Regulation der Genexpression TM-Rezeptoren

Question 1

Welche Domänen des TM-Rezeptors gibt es?

Answer 1

Extrazelluläre Domäne
Glycosylation Seite (s)
Transmembrane Domäne
Intrazelluläre Domäne
Interaktion mit Effektorproteinen
Enzymaktivität

Question 2

Was enthält die Extrazelluläre Domäne?

Answer 2

❑ Ligandenbindungsstellen
❑ Glykosylierungsstellen (Anheftung von Kohlenhydratresten)
❑ Kann mehrere 100 AS lang sein
❑ Disulfidbrücken zwischen Schleifen der Proteinkette
❑ Identische oder unterschiedliche Stukturuntereinheiten der extrazellulären Domänen

Question 3

Ist die TM-Domäne Hydrophob- oder phil? Woran ist sie beteiligt?

Answer 3

◼ TM ist hydrophob (20-30 (typische Länge) überwiegend hydrophobe AS)
◼ Grenzfläche zum wässrigen Medium:
❑ hydrophile AS, welche den Kontakt zu den polaren Kopfgruppen der Membranphospholipide herstellen
◼ Aktiv beteiligt an der Signalweiterleitung
❑ Ligand induziert Änderung in der Orientierung der Helices → diese induziert Konformationsänderung an der intrazellulären
Domäne

Question 4

Was ist Rhodopsin und was ist sein Mechanismus der Aktivierung?

Answer 4

❑ G-Protein gekoppelter Rezeptor (GPCR)
❑ 7-a-Helices
❑ C-Terminus intrazellulär
❑ N-Terminus extrazellulär

❑ Licht führt zu Isomerisierung des
Retinals vom 11-cis zum all-trans
State (aktiv)

Question 5

Was ist die Ausnahme bei OmpF Porin?

Answer 5

Formt einen Zylinder durch
den Ionen transportiert werden
Wichtig: Ausnahme gegenüber typischen TM-
Rezeptoren: b-Faltbalttstruktur
der TM-Domäne
❑ 18-b-Faltblatt-Elemente

Question 6

Was ist die Funktion der intrazellulären Domäne und welche zwei Wege gibt es?

Answer 6

Weiterleitung des Signals an der Innenseite der
Membran

1. Protein-Protein-Wechselwirkung (keine enzymatische Reaktion)
   
   • Aktivierung eines Effektorproteins
2. Enzymatische Aktivität an der zytosolischen Seite des Rezeptors
   
   • Häufig: Tyrosinkinaseaktivität
   • Selten: Tyrosinphsophatase und Ser/Thr-spezifische Proteinkinase

Question 7

Was sind die 3 wichtigsten Effektoraktionen bei der Signal Transmission durch aktivierte intrazelluläre Domänen?

Answer 7

1. Aktivierung von Enzymfunktionen
2. Bindung von Adaptor-Molekülen
3. Aktivierung von Ionenkanälen

Question 8

Auf die Regulation der TM-Rezeptoren: welche 3 prinzipiellen Wege der Signalübertragung gibt es?

Answer 8

1. Ligandengesteuerte ™-Rezeptoren (Zytosolische Domäne des aktivierten Rezeptors gibt das Signal weiter)
2. Ligandengesteuerte (ligand-gated) Ionenkanäle (nderung des intrazellulären Ionenmilieus stellt das intrazelluläre Signal dar)
3. Spannungsgesteuerte (voltage-gated) Ionenkanäle (Änderung des intrazellulären Ionenmilieus stellt das intrazelluläre Signal dar)

Question 9

Welche Funktion haben Rezeptor-Tyrosin Kinasen (RTK)?

Answer 9

Dienen der Weiterleitung von Wachstums- und
Differenzierungssignalen, Teilungsaktivität der Zelle, Morphogenese
» Signalgeber wirken oft also Wachstumsfaktoren

Question 10

Durch was erfolgt die Signalweiterleitung bei RTKs?

Answer 10

via Tyrosinphosphorylierung

Question 11

Sind Tyrosinkinasen-Rezeptoren Cytokinrezeporen?

Answer 11

Ja

Question 12

Was sind Cytokine?

Answer 12

= extrazelluläre Signalproteine
❑ Oft nur lokale Wirkung
❑ Große Bedeutung in der Medizin

Question 13

Welche 2 Klassen von Rezeptoren mit Tyrosin Kinase Aktivität gibt es?

Answer 13

1. Tyrosinkinase Rezeptoren
2. Rezeptoren mit assoziierter Tyrosinkinase- Aktivität

Question 14

Was ist wichtig bei der Struktur von Tyrosin Kinase Rezeptoren?

Answer 14

LBD und Tyrosinkinase-Aktivität liegen auf dem selben Protein

Question 15

Was ist der wichtigste Vertreter der Rezeptoren mit assoziierter Tyrosin Kinase Aktivität und was ist wichtig bei ihnen zu beachten?

