Membranen 2 Flashcards
Diese Membranproteine transportieren 2 Spezies in entgegengesetzte Richtungen durch die Membran.
→ Antiporte
Moleküle dieser Art können ohne Transporter durch Membranen diffundieren.
→ Lipophil,
P-Typ ATPasen transferieren eine Phosphatgruppe zu diesem Aminosäurerest.
→ Asparaginsäure,
Steroide aus Pflanzenextrakt die zur Behandlung von Herzfehlern verwendet werden.
→ Digitalis
Diese Familie der Transportproteine besitzt eine separate Domäne, um spezifisch ATP zu binden.
→ ABC Proteine,
Diese Membrantransporter koppeln den Transport einer Spezies an den Fluss einer anderen Ionenspezies entlang eines Konzentrationsgradienten.
→ Cotransporter
Diese Technik wird dazu verwendet, die Leitfähigkeit über eine Membran hinweg zu messen. ,
→ Patch-Clamp
Ein anderer Name für elektrische Erregung.
→ Aktionspotenzial
Der spezifische Transport einer Spezies entlang des Konzentrationsgradienten wird als…..bezeichnet.
Passiver Transport
Bei ……..wird eine Phosphorylgruppe von ATP zu einem spezifischen Aspartatrest transferiert.
P-Typ ATPasen
Herz-wirksame Steroide wie Digitoxigenin inhibieren …..
Na+-K+ ATPase
Die Lactosepermease transportiert Lactose zusammen mit …. in die Zelle.
Protonen
Die Umwandlung zwischen 2 Konformationen eines Transporters wird manchmal als……..bezeichnet.
Umstülpung
Tetrodotoxin, gewonnen aus dem Kugelfisch, bindet stark und spezifisch an……..Kanäle der Nervenzellen.
Na+
Der Acetylcholinrezeptor ist ein Beispiel für einen…… -gesteuerten Kanal.
Liganden
………..sind eine wichtige Klasse von Kanälen, die die Rate des Wasserflusses durch Membranen erhöhen.
Aquaporine
Ein Kanal, der sich als Reaktion auf die Bindung eines bestimmten Moleküls öffnet, nennt man __________________ Kanal.
Wählen Sie eine Antwort:
a. passiven Diffusions-
b. Symport
c. Liganden gesteuerten
d. A+B+C sind richtig
e. Weder A noch B noch C
Liganden gesteuert
Kanäle, die sich bei Depolarisation der Membran öffnen, nennt man __________________ Kanäle.
Wählen Sie eine Antwort:
a. spannungsabhängige
b. Symport
c. Liganden gesteuerte
d. A+B+C sind richtig
e. Weder A noch B noch C
spannungsabhängig
Wenn ein Molekül sich von einer Konzentration von 10-4 M zu 10-2 M bewegt, dann ist dieser Prozess spontan, im Gleichgewicht oder benötigt er zusätzliche Energie ?
Wählen Sie eine Antwort:
a. Gleichgewicht
b. Energie wird benötigt
c. Spontan
d. A+B+C sind richtig
e. Weder A noch B noch C
energie wird benötiogt
Welche der folgenden Aussagen über die Ca2+ ATPase des sarkoplasmatischen Retikulums ist korrekt?
Wählen Sie eine Antwort:
a. Sie ist ein Vertreter der ABC-Transporter
b. Sie transportiert Ca2+ vom sarkoplasmatischen Retikulum in das Cytoplasma.
c. Diese P-Typ ATPase hält eine Ca2+ Konzentration von ca. 0.1 mM im Cytosol und 1.5 mM im sarcoplasmatischen Retikulum aufrecht.
d. Je ein Ca2+ wird pro hydrolysiertem ATP transportiert.
e. Weder A noch B noch C
Diese P-Typ ATPase hält eine Ca2+ Konzentration von ca. 0.1 mM im Cytosol und 1.5 mM im sarcoplasmatischen Retikulum aufrecht.
