Signaltransduktion Flashcards
Membrangebundene Signalmoleküle
kontaktabhängig (Membran-gebundenes Signalmolekül), Synaptisch (Neurotransmitter)
sezernierte Signalmoleküle
Parakrin (auf entfernte Zellen), endokrin (Hormone in Blutbahn)
Was kann bei einer Signalwirkung stark variieren?
Dauer, Geschwindigkeit und Selektivität der Signalwirkung
Woran binden die meisten hydrophile Signalmoleküle/Liganden (z.B. Wachstumsfaktoren)?
Zell-Oberflächen-Rezeptoren
Woran binden hydrophobe Signalmoleküle (z.B. Steroidhormone)?
intrazellulär (können Plasmamembran passieren)
molekularer Schalter: Phosphorylierung
Proteinkinase: phosphoryliert Protein (ATP->ADP) und aktiviert SIgnal, Phosphatase entfernt Phosphat und desaktiviert Signal
molekularer Schalter: G-Protein
GTPase (G-Protein), hat es GTP gebunden ist es aktiv, hat es GDP gebunden ist es inaktiv
Stickstoffmonoxid-Signalweg
NO wird aus Arginin in Endothelzelle produziert, diffundiert schnell durch Membranen, aktiviert Guanylat-Cyclase in Zellen der glatten Muskulatur und bewirkt Gefäß-Entspannung
drei Klassen von Zelloberflächen-Rezeptoren
- Ionenkanal-gekoppelte (ionotrope) Rezeptoren
- G-Protein-gekoppelte Rezeptoren
- Enzym-gekoppelte Rezeptoren (z.B. Rezeptor-Tyrosinkinase)
G-Protein-gekoppelte Rezeptoren
- vermitteln Transduktion von extrazellulären Signalen, (inkl. Hormonen, Neurotransmittern)
- 7 Transmembran-Proteine, die mit cytoplasmatischen trimeren G-Proteinen (3 Untereinheiten) assoziieren
trimeres G-Protein
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
Erkläre den Effekt der Adenylat-Cyklase (ein wichtiger G-alpha-Effektor)
- macht aus ATP zyklisches AMP
- cAMP second messenger, aktiviert u.a. Protein-Kinase A
Effekte der Aktivierung von Protein-Kinase A
- katalytische Untereinheiten werden durch cAMP freigesetzt (dann aktiv)
- direkte Effekte (schnell) und indirekte Effekte (langsam) über Regulation der Transkription
negative Rückkopplung von PKA
aktiviert auch Phosphodieserase, die cAMP abbaut (cAMP-Menge steigt rasch an und nimmt rasch wieder ab)
weiterer Effektor von aktivierten G-Proteinen: Phospholipase C
erzeugt zwei Botenstoffe: PI(4,5)P2 in Inositol-Triphosphat (IP3 - wasserlöslich) und Diacylglycerol (membrangebunden)
-IP3 führt zu Freisetzung von Ca aus dem ER
erkläre die Regulation der Wasserregulation in der Niere
- 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)
Was ist in Abwesenheit von ADH?
Sammelrohr-Wand ist H2O-undurchlässig: gesteigerte Wasserausscheidung (Diurese)
Rezeptor-Tyrosin-Kinasen (RTKs)
Familie von Transmembran-Proteinen mit extrazellulärer Liganden-Bindungsdomäne und intrazellulärer Tyrosin-Kinase-Domäne
-Rezeptoren für Wachstumsfaktoren und Hormone
Für welche Wachstumsfaktoren/Hormone haben Kinasen aus der Famlien der RTKs Rezeptoren?
- EGF (Epidermaler Wachstumsfaktor)
- FGF (Fibroblastenwachstumsfaktor)
- Insulin
Aktivierung von RTKs
Ligandenbindung induziert DImerisierung von RTKs, aktivierte RTKs phosphorylieren sich gegenseitig an spezifischen Tyrosinresten, diese phosphorylierten Tyrosine wirken als Andockstellen für zytoplasmatische Adaptorproteine
Was machen die Adaptorproteine, die an die phosphorylierten Tyrosine der RTKs gebunden haben?
rekrutieren die GTPase Ras an Plasmamembran, Ras wird lokal an Plasmamembran durch den Guanosin-Nukleotid-Austauschfaktor (GEF)sos aktiviert -> Ras-GTP
Ras
- 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
Wie kann Ras onkogen wirken?
wenn eine Mutation dazu führt, dass Ras konstitutiv aktiv (GTP-gebunden) ist
