Signaltransduktion

Question 1

Membrangebundene Signalmoleküle

Answer 1

kontaktabhängig (Membran-gebundenes Signalmolekül), Synaptisch (Neurotransmitter)

Question 2

sezernierte Signalmoleküle

Answer 2

Parakrin (auf entfernte Zellen), endokrin (Hormone in Blutbahn)

Question 3

Was kann bei einer Signalwirkung stark variieren?

Answer 3

Dauer, Geschwindigkeit und Selektivität der Signalwirkung

Question 4

Woran binden die meisten hydrophile Signalmoleküle/Liganden (z.B. Wachstumsfaktoren)?

Answer 4

Zell-Oberflächen-Rezeptoren

Question 5

Woran binden hydrophobe Signalmoleküle (z.B. Steroidhormone)?

Answer 5

intrazellulär (können Plasmamembran passieren)

Question 6

molekularer Schalter: Phosphorylierung

Answer 6

Proteinkinase: phosphoryliert Protein (ATP->ADP) und aktiviert SIgnal, Phosphatase entfernt Phosphat und desaktiviert Signal

Question 7

molekularer Schalter: G-Protein

Answer 7

GTPase (G-Protein), hat es GTP gebunden ist es aktiv, hat es GDP gebunden ist es inaktiv

Question 8

Stickstoffmonoxid-Signalweg

Answer 8

NO wird aus Arginin in Endothelzelle produziert, diffundiert schnell durch Membranen, aktiviert Guanylat-Cyclase in Zellen der glatten Muskulatur und bewirkt Gefäß-Entspannung

Question 9

drei Klassen von Zelloberflächen-Rezeptoren

Answer 9

• Ionenkanal-gekoppelte (ionotrope) Rezeptoren
• G-Protein-gekoppelte Rezeptoren
• Enzym-gekoppelte Rezeptoren (z.B. Rezeptor-Tyrosinkinase)

Question 10

G-Protein-gekoppelte Rezeptoren

Answer 10

• vermitteln Transduktion von extrazellulären Signalen, (inkl. Hormonen, Neurotransmittern)
• 7 Transmembran-Proteine, die mit cytoplasmatischen trimeren G-Proteinen (3 Untereinheiten) assoziieren

Question 11

trimeres G-Protein

Answer 11

drei Untereinheiten, durch BIndung eines LIganden stimuliert GPCR den Austausch von GDP gegen GTP, dann sind die Untereinheiten aktiviert und können über unterschiedliche Effektoren separat wirken

Question 12

Erkläre den Effekt der Adenylat-Cyklase (ein wichtiger G-alpha-Effektor)

Answer 12

• macht aus ATP zyklisches AMP

- cAMP second messenger, aktiviert u.a. Protein-Kinase A

Question 13

Effekte der Aktivierung von Protein-Kinase A

Answer 13

• katalytische Untereinheiten werden durch cAMP freigesetzt (dann aktiv)
• direkte Effekte (schnell) und indirekte Effekte (langsam) über Regulation der Transkription

Question 14

negative Rückkopplung von PKA

Answer 14

aktiviert auch Phosphodieserase, die cAMP abbaut (cAMP-Menge steigt rasch an und nimmt rasch wieder ab)

Question 15

weiterer Effektor von aktivierten G-Proteinen: Phospholipase C

Answer 15

erzeugt zwei Botenstoffe: PI(4,5)P2 in Inositol-Triphosphat (IP3 - wasserlöslich) und Diacylglycerol (membrangebunden)
-IP3 führt zu Freisetzung von Ca aus dem ER

Question 16

erkläre die Regulation der Wasserregulation in der Niere

Answer 16

• Wassermangel führt zu Anstieg der Osmolarität der Extrazellularflüssigkeit (Aktivierung von Osmorezeptoren im Hypothalamus)
• Hypophyse schüttet Antidiuretisches Hormon (Arginin-Vasopressin) aus
• ADH aktiviert ADH-Rezeptor (GPCR) in Sammelrohrzellen der Niere
• Aktivierung von PKA über cAMP bewirkt Einbau von Aquaporin2 aus Vesikeln in apikale Zellmembran, sodass sie Wasser-durchlässig wird (gesteigerte H2O-Resorption aus Sammelrohr (Anti-Diurese)

Question 17

Was ist in Abwesenheit von ADH?

Answer 17

Sammelrohr-Wand ist H2O-undurchlässig: gesteigerte Wasserausscheidung (Diurese)

Question 18

Rezeptor-Tyrosin-Kinasen (RTKs)

Answer 18

Familie von Transmembran-Proteinen mit extrazellulärer Liganden-Bindungsdomäne und intrazellulärer Tyrosin-Kinase-Domäne
-Rezeptoren für Wachstumsfaktoren und Hormone

Question 19

Für welche Wachstumsfaktoren/Hormone haben Kinasen aus der Famlien der RTKs Rezeptoren?

Answer 19

• EGF (Epidermaler Wachstumsfaktor)
• FGF (Fibroblastenwachstumsfaktor)
• Insulin

Question 20

Aktivierung von RTKs

Answer 20

Ligandenbindung induziert DImerisierung von RTKs, aktivierte RTKs phosphorylieren sich gegenseitig an spezifischen Tyrosinresten, diese phosphorylierten Tyrosine wirken als Andockstellen für zytoplasmatische Adaptorproteine

Question 21

Was machen die Adaptorproteine, die an die phosphorylierten Tyrosine der RTKs gebunden haben?

Answer 21

rekrutieren die GTPase Ras an Plasmamembran, Ras wird lokal an Plasmamembran durch den Guanosin-Nukleotid-Austauschfaktor (GEF)sos aktiviert -> Ras-GTP

Question 22

Ras

Answer 22

• molekularer Schalter: kann durch Austausch oder Hydrolyse des gebundenen Nukleotids aktiviert/inaktiviert werden
• GEFs (Guanin-Nukleotid-Austauschfaktoren) aktivieren Ras
• GTPase-aktivierende Proteine (GAPs) inaktiveren Ras

Question 23

Wie kann Ras onkogen wirken?

Answer 23

wenn eine Mutation dazu führt, dass Ras konstitutiv aktiv (GTP-gebunden) ist