Answer 15

Cytokinrezeptoren
Wichtig: LBD und Tyrosinkinase-Aktivität liegen
nicht auf dem selben Protein

Question 16

Welche Domänen habenTM Receptors with Tyrosin-Specific Protein Kinase Activity

Answer 16

Extrazelluläre Domäne
❑ Ligand-Bindung
❑ Glycosylierung
™-Domäne
❑ Einzelne a-Helix
Zytosolische Domäne
❑ Kinaseaktivität
❑ Bindung von Effektoren
❑ Regulatorische Bereiche

Question 17

Auf was basiert die Aktivierung von RTKs?

Answer 17

Liganden induzierte Oligomerisation/Konformationsänderung der RTKs
2 prinzipielle Mechanismen
1. Bivalenter Ligand induziert Dimerisierung
2. Allosterische Mechanismen induzieren Aktivierung eines dimerischen Rezeptors

Question 18

Was ist ein Vorteil der Heterodimerization und was ist ein Beispiel dafür?

Answer 18

Vorteil: Erhöhung der Vielfalt der Regulation durch ein Wachstumshormon
z.B. Plateled Derived Growth
Factor (PDGF) Receptor

Question 19

Was ist neben Ligandbindung eine Weitere Aktivierung von RTKs?

Answer 19

Autophosphorylation/ Substratphosphorylation

Ligandbindung induziert Autophosphorylierung
❑ Bildung von Phospho-Tyr-Resten an benachbarten zytoplasmatischen Tyr-Kinase Domänen (Protomere) in trans

Substratproteine (Effektoren) besitzen Phospho-Tyr- Bindungsdomänen
❑ Bindung an die Phospho-Tyr-Resten der RTK
❑ werden phosphoryliert

Question 20

Was sind die Mechanismen der Attenuierung und Terminierung der Signalgebung durch RTKs?

Answer 20

❑ 1. Ligand-Antagonisten
❑ 2. Heterooligomerisierung mit dominanten inhibitorisch wirksamen Rezeptorvarianten
❑ 3. Ser/Tyr Phosphorylierung (z.B. EGF Rezeptor durch PKC)
❑ 4. Inhibitor-Proteine (z.B. SOCS, bindet via SH Domäne an RTK und inhibiert diese)
❑ 5. Protein Tyrosin Phosphatasen (PTPs, dephosphorylieren RTK)
❑ 6. Endozytose (Ausgelöst durch Liganden)
❑ 7. Degradation (z.B. Cbl Degradation durch Ubiquitinilierung )

Question 21

wozu führt Dysregulation der RTK und was sind Therapienansätze?

Answer 21

Dysregulation:
◼ Tumorentstehung
◼ Kardiomyopathien
◼ Virale und bakterielle Infektionen
◼ Störung in der Embryonalentwicklung
Therapieansätze:
◼ Anti-RTKs-AK
◼ Kinase Inhibitoren
◼ siRNAs

Question 22

Welche 2 Klassen von Effektor Proteinen gibt es?

Answer 22

1. Enzyme: werden durch Tyrosinphosphorylierung aktiviert
2. Adaptormoleküle: vermitteln die Bindung an weitere Proteine

Question 23

Was sind wichtige Motives von Effektor Molekülen?

Answer 23

◼ SH2 Domänen und PTB Domänen
◼ → SH3 Domänen
◼ → PH Domänen
◼ → PDZ Domänen

Question 24

Was sind die jeweiligen Ziel-Strukturen zur Interaktion von Effektor Moleküldomänen?

Answer 24

◼ SH2 und PTB
❑ Erkennung von Phospho-Tyrosinresten der RTK
◼ SH3-Domäne
❑ Bindung an Prolin-reiche Sequenzen
◼ PH-Domäne
❑ Bindung an Proteine oder Phospholipide
(Phosphatidyl-Inositol Derivate) der Membran
◼ PDZ-Domäne
❑ Bildung makromolekularer Assoziationen an der Zellmembran

Question 25

Was bestimmt der modulare Aufbau von Effektorproteine?

Answer 25

die Spezifität für
downstream Proteine

Question 26

Was sind die 3 wichtigen Punkte für Signal Tranmission durch Effektor Proteine?

Answer 26

1. Basismotiv existiert in vielen Varianten
❑ führen zu unterschiedlichen Bindungsspezifitäten, was zu großer Variabilität und Vielfältigkeit der Kopplungsmöglichkeiten führt
2. Verschiedene Proteinmodule in einem Protein
❑ können ein Netzwerk interagierender Proteine erzeugen
3. Enge Räumliche Kopplung, Nähe der Effektorproteine zu Zielproteinen

Question 27

Durch was wird die Spezifität von SH2 Domänen bestimmt?

Answer 27

urch 1-6 AS
C-terminal vom
Phospho-Tyrosin-Res