Multidrug Resistance in Tumorzellen beruht auf…
Wählen Sie eine Antwort:
a. der Wirkung einer Membranpumpe, die kleine Moleküle aus der Zelle schafft.
b. der Entwicklung weiterer Resistenzen, nachdem anfänglich nur eine Wirkstoffresistenz ausgeprägt war.
c. einer Mutation im Mukoviszidose-Gen.
d. A+B sind richtig
e. A+B+C sind richtig
a. der Wirkung einer Membranpumpe, die kleine Moleküle aus der Zelle schafft.
b. der Entwicklung weiterer Resistenzen, nachdem anfänglich nur eine Wirkstoffresistenz ausgeprägt war.
Welche der folgenden Aussagen bezüglich der ABC-Transporter sind falsch?
Wählen Sie eine Antwort:
a. Es kommt zu konformationellen Änderungen bei ATP-Bindung.
b. Sie sind alle der P-Loop NTPase-Superfamilie zugehörig.
c. Die ATP-Bindungsdomänen werden als ATP-Bindekassetten bezeichnet.
d. Das Substrat bindet nur nachdem ATP gebunden wurde.
e. Alle Aussagen sind wahr.
d. Das Substrat bindet nur nachdem ATP gebunden wurde.
Membran-Transporter, die den Fluss einer Spezies entlang eines Konzentrationsgradienten an den Fluss einer anderen Spezies in Gegenrichtung koppeln, nennt man….
Wählen Sie eine Antwort:
a. Antiporter
b. Symporter
c. Austauscher
d. A+B+C sind richtig
e. Weder A noch B noch C
Antiporter
Ionenkanäle…
Wählen Sie eine Antwort:
a. können selektiv sein.
b. existieren in offenen und geschlossenen Zuständen.
c. im geöffneten Zustand gehen sie oft spontan in einen inaktiven Zustand über.
d. A+B sind richtig.
e. A+B+C sind richtig
a. können selektiv sein.
b. existieren in offenen und geschlossenen Zuständen.
c. im geöffneten Zustand gehen sie oft spontan in einen inaktiven Zustand über.
Was sind die Gemeinsamkeiten von Natrium-, Kalium- und Calciumkanälen?
Wählen Sie eine Antwort:
a. Alle erlauben den Durchgang unterschiedlicher Ionen.
b. Sie besitzen homologe Domänen im membrandurchspannenden Bereich.
c. Sie besitzen alle fünf Peptide, die zusammen den Kanal bilden.
d. A+B+C sind richtig.
e. Keine Antwort ist richtig.
: Sie besitzen homologe Domänen im membrandurchspannenden Bereich.
Wenn Kaliumionen durch den Ionenkanal treten, dann passiert folgendes mit den assoziierten Wassermolekülen:
Wählen Sie eine Antwort:
a. gehen verloren
b. bleiben gebunden
c. ordnen sich neu um das Ion
d. A+B+C sind richtig
e. Keine Antwort ist richtig.
gehen verloren
Wie differenziert der Kaliumkanal zwischen Kalium- und Natrium-Ionen ?
Wählen Sie eine Antwort:
a. Die Ionengröße ist der entscheidende Faktor.
b. Die Größe der Ionen und assoziierten Wassermoleküle relativ zur Porengröße ist der entscheidende Faktor.
c. Die Dehydratisierung der Kaliumionen wird energetisch durch die Interaktion mit Sauerstoffatomen im selektiven Filter kompensiert, was für Natriumionen nicht möglich ist.
d. A+B+C sind richtig.
e. Keine Antwort ist richtig.
Die Dehydratisierung der Kaliumionen wird energetisch durch die Interaktion mit Sauerstoffatomen im selektiven Filter kompensiert, was für Natriumionen nicht möglich ist.
Welches der folgenden Ionen ist das kleinste?
