat kleine GTP-bindende eiwitten gebonden GTP hydrolyseren
Wat is de functie van GEFs (guanine nucleotide exchange factors)?
stimuleren van de omzetting van inactieve vorm naar actieve vorm
Wat is de functie van cAMP phosphodiesterase?
afbraak van cAMP tot AMP
Welke 5 klassen katalytische receptoren zijn er, en wat is hun functie?
- receptor guanylyl cyclases: katalyseren de vorming van cGMP vanuit GTP
- receptor serine/threonine kinases: fosforyleren serine of threonine residuen op cellulaire eiwitten
- receptor tyrosine kinases (RTKs): fosforyleren tyrosine residuen op zichzelf en andere eiwitten
- tyrosine kinase-associated receptors: gaan een interactie aan met cytosol tyrosine kinases
- receptor tyrosine fosfatases: klieven fosfaatgroepen van tyrosine groepen van cellulaire eiwitten
Welke kernreceptoren functioneren primair als homodimeren?
receptoren voor steroïde hormonen
Welke kernreceptoren functioneren primair als heterodimeer?
receptoren voor renitnoic acid, thyroïde hormonen en vitamine D
Bekijk figuur 16-35 essential cell biology en leg uit
Verschrikkelijk - matig - oké - voldoende - goed