Wählen Sie eine Antwort:
a. Cs+
b. Na+
c. K+
d. Rb+
e. Li+
Li+
Welche Funktion besitzen die Aminosäuren im selektiven Filter eines Ionenkanals?
Wählen Sie eine Antwort:
a. Sie schließen die Kanalpore nach Durchgang des Ions.
b. Sie legen die Präferenz für bestimmte Ionen fest.
c. Sie begrenzen die Anzahl der Ionen, die den Kanal passieren.
d. A+B+C sind richtig.
e. Keine Antwort ist richtig.
Sie legen die Präferenz für bestimmte Ionen fest.
Was ist für die Selektivität im Kaliumkanal entscheidend?
Wählen Sie eine Antwort:
a. K+ bindet an einen kritischen Glutamatrest.
b. K+ bindet an die Amidfunktionen dreier Reste im selektiven Filter.
c. K+ bindet an die Carbonylgruppe einer konservierten Pentapeptidsequenz.
d. Ein ATP Molekül muss gebunden werden, damit der selektive Filter funktioniert.
e. Keine Antwort ist richtig.
t: K+ bindet an die Carbonylgruppe einer konservierten Pentapeptidsequenz.
Welche Hinweise gaben Aufschluss über den Mechanismus der Kanalinaktivierung?
Wählen Sie eine Antwort:
a. Trypsin-Verdau auf der cytoplasmatischen Seite führte dazu, dass der Kanal geöffnet blieb.
b. Splice-Varianten besitzen unterschiedliche Inaktivierungskinetiken.
c. Die Inaktivierung kann durch die Zugabe fehlender Peptide aufgehoben werden.
d. A + B sind richtig.
e. A + B + C sind richtig.
a. Trypsin-Verdau auf der cytoplasmatischen Seite führte dazu, dass der Kanal geöffnet blieb.
b. Splice-Varianten besitzen unterschiedliche Inaktivierungskinetiken.
c. Die Inaktivierung kann durch die Zugabe fehlender
Was ist „einfache Diffusion“? Nennen Sie ein Beispiel!
Bei der einfachen Diffusion passieren Moleküle eine Membran entlang ihres Konzentrationsgradienten. Dabei können nur lipophile Moleküle einfach durch die Membran diffundieren. Beispiele hierfür sind Steroidhormone, wie z.B. Vitamin A.
Wie unterscheiden sich aktiver und passiver Transport?
Beim aktiven Transport müssen Moleküle gegen ihren Konzentrationsgradienten gepumpt werden. Dies benötigt Energie.
Wie beeinflusst Energie die Funktion von Na+-K+ ATPasen?
ATP liefert die nötige Energie für diese Pumpen. Sie halten die richtige zelluläre Konzentration von Natrium und Kalium aufrecht, pumpen Natrium aus und Kalium in die Zelle. Ohne ATP würden diese Pumpen nicht funktionieren.
Viele Pumpen gehören zu den P-Typ ATPasen. Angenommen Sie würden ein neues Enzym mit ähnlicher Funktion erforschen… Welches Reaktionsprodukt würde dabei helfen Sie davon zu überzeugen, dass das Enzym tatsächlich zu den P-Typ ATPasen gehört?
Die Vertreter dieser Enzymfamilie transferieren Phosphat von ATP auf einen speziellen Aspartylrest im Enzym.
Beschreiben Sie Aufbau und Funktion der Ca2+ ATPase des sarkoplasmatischen Retikulums!
Dieses Protein besitzt eine integrale Membrandomäne und einen cytosolischen Kopf mit 3 separaten Domänen. Eine dieser Kopfdomänen ist für die ATP-Bindung zuständig, eine übernimmt die Phosphatgruppe und die andere scheint als Aktuator zu fungieren. Die membrandurchspannende Domäne ist für die Calciumbindung zuständig.
Beschrieben Sie den vorgeschlagenen Mechanismus für den Lactosepermease-Symporter!
- Der Zyklus beginnt damit, dass beide Hälften mit der Öffnung in Richtung Bindetasche orientiert sind, welche aus der Zelle zeigt. Ein Proton von ausserhalb der Zelle bindet an einen Glu-Rest der Permease. 2. Die protonierte Permease bindet Laktose von außerhalb der Zelle. 3. Die Struktur ändert sich, sodass die Bindetasche in die Zelle zeigt. 4. Die Permease entlässt Lactose in die Zelle. 5. Die Permease gibt das Proton in die Zelle ab. 6. Die Permeasekonformation kehrt in den Grundzustand zurück, worauf der Zyklus abgeschlossen ist.
Beschreiben Sie die Struktur des Acetylcholinrezeptors !
Der Acetylcholinrezeptor ist ein Tetramer, das aus 5 Untereinheiten besteht: 2 identische und 3 verwandte Peptidketten (2α,β,Χ,δ). Die Ähnlichkeit zwischen den Untereinheiten lässt auf Genduplikation und Divergenz schließen. Ligandenbindung scheint eine Konformationsänderung herbeizuführen, wobei durch eine Rotationsbewegung der Kanal geöffnet wird. Die Pore ist mit polaren Resten besetzt, große hydrophobe Aminosäuren schließen den geschlossenen Kanal ab.
Wieso ist eine Vorhersage der Struktur eines Kanalproteins schwierig, obwohl bekannt ist, welche Aminosäuren sich vermutlich in der Membran befinden?
Es ist unwahrscheinlich, dass eine einzelne membranbindende Domäne einen Kanal bilden kann, der groß genug für die Passage von Molekülen ist. Die meisten Proteinkanäle bestehen aus mehreren Untereinheiten, die zusammen eine Einheit bilden. Während das Innere des Kanals polar ist, ist die Außenseite, die im Kontakt mit den Lipiden steht, hydrophob. Anhand der Aminosäuresequenz ist es schwierig vorherzusagen, welche Untereinheiten eine Einheit bilden.
Wieso ist es gefährlich, unfachmännisch zubereiteten Kugelfisch zu essen?
Kugelfisch enthält Tetrodotoxin, ein Gift, das fest an den Natriumkanal bindet. Schon 10 ng sind für den Menschen tödlich.
Wie werden Kaliumionen, die die Membran durch einen Kanal passieren, freigesetzt, wenn sie doch fest an den selektiven Filter binden?
Der selektive Filter besitzt vier Bindestellen. Hydratisiertes Kalium kann einzeln in diese Stellen eindringen, wobei es seine Hydrathülle verliert. Wenn zwei Ionen benachbarte Stellen besetzen, dann stoßen sich diese durch elektrostatische Kräfte ab. Gelangen nun Ionen von der einen Seite in den Kanal, so werden Ionen auf der anderen Seite hinausgedrückt.
Was versteht man unter dem Begriff „ball-and-chain“ Modell?
Unter dem „ball-and-chain“ Modell versteht man die Inaktivierung einer Pore durch Verschluss. Bei diesem Modell bildet eine Gruppe an Aminosäuren einen Ball („ball“), der über eine flexible Peptidkette („chain“) mit dem restlichen Protein verbunden ist. Nachdem der Kanal sich öffnet bewegt sich der Ball an eine Stelle, die den Kanal blockiert, was zu einer schnellen Inaktivierung führt.
Beschreibe wie spannungsgesteuerte Kanäle funktionieren!
Spannungsgesteuerte Kanäle bestehen aus den Segmenten S1-S6. Die Pore wird durch S5 und S6 gebildet, wohingegen S1-S4, die spannungssensitiven Helices („voltage-sensing paddles“) den Kanal schließen. Diese Helices befinden sich in der „unteren“ Position unter dem geschlossenen Kanal. Eine Depolarisation der Membran zieht die Helices durch die Membran, wodurch der Kanal geöffnet wird.
